溫度、蔗糖和硼酸對含笑花粉離體萌發(fā)的影響

葉利民

(上饒師范學院生命科學學院，江西上饒334001)

含笑樹形壯麗、幽雅，花開如笑、濃香襲人，其木材優(yōu)良，是良好的家具、建筑用材，在藥用、香料等方面也有較大用途，是具有巨大潛在應(yīng)用價值的珍貴植物［1］。含笑(Michelia figo)是中國西南地區(qū)的特有類群，早春開花，花白色，花期長，且具有很強的耐干旱、耐貧瘠的能力，是一種觀賞價值較高的常綠灌木，已在園林綠化上廣泛栽培。

Stanli［2］認為離體萌發(fā)為花粉提供的條件與花粉在柱頭內(nèi)萌發(fā)的條件較為接近，因此這種測定方式得出的花粉活力與花粉在柱頭上的活力最為接近，是檢測花粉活力最為可靠與穩(wěn)定的方法，但是影響花粉離體萌發(fā)的因子很多，其中包括培養(yǎng)基的組分、pH值、萌發(fā)溫度及時間等等。目前，關(guān)于含笑花粉萌發(fā)特性的研究較少，胡冬南等［3］研究了培養(yǎng)基中蔗糖濃度對深山含笑和樂昌含笑花粉萌發(fā)的影響，認為培養(yǎng)基濃度以150 g/L效果最佳。龔洵等［4］研究發(fā)現(xiàn)，在10%蔗糖+0.01%硼酸的培養(yǎng)基上，含笑花粉經(jīng)2 h的培養(yǎng)就開始萌發(fā)，野生含笑花粉的萌發(fā)率高達90%，而栽培于昆明植物園的含笑花粉的萌發(fā)率只有20%左右。目前，關(guān)于含笑花粉萌發(fā)的最適培養(yǎng)條件尚未見報道。本試驗研究了培養(yǎng)基中蔗糖、硼酸濃度和萌發(fā)溫度等因素對含笑花粉萌發(fā)率及花粉管生長的影響，以期為含笑的栽培或育種、引種等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

含笑植株種植于上饒師范學院校園。2011年6月12日晴天上午8:00～9:00取微開花朵，將剛開的花朵采回實驗室，然后用鑷子取下雄蕊，置于潔凈的紙上，將收集的花粉干燥保存于4℃的冰箱中備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 單因素試驗

試驗1:設(shè)置不同蔗糖濃度梯度:0、50、100、150 mg·L－1;

試驗2:設(shè)置不同硼酸濃度梯度:0、10、15、20 mg·L－1;

試驗3:應(yīng)用上述最佳蔗糖和硼酸濃度，設(shè)置15、20、25、30、35、40 ℃ 5 個處理，研究含笑花粉離體萌發(fā)的適宜溫度。

1.2.2 最適培養(yǎng)基的選擇

通過單因素實驗，得到花粉萌發(fā)最適宜的溫度、蔗糖和硼酸濃度;再通過正交試驗確定溫度、蔗糖和硼酸濃度的最佳組合。每處理3次重復，每重復1張凹形載玻片，每張載玻片觀察視野不少于3個。

1.2.3 培養(yǎng)方法

上述培養(yǎng)基均添加0.8%的瓊脂。滴一滴培養(yǎng)液于凹形載玻片的凹處，撒少量花粉于培養(yǎng)基上，并混勻，倒轉(zhuǎn)玻片置于盛有水的培養(yǎng)皿上，標注培養(yǎng)基配方號和培養(yǎng)時間，放入25℃的人工氣候箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)6 h后，記錄觀察結(jié)果。每種培養(yǎng)基重復3個載玻片。

1.3 花粉活力的統(tǒng)計

在顯微鏡下用低倍鏡(10×10倍)觀察。毎個載玻片上隨機抽取3個視野(每個視野花粉在50粒以上)進行觀察，統(tǒng)計每個視野的萌發(fā)花粉數(shù)量和花粉?？倲?shù)，花粉萌發(fā)以花粉管長度大于或者等于花粉粒的直徑作為萌發(fā)標準，結(jié)果取其平均值。每個視野隨機抽取10粒萌發(fā)花粉，測微尺測量花粉管的長度，結(jié)果取其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用 Excel作統(tǒng)計分析，用新復極差測驗(SSR)進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔗糖對含笑花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響

由表1可知，在無蔗糖時，花粉萌發(fā)率最低(僅7.55%)，且花粉管最短(為 8.52 μm)，50 ～ 150 mg·L－1蔗糖對花粉萌發(fā)均有促進作用，花粉萌發(fā)率隨蔗糖濃度的提高先增后減。在蔗糖濃度為50 mg·L－1時，花粉萌發(fā)率達最高(為21.51%)，但當蔗糖濃度超過50 mg·L－1時，隨蔗糖濃度的增加，花粉萌發(fā)率逐漸降低，在150 mg·L－1時，花粉萌發(fā)率降低到8.00%。蔗糖對花粉管長度的影響與花粉萌發(fā)率基本相似，50～150 mg·L－1蔗糖對花粉管生長均有促進作用，當濃度為50 mg·L－1時，花粉管長度達最長(表 2)(為 25.11 μm)。50 mg·L－1濃度處理花粉活力和花粉管長度均極顯著高于其他濃度處理。綜上所述，含笑花粉萌發(fā)和花粉管生長的適宜蔗糖濃度為 50 mg·L－1。

表1 蔗糖對含笑花粉萌發(fā)的影響

2.2 硼酸對含笑花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響

如表2所示，在無硼酸時，含笑花粉萌發(fā)率較低(僅0.96%)，且花粉管短而直(花粉管長為13.33 μm)。5－20 mg·L－1的硼酸對花粉的萌發(fā)起促進作用，當硼酸濃度為5 mg·L－1時花粉萌發(fā)率達最高44.14%，花粉管長度最長(為49.56 μm)，均極顯著高于其他濃度處理。表明，硼是花粉萌發(fā)時必需的微量元素，含笑花粉萌發(fā)的最適硼酸濃度為5 mg/L。

表2 硼酸對含笑花粉萌發(fā)的影響

2.3 溫度含笑花粉萌發(fā)的影響

溫度對含笑花粉萌發(fā)的多重比較結(jié)果見表3，由表3可知，在不同溫度條件下含笑花粉萌發(fā)率和花粉管長度均呈現(xiàn)極顯著差異(P＜0.01)。含笑花粉萌發(fā)率和花粉管長度均在25℃時均達最大，而且顯著高于其他溫度處理，當溫度達到40℃時，含笑花粉不能萌發(fā)(表3)。可見，高溫抑制花粉萌發(fā)，含笑花粉離體萌發(fā)的最適溫度為25℃。

表3 培養(yǎng)溫度對含笑花粉萌發(fā)的影響

2.4 含笑花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基的選擇

由表4可知，不同處理之間花粉萌發(fā)率差異較大，變化于24.37%～65.33%。花粉萌發(fā)率最高的是處理9，即蔗糖質(zhì)量濃度70 mg·L－1、硼酸質(zhì)量濃度5 mg·L－1、溫度 28℃條件下，萌發(fā)率達 65.33%(表3)，顯著優(yōu)于其余8個處理，極顯著優(yōu)于處理6以外的7個處理，且處理條件與單因素試驗所獲得的最適條件有一定差異。由此表明，只有當各種因素達到最佳組合時，才能達到最適宜的效果。

表4 花粉萌發(fā)L933正交試驗結(jié)果

3 小結(jié)與討論

蔗糖在花粉萌發(fā)中主要起到提供能源和調(diào)節(jié)滲透壓的作用［5］。本試驗結(jié)果表明，50 ～150 mg·L－1蔗糖對含笑花粉萌發(fā)均有促進作用，蔗糖濃度過高抑制花粉萌發(fā)，可能與蔗糖濃度過高，使培養(yǎng)基水勢降低，導致花粉細胞脫水死亡有關(guān)。這與張紹玲等［6］、何琦［7］等的研究相似。

有關(guān)硼對花粉萌發(fā)和花粉管生長的研究報道較多，均認為一定濃度的硼酸有利于花粉萌發(fā)和花粉管生長［8－11］?？赡芘c硼離子能與蔗糖形成絡(luò)合物，使糖易于通過質(zhì)膜在組織中傳輸，從而促進了糖的吸收與代謝，硼(B)還能促進果膠質(zhì)的合成，以利于花粉管壁的建造有關(guān)［12］。

培養(yǎng)溫度對含笑花粉萌發(fā)的影響差異顯著，低溫時花粉萌發(fā)率較低，花粉管生長緩慢，25℃條件下花粉萌發(fā)率達到較高水平，花粉管也較長，是花粉萌發(fā)的適宜溫度。

由正交試驗結(jié)果可知，適合含笑花粉的離體培養(yǎng)方式為:培養(yǎng)基(70 mg·L－1蔗糖 +5 mg·L－1硼酸)，置于28℃恒溫培養(yǎng)。在花期可噴施一定濃度的蔗糖和硼酸有利于花粉萌發(fā)，提高結(jié)實率。

［1］ 明軍，顧萬春.中國含笑屬植物研究進展［J］.中南林學院學報，2004，24(5):147－152.

［2］ Stenli R G，Linskens H F.Pollen:Biology biochemistry management［M］.New York:Springer Verlag Berlin Heidelberg，1974:37.

［3］ 胡冬南，劉細燕，楊光耀，等.木蘭科含笑屬深山含笑、樂昌含笑花粉技術(shù)的研究［J］.江西農(nóng)業(yè)大學學報:自然科學版，2002，24(2):237－239.

［4］ 龔洵，張國莉，潘躍芝.含笑花粉萌發(fā)研究［J］.武漢植物學研究，2003，21(4):346－350.

［5］ 潘瑞熾.植物生理學［M］.5版.北京:高等教育出版社，2001:260.

［6］ 張紹玲，陳迪新，康瑯，等.培養(yǎng)基組分及pH值對梨花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響［J］.西北植物學報，2005，25(2):225－230.

［7］ 何琪，何方，劉鵬，等.PEG－4000、蔗糖及pH值對七子花花粉萌發(fā)的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學，2006，45(2):214－216.

［8］ 年玉欣，羅鳳霞，張穎.測定百合花粉生活力的液體培養(yǎng)基研究［J］.園藝學報，2005，32(5):922－925.

［9］ 翟學杰，董鳳祥，張日清，等.影響雜交榛花粉萌發(fā)和花粉管生長的培養(yǎng)基組分研究［J］.林業(yè)科學研究，2009，22(6):753－757.

［10］ 楊泉光，李楠，李志剛，等.蘇鐵屬花粉萌發(fā)及保存條件研究［J］.廣西植物，2009，29(5):673－677.

［11］ 王玲，祝朋芳，毛洪玉.不同培養(yǎng)基及不同貯藏條件對金娃娃萱草花粉生命力的影響［J］.西北林學院學報，2009，24(3):95 －97，108.

［12］ 楊小冬，孫素琴，李勤.硼缺乏導致花粉管細胞壁多糖分布的改變［J］.植物學報，1999，41(11):1169－1176.