「新浪科技综合」“出淤泥而不染”——莲自我清洁的秘密新浪科技综合2020-07-29 11:00:110阅
来源：中科院之声
植物表皮蜡质
角质层主要由角质和蜡质成分构成 。 大约4.5亿年前 ， 第一个水生植物正是由于进化生成了角质层 ， 从而适应陆地环境转变为陆地植物 。
植物表皮蜡质是覆盖在陆地植物表面的一层白色晶状物 ， 是一种疏水有机混合物 。 表皮蜡质的形态学表型多种多样 ， 扫描电镜下观察发现 ， 常见的形态主要包括丝状、管状、杆状、平板状、颗粒状及片状6种 。 而莲叶的正面蜡质结构主要为不规则的颗粒状 ， 背面蜡质结构则为杆状为主 。
“多功能”蜡质与“荷花效应”
植物表皮蜡质作为植物应对外界环境变化的最外一层屏障 ， 在应答外界非生物胁迫和生物胁迫等方面起着重要作用 。 表皮蜡质能够抑制植物表面水分流失、保护植物免受病原菌侵害等 ， 对植物生长发育和适应外界环境有着重要意义 。
研究发现 ， 表皮蜡质形成了疏水表皮 ， 从而使得莲具有自我清洁作用 ， 形成了著名的“荷花效应”的生化基础 。 实验表明 ， 蜡质提取前 ， 水珠能够呈现完美球形立在莲叶表面 ， 随其滚动能够带走污染物颗粒；而蜡质提取后水珠则不能再立于莲叶表面 ， 莲叶的自我清洁作用减弱 。 正是因为有了蜡质 ， 莲叶才能够保持“出淤泥而不染” 。
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图4/9（张莉俊 摄）莲叶蜡质的提取和分离
由于植物表皮蜡质主要由超长链脂肪酸及其衍生物包括烷烃、初级醇和酮类等化合物组成 ， 故而可以利用有机溶剂氯仿或正己烷将其提取 ， 即将随机取样的莲叶放入气相色谱专用瓶内 ， 加入5毫升氯仿 ， 振荡取样瓶10-20秒 ， 将提取液转移至新的玻璃瓶 ， 重复操作即可得到10毫升的蜡质提取液 。
采用薄层层析法可以将莲叶表皮蜡质提取液成分分离开 ，根据蜡质成分的不同 ， 紫外分析仪下能观察到多种颜色的条带 ， 将条带刮下处理后在气相色谱仪上即可分析出蜡质中的成分 ， 条带越丰富说明其蜡质成分相对复杂 。
植物表皮蜡质对于植物生长发育和抵御各种生物、非生物胁迫具有重要意义 ， 同时在工业生产上也具有广泛用途 ， 可用于药品、化妆品、纺织品、纸、蜡烛、油墨、润滑剂等商品的制备 。 此外 ， 植物蜡质经处理后还可用于水果表面打蜡 ， 蜡在水果表面形成一层保护膜 ， 不仅可以保护水果外皮 ， 提高光泽度 ， 还可以防止水果水分蒸发 ， 保留水果鲜香 。 而且 ， 打蜡后病菌也不容易侵入 ， 可以防腐防虫 。 植物蜡绿色环保 ， 且具有可再生特性 ， 可以广泛地运用于众多领域 ， 比石蜡更具有市场优势 。
【「新浪科技综合」“出淤泥而不染”——莲自我清洁的秘密新浪科技综合2020-07-29 11:00:110阅】来源：中国科学院武汉植物园
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图9/9
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