貯藏溫度對(duì)峨眉山4種百合花粉生活力的影響

謝孔平，李策宏2，李小杰2，戚大軍2

(1.四川省自然資源科學(xué)研究院，四川成都 610015;2.四川省生物資源保護(hù)與可持續(xù)利用實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610015;3.峨眉山生物資源實(shí)驗(yàn)站四川峨眉山 614201)

百合(Li lium L.)花色豐富、花姿優(yōu)美，自古以來(lái)就深受人們的喜愛(ài)，是世界著名的觀賞花卉之一。全世界百合屬植物約有94種，起源于我國(guó)的有47個(gè)種，18個(gè)變種，其中36個(gè)種15個(gè)變種為我國(guó)特有種［1］。但在百合育種方面，國(guó)內(nèi)沒(méi)有培育出比較知名的品系。雜交育種仍然是培育百合新品種重要方法。自然條件下百合花粉生命力保持時(shí)間很短，很難滿足育種上的需求，為了延長(zhǎng)花粉的生命力及克服雜交育種過(guò)程中時(shí)間及空間上的限制問(wèn)題，因此研究百合花粉適宜的貯藏條件，對(duì)百合育種工作意義重大?；ǚ劬哂猩κ谴_保雜交育種成功的一個(gè)重要條件，許多學(xué)者研究表明，不同的百合種類(lèi)花粉所需要最佳貯藏條件不同，不同百合品種生活力差異顯著［2，3，4］。干燥和低溫有助于維持花粉生活力［13］，但不同的種及品種所需低溫不同［7］。安勇等［14］研究表明:百合種間花粉生活力存在差異，野生百合花粉生活力高于栽培品種;低溫貯藏能延長(zhǎng)花粉的壽命。趙嬋璞等［15］研究發(fā)現(xiàn)有斑百合花粉含水量保持在18%～22%間能夠長(zhǎng)期保持花粉是生活力，本實(shí)驗(yàn)以峨眉山收集保存的幾種百合為材料，采用不同溫度來(lái)貯藏百合花粉，對(duì)其萌發(fā)率進(jìn)行測(cè)定，為以后相關(guān)百合育種工作提供更多的相關(guān)資料。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料通江百合(Lilium sargentiae)、南川百合(Lilium rosthornii)、川百合(Lilium davidii)、卷丹(Lilium tigrinum)分別于2013年7月10日、8月8日、7月26日、7月11日采自峨眉山生物資源實(shí)驗(yàn)站。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 貯藏條件分類(lèi)

將新采集的4種新鮮百合花粉，放于小試管中，棉塞封口，貼好標(biāo)簽。對(duì)4種百合的花粉分別作4種處理，每種溫度下分干燥和不干燥處理。常溫貯藏，將裝花粉小試管放在干燥皿內(nèi)外各一份，放置于試驗(yàn)臺(tái)上;4℃貯藏，將裝花粉小試管放在干燥皿內(nèi)外各一份，放置于4℃冰箱冷藏盒內(nèi);-20℃貯藏，將裝花粉小試管放在干燥皿內(nèi)外各一份，放置于-20℃冰箱冷凍盒內(nèi);-80℃貯藏，將裝花粉小試管放在干燥皿內(nèi)外各一份，放置于-80℃冰箱冷凍盒內(nèi)。

1.2.2 花粉的貯藏及生活力的測(cè)定

花粉萌發(fā)率是衡量花粉生活力的主要標(biāo)志。本試驗(yàn)采用離體萌發(fā)測(cè)定花粉生活力，參照參照年玉欣［5］等的方法，花粉培養(yǎng)液成份為10%糖+20 mg·L-1硼酸+20 mg·L-1氯化鈣，放置在培養(yǎng)皿內(nèi)室溫光照條件培養(yǎng)4 h，然后顯微鏡下觀測(cè)花粉萌發(fā)情況，貯藏花粉每隔7 d測(cè)一次萌發(fā)率，直至萌發(fā)率為0止。每種處理作3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)觀測(cè)花粉數(shù)不少于30粒，然后求平均值，以花粉管長(zhǎng)度超過(guò)花粉粒直徑作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，萌發(fā)率=(萌發(fā)花粉數(shù)/觀測(cè)花粉總數(shù))×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 常溫貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響。

由表1可看出，常溫貯藏條件下，各個(gè)種類(lèi)花粉萌發(fā)率下降較快，除通江百合貯藏至28 d左右外，其它種類(lèi)百合花粉貯藏至21 d左右花粉失去活力，不宜貯藏花粉。其中卷丹花粉貯藏時(shí)間最短21 d時(shí)萌發(fā)率5.1%?？梢?jiàn)不同的花粉生活力下降速度有一定的差異，總體上說(shuō)通江百合萌發(fā)率高，萌發(fā)率下降速度相對(duì)較慢。峨眉本地百合通江百合萌發(fā)率82.3%;引種百合:南川百合萌發(fā)率達(dá)76.8%，四川百合萌發(fā)率達(dá)76.5%，卷丹萌發(fā)率62.4%，這可能是野生百合引種到苗圃其對(duì)新環(huán)境的適應(yīng)能力表現(xiàn)出差異性，這有可能是導(dǎo)致不同種百合花粉萌發(fā)率差異較大的一個(gè)重要原因。

表1 常溫貯藏條件下百合花粉的萌發(fā)率

2.2 4℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響。

由表2可看出，百合花粉萌發(fā)率隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低，但4℃較常溫貯藏花粉，可使花粉保持萌發(fā)能力時(shí)間都明顯延長(zhǎng)，南川百合可以保存56d左右，卷丹花粉花粉萌發(fā)率下降最快，貯藏時(shí)間最短，貯藏到35 d，花粉萌發(fā)率為0，貯藏過(guò)程中，各種百合花粉萌發(fā)率比7d前上升的次數(shù)有7次。

2.3 -20℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響

由表3可以看出，4種百合花粉萌發(fā)能力先迅速下降后緩慢下降，可能因?yàn)?20℃貯藏條件下花粉迅速結(jié)冰，破壞了部分花粉細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致萌發(fā)率顯著下降，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，冷凍破壞作用小于低溫對(duì)花粉生活力促進(jìn)作用使其出現(xiàn)萌發(fā)率下降速度減慢的結(jié)果。百合能夠保持在56d左右，干燥條件對(duì)不同的花粉影響不同。南川百合在4℃干燥和-20℃不干燥均可以使花粉萌發(fā)能力保持在56 d，但 -20℃不干燥各時(shí)期花粉平均萌發(fā)率52.42%較4℃干燥皿內(nèi)貯藏花粉各時(shí)期平均萌發(fā)率49.4%稍高，通江百合在4℃干燥皿內(nèi)外及-20℃不干燥均可以使花粉萌發(fā)能力保持在49d;四川百合4℃、-20℃貯藏條件下，干燥皿內(nèi)較不干燥可以多保存14 d。貯藏過(guò)程中，各種百合花粉萌發(fā)率比7 d前上升的次數(shù)有10次。

表2 4℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響

表3 -20℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響

2.4 -80℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響

由表4看出，與4℃和-20℃相比，-80℃冷凍貯藏條件下，所有的百合種類(lèi)花粉保持萌發(fā)能力的時(shí)間都較長(zhǎng)，干燥皿內(nèi)較干燥皿外花粉萌發(fā)能力都延長(zhǎng)了7d;-80℃較-20℃貯藏條件花粉萌發(fā)能力多保持了14d以上。貯藏過(guò)程中，各種百合花粉萌發(fā)率比7d前上升的次數(shù)有14次。-80℃貯藏較-20℃貯藏條件下，花粉萌發(fā)率下降速度明顯減小，可能是由于溫度的迅速降低使花粉細(xì)胞內(nèi)水快速冷卻達(dá)到玻璃化狀態(tài)，減少了對(duì)花粉的損害從而提高了花粉成活率。

表4 -80℃貯藏對(duì)百合花粉生活力的影響

3 討論

貯藏溫度影響花粉萌發(fā)率下降速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在4種貯藏溫度條件下，-80℃最優(yōu)，花粉萌發(fā)能力都保持在70 d以上，卷丹花粉在干燥條件下，花粉萌發(fā)能力保持98 d，其中常溫條件下，各種花粉貯藏效果最差且下降速度很快，與多數(shù)人的研究結(jié)果一致［2，4，7，8］，常溫貯藏花粉生活力下降快可能是因?yàn)闇囟雀?，花粉?nèi)酶活性高，生命活動(dòng)旺盛，微生物繁殖快，從而導(dǎo)致花粉營(yíng)養(yǎng)枯竭，同時(shí)室內(nèi)溫度、濕度下花粉又很快脫水變質(zhì)死亡。較低的環(huán)境濕度可以使花粉代謝受到抑制、酶活性降低、呼吸作用減弱，從而降低了可溶性糖類(lèi)和有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)的消耗，且不利于微生物的生長(zhǎng)，從而使花粉能夠保持更長(zhǎng)時(shí)間的生活力。相關(guān)研究表明，相對(duì)濕度的高低與花粉的壽命呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［6］。有研究發(fā)現(xiàn)，花粉保存最佳濕度為40%～60%，濕度過(guò)高或者過(guò)低均會(huì)很快降低花粉萌發(fā)率［9］。

花粉生活力的高低、花粉生活力保持時(shí)間長(zhǎng)短主要取決于物種遺傳特性［7］，同時(shí)與引種栽培適應(yīng)性，花粉采集季節(jié)［5］，花粉不同發(fā)育時(shí)期［10］，培養(yǎng)液，培養(yǎng)溫度等［12］有關(guān)。雜交育種中，在峨眉山地區(qū)可以選用通江百合品種作為父本，花粉生活力強(qiáng)、抗病性強(qiáng)，這樣可以提高雜交授粉成功率，進(jìn)一步確保雜交的成功。

花粉貯藏時(shí)，隨著貯藏時(shí)間的增加，花粉內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗增多，酶活性下降，花粉水分逐漸喪失，花粉的生活力會(huì)逐漸下降〔11〕。在4℃、-20℃、-80℃各出現(xiàn)了7次、10次、14次花粉萌發(fā)率明顯上升的現(xiàn)象，可能是在每次測(cè)定花粉萌發(fā)率的過(guò)程中，小試管冷熱交替刺激了花粉萌發(fā)，而常溫下沒(méi)有冷熱交替的刺激。由于各種百合遺傳特性的差異，不同的種類(lèi)最適合的貯藏條件不同，因此研究不同種百合花粉的貯藏條件對(duì)百合花粉雜交育種具有十分重要的意義。

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