金銀花開花與繁育特性研究

宋振巧 陳為序 王建華

摘要：通過田間觀察和人工授粉等方法，對金銀花的開花生物學(xué)和繁育特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，金銀花盛花期在5月中旬至8月中旬。金銀花花序為總狀花序，開花順序自下而上，多數(shù)花在8：00～12：00開放，開花時花藥隨之開裂，花冠顏色由綠色逐漸變?yōu)榘咨菸畷r變?yōu)榻瘘S色。單花期約15d花粉壽命為3d，活力最大時達(dá)到72.5％。柱頭在開花當(dāng)天具有較大可授性。金銀花花粉與柱頭的有效可遇期為2d，可同花自交。綜合花粉/胚珠比、OCI值、人工授粉判斷金銀花屬于兼性異交型。本試驗還對金銀花育種中適宜采用的雜交技術(shù)及育種途徑進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：金銀花；開花習(xí)性；繁育特性

中圖分類號S567.7⁺90.1文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942(2012)01-0032-04

金銀花是忍冬科忍冬屬植物忍冬(Lonicerajaponica Thunb.)的干燥花蕾或初開的花，屬于我國常用大宗藥材。金銀花味甘、性寒，有清熱解毒、消炎消腫的功效，是我國治療傳染性非典型肺炎等重要疾病中藥的主要組成成分。我國每年金銀花的用量在2000×10⁴kg，但目前全國金銀花年產(chǎn)量僅800×10⁴kg，且我國金銀花生產(chǎn)長期處于自由發(fā)展?fàn)顟B(tài)。因此，培育高產(chǎn)品種是提高其產(chǎn)量的有效途徑。由于生物學(xué)研究基礎(chǔ)的缺乏和育種周期長等原因，金銀花的育種工作長期停留在選擇優(yōu)良植株培育無性系品種階段，育種水平較低。授粉習(xí)性是進(jìn)行品種選育的重要生物學(xué)基礎(chǔ)，其決定植物后代遺傳組成差異，是確定育種方法、繁種方法的重要依據(jù)。對金銀花開花及傳粉生物學(xué)的研究近年僅見初步報道。本試驗利用山東道地藥材金銀花對其單花開放動態(tài)、花粉活力、柱頭可授性、繁育習(xí)性等進(jìn)行研究，旨在揭示金銀花的自然傳粉特性，為制定雜交育種技術(shù)和培育新品種提供科學(xué)依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2009年4～11月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)藥用植物園進(jìn)行。試驗材料來自山東道地藥材產(chǎn)區(qū)臨沂市的兩年生金銀花，品種為大毛花，由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)藥用植物研究室鑒定。

1.2試驗方法

1.2.1開花習(xí)性調(diào)查在自然條件下，隨機選取10～15株金銀花，對50朵幼嫩一致的花蕾掛牌，連續(xù)數(shù)天定位觀察并記錄其單花和單株的開放進(jìn)程，直至花瓣脫落。開花當(dāng)天從7：30～18：30，每隔3h觀察記錄唇瓣、花冠、柱頭、花藥等部位的形態(tài)變化。

1.2.2花粉活力、柱頭可授期測定氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定花粉活力：分別采集處于不同發(fā)育時期(花前48、24h，花后1、3、6、9、24、48、72h)的新鮮花朵，將0.5％TTC(2，3，5-uiphenyltet-razolium chloride)溶液1～2滴置于花粉樣品中，充分混勻后蓋上蓋玻片，置于濕潤培養(yǎng)皿中，37℃下置20min后在顯微鏡下觀察，若花粉變紅則表明有活力，若紅色淺或無變化或變黑色則表明為無活力。在顯微鏡下分別計數(shù)一個視野中花粉的總數(shù)和有生活力的(深紅色)花粉數(shù)，每朵花檢測5個視野，按下式計算有生活力花粉的比例用以代表花粉活力：花粉活力=變深紅色的花粉數(shù)目/花粉總數(shù)×100％。每朵花統(tǒng)計花粉數(shù)>500粒，每個時期重復(fù)10朵花。

過氧化酶(聯(lián)苯胺一甲萘酸和3％H₂O₂)法檢測柱頭可授性：分別采集處于不同發(fā)育時期(花前48、24h，花后1、3、6、9、24、48、72h)的新鮮花朵，將柱頭放入點滴板中，加入幾滴檢測液(1％聯(lián)苯胺、1％甲萘酸、3％Na₂CO₃、30％H₂O₂等量混合)保證柱頭完全浸入試劑中。5min后，觀察氣泡數(shù)量和柱頭顏色變化。

1.2.3金銀花繁育特性研究 花粉/胚珠比

(P/O)：在開花前2d隨機選取金銀花中1個未開裂、完整的花藥，然后解剖花藥，將全部花粉移入裝有1ml蒸餾水的離心管中，在振蕩器下振蕩60s后，用移液槍吸取1μl的花粉液于載玻片上，在顯微鏡下觀察花粉數(shù)并計數(shù)為a，每個花藥重復(fù)10次，取平均值a乘以花藥數(shù)，得出每朵花的花粉量，即為a×1000×5。同時將每朵花的子房置于載玻片上在解剖鏡(40×)下進(jìn)行解剖，觀察并統(tǒng)計胚珠數(shù)。根據(jù)Cruden(1977)法計算其花粉/胚珠比(P/O)，并確定交配類型(表1)。

雜交指數(shù)(OCI)：按照Dafni(1993)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行花序直徑、花朵大小和開花行為的測量及繁育的評判。

套袋、去雄及人工授粉試驗：設(shè)6個處理，①不去雄、不套袋，用于檢測自然傳粉情況；②去雄、不套袋，檢測自然條件下異花傳粉情況；③不去雄、套袋，檢驗自然條件下的自交結(jié)實情況；④去雄、套袋、異株異花授粉，檢測雜交親和性；⑤去雄、套袋、同株異花授粉，檢測同株異花之間人工授粉是否受精；⑥去雄、套袋、不授粉，檢測是否有無融合生殖現(xiàn)象。種子成熟后統(tǒng)計結(jié)果數(shù)與結(jié)果率。結(jié)果數(shù)為結(jié)有成熟種子的果實數(shù)量，結(jié)果率為成熟果實數(shù)占試驗小花的理論結(jié)果數(shù)的比例。

2.結(jié)果與分析

2.1金銀花單花開放動態(tài)

金銀花花序為總狀花序，開花順序自下而上，多數(shù)花在8：00～12：00開放。在山東泰安，金銀花的初花期在4月下旬至5月上旬，盛花期在5月中旬至8月中旬，末花期在8月下旬至9月中旬。對盛花期的單花開放進(jìn)程及花形態(tài)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，金銀花從孕蕾到枯萎持續(xù)時間10～15d。金銀花開花前花蕾逐漸增大，花色由綠色漸淺至白色，花冠的彎曲程度逐漸減少，由頂端開始逐漸膨大?；ㄋ幵陂_花前2d幾乎不開裂。雄蕊和雌蕊逐漸增長。開花后花冠逐漸展開，開花當(dāng)天花色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨驕\黃色稱為銀花期，此時雄蕊和雌蕊位于同一高度，花藥開始散粉?；ê?d花色轉(zhuǎn)為金黃色即金花期，可持續(xù)2d，花后3d花冠枯萎。

2.2金銀花花粉活力、柱頭可授性

測定金銀花的花粉活力結(jié)果(表1)表明，開花前2d具有較低活力，花前24h60％以上的花粉具有活力，開花后1h活力達(dá)到最大，約為72.5％。開花后3h至花后48h花粉活力逐漸下降，花后24h活力明顯下降，降至約15％以下，花后48h花粉喪失活力。開花前24h至花后3h花粉活力大于60％。金銀花花粉活力呈現(xiàn)弱-強-弱的趨勢，花粉的壽命約為3d。因此進(jìn)行雜交試驗時，為避免自交結(jié)實，去雄套袋應(yīng)在開花前2d之前進(jìn)行。

金銀花柱頭可授性試驗結(jié)果(表1)表明，開花前24h至花后72h柱頭可授性呈現(xiàn)弱-強-弱的趨勢。開花前2d柱頭的可授性最低。開花前2d至花后6h柱頭可授性逐漸增強，花后6h達(dá)到最強。開花6h后柱頭可授性逐漸減小，開花后48h柱頭幾乎沒有活力?；ê?～9h是柱頭可授性最強期，雜交授粉應(yīng)選擇在金銀花開花

當(dāng)天進(jìn)行。

2.3金銀花繁育特性研究

2.3.1花粉/胚珠比(P/0)

金銀花的雄蕊個數(shù)為5個。每朵花的花粉量平均為12500±85。每朵花胚珠數(shù)為15±2.4，其種群花粉/胚珠比(P/0)為833.3。依據(jù)Cruden(1977)的標(biāo)準(zhǔn)，繁育系統(tǒng)屬于兼性異交類型。

2.3.2雜交指數(shù)(0CI)金銀花的花朵直徑在4.26cm左右，大于6mm，花朵直徑指數(shù)為3；花粉從開花前2d至花后24h均有活力，柱頭活力在開花當(dāng)天最大，因此花粉活力與柱頭可授期沒有時間間隔；金銀花柱頭與花藥同等高度，指數(shù)為零；三者合計金銀花雜交指數(shù)(0CI)為3，按照Dafni(1992)的方法繁殖方式為兼性異交，部分自交親和、需要傳粉者。

2.3.3套袋、去雄及人工授粉表2結(jié)果顯示，在自然條件下借助風(fēng)力和昆蟲傳粉金銀花的結(jié)果率為88％，自然結(jié)果率較高。在去雄、不套袋條件下自然異花結(jié)果率為62％，去雄、套袋、人工授粉的結(jié)果率為85％，說明金銀花具有較高的異交率，但去雄、套袋、人工授粉的結(jié)果率高于自然條件下的異花授粉結(jié)果率，說明人工授粉有助于結(jié)果率的提高。此外，金銀花在開花前去雄套袋隔離傳粉條件下，結(jié)果率為零，表明金銀花不能進(jìn)行無融合生殖。金銀花單花自交可結(jié)實，但結(jié)果率較低，約25％，表明金銀花具有一定的自交親和性。

3.討論

3.1金銀花花粉活力、柱頭可授性與雜交技術(shù)

本研究表明，金銀花花粉從花前48h到花后24h都具有活力，花粉壽命約3d，金銀花花粉在花前24h到花后9h內(nèi)有較強的活力，最大活力72.5％，低于劉會超等(2010)采用TTC染色法測定的金銀花花粉生活力達(dá)80.46％的結(jié)果，原因可能由于使用的材料和花藥所處的時期不同造成。金銀花柱頭從花前24h到花后24h具有可授性，柱頭壽命約為2d，但開花當(dāng)天的9h內(nèi)均有較強的可授性。金銀花花粉與柱頭的有效可遇期約為2d。

金銀花為雌雄同花植物，有5枚花藥且較大，去雄方便，而且異交結(jié)果率高，因此金銀花的雜交育種具有較強的可操作性。根據(jù)花粉活力和柱頭可授期，初步擬定金銀花的雜交技術(shù)為：選用開花前2d的花朵去雄，去雄2d后進(jìn)行授粉，采集開花當(dāng)天的花粉，在9：00至15：00之間授粉結(jié)果率高。

(下轉(zhuǎn)第38頁)

(上接第34頁)

3.2金銀花的授粉習(xí)性與育種方法

根據(jù)花粉/胚珠比和雜交指數(shù)表明，金銀花的發(fā)育系統(tǒng)為兼性異交類型。去雄、套袋、人工控制授粉試驗表明金銀花具有異花傳粉特點，金銀花在生產(chǎn)上主要利用扦插等無性繁殖方法進(jìn)行繁種，直接利用金銀花的自然變異培育無性系品種是金銀花初期最有效的育種方法，在此基礎(chǔ)上對遺傳組成不同的無性系品種采用組合育種或優(yōu)勢育種，利用優(yōu)良基因型相互雜交，在其雜交后代中選擇符合育種目標(biāo)的優(yōu)良重組個體或優(yōu)勢個體，再經(jīng)無性繁殖加以固定可用于生產(chǎn)。

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