CaCl2和GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響

摘要 [目的]為探明緩解鹽脅迫抑制紫藤花粉萌發(fā)的方法。[方法]采用花粉人工培養(yǎng)法，研究了不同濃度的CaCl2和GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤（Wisteria sinensis （Sims）Sweet）花粉萌發(fā)的影響。[結(jié)果] 20 mmol/L NaCl脅迫對(duì)紫藤花粉活力和花粉管長(zhǎng)度均顯著降低（P<0.01），且花粉管出現(xiàn)分枝。1.5～12.0 mmol/L CaCl2和25～150 mmol/L GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用，而且均表現(xiàn)出隨濃度的增加先增后降的趨勢(shì)。[結(jié)論]CaCl2和GA3的最適處理濃度分別為2.0和100 mmol/L。

關(guān)鍵詞 紫藤;鹽脅迫;CaCl2;GA3;花粉萌發(fā)

中圖分類號(hào) S432.3+1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ?文章編號(hào) 0517-6611（2014）34-12009-02

Effects of CaCl2 and GA3 on Pollen Germination of Wisteria under Salt Stress

WANG Xiaoliang

（Fuzhou Vocational Technical College， Fuzhou，Jiangxi 344000）

Abstract [Objective]The research aimed to looking for the method of salt stress alleviating Wisteria pollen germination.[Method]Effects of CaCl2 and GA3 on pollen germination of Wisteria（Wisteria sinensis （Sims）Sweet） under salt stress were studied with pollen artificial culture. [Result]Pollen germination rate and pollen tube length of Wisteria under 20 mmol/L NaCl stress were significantly lower than CK（P<0.01），and the pollen tube was branching. 1.5-12.0 mmol/L CaCl2 and 25-150 mmol/L GA3 promoted the pollen germination and pollen tube growth. [Conclusion]The optimum concentration of CaCl2 and GA3 were 2.0 and 100 mmol/L.

Key words Wisteria; NaCl stress; CaCl2 ; GA3; Pollen germination

作者簡(jiǎn)介 王曉亮（1970- ），男，江西臨川人，講師，從事植物生理教學(xué)與研究。

收稿日期 20141027

我國(guó)有約2 000萬hm2鹽漬化土地，約占全國(guó)可耕地面積的25%，且有逐年增加的趨勢(shì)。土壤鹽漬化是困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大難題，也是嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素之一[1-2]。

紫藤（Wisteria sinensis）為豆科紫藤屬的藤本花木，具觀賞和藥用價(jià)值[3]。目前，關(guān)于鹽脅迫對(duì)紫藤的研究?jī)H限于葉片和根系生理特性的研究[4-5]，而未見花粉萌發(fā)方面的研究。

Ca2+對(duì)花粉萌發(fā)是必須的，且作為一種重要的信號(hào)物質(zhì)參與花粉的萌發(fā)[6-9]。許多研究表明，外源GA3也可促進(jìn)植物花粉萌發(fā)。王文舉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，100 mg/L赤霉素能促進(jìn)梨花粉萌發(fā)。Voyiatzis等[11]研究表明，赤霉素濃度在50～200 mg/L時(shí)對(duì)花粉萌發(fā)起促進(jìn)作用。但是，目前關(guān)于CaCl2和GA3對(duì)鹽脅迫下花粉萌發(fā)影響的比較未見報(bào)道。為此，筆者采用花粉人工培養(yǎng)法比較了CaCl2和GA3對(duì)NaCl脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響，以期為紫藤的雜交育種和鹽堿地的引種栽培提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試紫藤花粉取自上饒師范學(xué)院校園。于2012年4月6日晴天上午9：00采集花開但未散粉的花藥，置實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然陰干直至花藥自行開裂，散出花粉，收集。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

基本培養(yǎng)基為100 mg/L蔗糖+10 mg/L硼酸，添加0.8%瓊脂。以基本培養(yǎng)基為CK，在基本培養(yǎng)基中添加20 mmol/L NaCl為鹽脅迫處理，在鹽脅迫處理的基礎(chǔ)上又分2組：第1組加入不同濃度的CaCl2（濃度分別為0、1.5、2.0、3.0、6.0、12.0 mmol/L）;第2組加入不同濃度的GA3（濃度分別為0、25、50、100、150、200、300 mmol/L）。每個(gè)處理重復(fù)3次。

將上述培養(yǎng)基分別滴到載玻片上，待培養(yǎng)基凝固后，把現(xiàn)采的花粉均勻地輕拍到培養(yǎng)基上，標(biāo)注培養(yǎng)基配方號(hào)和培養(yǎng)時(shí)間，置于26 ℃的恒溫箱內(nèi)暗處培養(yǎng)3 h后，開始觀察花粉萌發(fā)情況，統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)率。花粉萌發(fā)以花粉管伸長(zhǎng)超過花粉粒直徑為標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)處理重復(fù)3個(gè)玻片，每片觀察5個(gè)視野，每個(gè)視野花粉粒數(shù)不小于50粒。每個(gè)視野隨機(jī)選取3個(gè)花粉，測(cè)量花粉管長(zhǎng)度。

花粉萌發(fā)率=（萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù)）×100%

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理，DPS6.55版軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)紫藤花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的影響

由表1可知，鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)度均顯著低于CK（P<0.01）。另外，由圖1、2可知，在正常條件下，萌發(fā)的紫藤花粉中出現(xiàn)了側(cè)生和對(duì)生雙萌發(fā)管現(xiàn)象，但花粉管沒有分枝現(xiàn)象;NaCl脅迫下紫藤花粉管不但出現(xiàn)雙萌發(fā)管，而且花粉管出現(xiàn)分枝。對(duì)生雙萌發(fā)管現(xiàn)象在前人的研究中尚未見報(bào)道。

表1 CaCl2對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響

處理萌發(fā)率∥%花粉管長(zhǎng)∥μm

CK50.7 aA142.2 aA

NaCl34.8 dB82.9 dC

NaCl +1.5 CaCl236.2 cdB91.2 cdC

NaCl +2.0 CaCl248.6 aA112.6 bB

NaCl +3.0 CaCl247.9 aA94.5 cC

NaCl +6.0 CaCl240.6 bB93.3 cC

NaCl +12.0 CaCl239.7 bcB85.8 cdC

注：同列不同大小寫字母分別表示差異在0.01、0.05水平顯著。

2.2 CaCl2對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響

由表1可知，1.5～12.0 mmol/L CaCl2對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，其中，以2.0 mmol/L CaCl2促進(jìn)作用最大，花粉萌發(fā)率達(dá)48.6%，花粉管長(zhǎng)度達(dá)112.6 μm，均顯著高于單純鹽脅迫處理（P<0.01），分別較單純鹽脅迫處理增加39.7%和35.8%。

2.3 GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響

由表2可知，鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)度均顯著低于CK（P<0.01）。25～150 mmol/L GA3處理紫藤花粉萌發(fā)率均較單純鹽脅迫處理顯著提高（P<0.05），100 mmol/L GA3對(duì)紫藤花粉管長(zhǎng)度有顯著促進(jìn)作用（P<0.05），高濃度（濃度超過150 mmol/L ）的GA3對(duì)紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)均表現(xiàn)出抑制作用。GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管生長(zhǎng)促進(jìn)作用最大的濃度為100 mmol/L，此濃度下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)度分別較單純鹽脅迫處理增加了17.0%和10.1%（均顯著高于單純鹽脅迫處理（P<0.05））。

圖1 NaCl脅迫下花粉管分枝和對(duì)生雙萌發(fā)管

圖2 CK側(cè)生雙萌發(fā)管

表2 GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)的影響

處 理萌發(fā)率∥%花粉管長(zhǎng)度∥μm

CK50.7 aA142.2 aA

NaCl34.8 dC82.9 cB

NaCl +25 GA336.2 cdBC83.0 cB

NaCl +50 GA337.2 bcdBC84.8 bcB

NaCl +100 GA340.7 bB91.3 bB

NaCl +150 GA339.8 bcBC83.5 cB

NaCl +200 GA329.2 eD72.3 dC

NaCl +300 GA327.3 eD63.4 eC

注：同列不同大小寫字母分別表示差異在0.01、0.05水平顯著。

3 小結(jié)與討論

研究表明，1.5～12.0 mmol/L CaCl2和25～150 mmol/L GA3對(duì)鹽脅迫下紫藤花粉萌發(fā)率和花粉管長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用，而且均表現(xiàn)出隨濃度的增加先增后降的趨勢(shì)，CaCl2和GA3的最適處理濃度分別為2.0和100 mmol/L。2.0 mmol/L CaCl2處理紫藤花粉萌發(fā)率達(dá)48.6%，花粉管長(zhǎng)度達(dá)112.6 μm;100 mmol/L GA3處理紫藤花粉萌發(fā)率為40.7%，花粉管長(zhǎng)度達(dá)91.3 μm。

試驗(yàn)中，在正常條件下，萌發(fā)的紫藤花粉中出現(xiàn)側(cè)生和對(duì)生雙萌發(fā)管現(xiàn)象，但沒有出現(xiàn)花粉管分枝的現(xiàn)象;NaCl 脅迫下紫藤花粉管不但出現(xiàn)雙萌發(fā)管，而且花粉管出現(xiàn)分枝。對(duì)生雙萌發(fā)管現(xiàn)象在前人的研究中尚未見報(bào)道。目前，關(guān)于花粉萌發(fā)管分枝現(xiàn)象僅在裸子植物銀杏和黑松中有報(bào)道。陸彥等[12]研究表明，在離體條件下銀杏花粉管產(chǎn)生分枝且存在多種分枝方式，但這種生長(zhǎng)特性是否為銀杏花粉管所特有的生長(zhǎng)規(guī)律還是與培養(yǎng)基中蔗糖濃度有關(guān)，尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。也有研究認(rèn)為，花粉管產(chǎn)生分枝現(xiàn)象與培養(yǎng)基蔗糖的濃度有關(guān)。李國(guó)平等[13]研究表明，在一定濃度范圍內(nèi)，培養(yǎng)基中蔗糖濃度促進(jìn)黑松花粉管形成分枝，但是高濃度的蔗糖（10%）抑制花粉管分枝的形成。該試驗(yàn)中花粉管分枝的原因可能與NaCl脅迫有關(guān)，有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

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