三葉木通的花粉活力與柱頭可授性

張希鳳， 劉紅昌， 李金玲， 楊漢夫， 趙 致*， 羅 輝

(1.貴州省藥用植物繁育與種植重點實驗室， 貴州 貴陽 550025； 2.貴州省林業(yè)廳推廣總站， 貴州 貴陽 550001)

三葉木通的花粉活力與柱頭可授性

張希鳳1， 劉紅昌1， 李金玲1， 楊漢夫1， 趙 致1*， 羅 輝2

(1.貴州省藥用植物繁育與種植重點實驗室， 貴州 貴陽 550025； 2.貴州省林業(yè)廳推廣總站， 貴州 貴陽 550001)

為探明貴州野生三葉木通的有性生殖特性，用TTC法測定其花粉活力，用聯(lián)苯胺-過氧化氫法測定其柱頭可授性。結果表明：三葉木通花粉活力于雄花散粉當天最高，達91.96%，隨散粉時間的延長花粉活力逐漸降低，花后3 d和4 d花粉活力分別下降至62.99%和11.72%，花粉壽命可維持3～4 d；三葉木通柱頭大部分在雌花開放當天即具有較弱可授性但無黏液分泌，花后2～3 d可授性增強且黏液分泌旺盛，柱頭可授性高峰期在花后3～5 d。三葉木通的花粉壽命與柱頭可授期有重疊，生產(chǎn)中人工授粉工作應選擇在3～4 d內(nèi)完成。

三葉木通； 花粉活力； 柱頭可授性； 人工授粉

三葉木通〔Akebiatrifoliate(Thunb.) Koidz〕為木通科(Lardizabalaceae)木通屬(AkebiaDecne)的藤本植物，與該屬的木通(Akebiaquinata)和白木通〔Akebiatrifoliatevar.austialis( Diels) Rehd.〕統(tǒng)稱木通，是我國傳統(tǒng)的中藥材，具有上千年的應用歷史。三葉木通原產(chǎn)于中國和日本，在我國主要分布于貴州、湖南、湖北、陜西和江西等地[1]。其藤莖、果實和種子均可入藥，其近成熟果實稱為預知子。預知子性寒味苦，歸肝、膽、胃和膀胱經(jīng)，具有舒肝理氣、活血止痛、散結、利尿的功效，主要用于脘脅脹痛，痛經(jīng)經(jīng)閉，痰核痞塊，小便不利等癥[2]。預知子中有效成分對多種腫瘤細胞的惡性增殖有抑制作用，具有較高的醫(yī)學研究價值[3-5]。此外，三葉木通果皮中還含有酮類和酚醇類物質(zhì)，果肉中含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類、維生素、粗纖維以及多種對人體有益的微量元素，可生食或釀酒，具有很好的醫(yī)療保健、安胎和抗癌等作用[6-8]。

由于對三葉木通原料的需求長期依賴于野生資源，供不應求的問題日漸突出，同時掠奪式的過度采收和生境破壞減弱了其再生能力，造成野生三葉木通資源的急劇下降和枯竭。2003年國家科學技術部將木通列為瀕危、緊缺中藥材，三葉木通的人工栽培勢在必行。目前，三葉木通栽培技術的研究主要集中在栽培密度、促進春梢生長、掛果時間、果實重量方面[9-12]，花粉活力和柱頭可授性的相關生物學特性研究尚未見報道。三葉木通野生狀態(tài)下的坐果率很低，1朵三葉木通雌花通常具有4～8個柱頭，但大部分僅1個柱頭可發(fā)育成果實，限制增產(chǎn)。人工輔助授粉是提高三葉木通坐果率的有效途徑，研究三葉木通的花粉活力和柱頭可授性，探明其花粉的壽命與柱頭可授期，為其人工輔助授粉積累前期資料，以期為三葉木通野生資源的進一步開發(fā)利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

植物材料經(jīng)貴州大學生命科學學院鑒定為木通科木通屬三葉木通〔Akebiatrifoliate(Thunb.) Koidz〕，采集于貴州省貴陽市花溪區(qū)棉花關麥乃村。于2015年3—5月在貴州省藥用植物繁育與種植重點實驗室進行試驗。

1.2 花粉活力測定

參照鐘國成[13-15]等研究方法，用TTC法測定三葉木通花粉活力和壽命。在三葉木通盛花期，上午9：00—10：00即將開放的雄花用冰盒帶回實驗室，置于恒溫箱培養(yǎng)至散粉后收集花粉并標記散粉時間，用同樣的方法采樣3次，分別培養(yǎng)至散粉。根據(jù)采樣日期把樣品標記分為3組4-2S、4-4S和4-6S?；ǚ刍盍y定：用毛筆蘸取花粉于載玻片，滴1～2滴0.5%TTC溶液，蓋上蓋玻片，35℃恒溫15 min，然后使用顯微鏡觀察花粉的染色情況。凡被染成紅色的花粉表明其活力強，淡紅色次之，未染色或無變化的花粉則說明不具活力。至少統(tǒng)計3個視野中紅色花粉、淺紅色花粉、未染色花粉的數(shù)量，每組樣品3次重復。用同樣的方法連續(xù)測定每組花粉的活力直至花粉活力全部喪失。

1.3 柱頭可授性檢測

參照鐘國成[13-15]等的研究方法，用聯(lián)苯胺-過氧化氫法測定柱頭可授性。在三葉木通雌花開放之前，掛牌標記200朵雌花，分別記錄開花時間。按照開花時間把三葉木通雌花標記分組，每天1組，分別為花后1～8 d的8組樣品。柱頭可授性測定：取每組樣品用解剖針分離柱頭，將其完全浸泡在含有聯(lián)苯胺-過氧化氫反應液(V1%聯(lián)苯胺∶V3%過氧化氫∶V蒸餾水=4∶11∶22)的雙凹載玻片凹陷處，用4×10雙目顯微鏡觀察柱頭的反應情況。可通過比較其氣泡量衡量其可授性的強弱，若柱頭迅速變成藍色并伴有大量氣泡產(chǎn)生，表明其具有強可授性；柱頭呈藍色且伴有少量氣泡，表明其具有可授性；若柱頭無變化，則說明柱頭無可授性。每組取10朵雌花，3次重復，測定三葉木通雌花從花開到花謝期間柱頭可授性的變化，確定開花后柱頭可授性的高峰期。

1.4 數(shù)據(jù)分析

花粉活力和柱頭可授性以花粉染色率和柱頭可授率表示，計算公式：

花粉染色率=被染色花粉數(shù)/視野中花粉總數(shù)×100%

柱頭可授率=染色并產(chǎn)生氣泡的柱頭數(shù)/柱頭總數(shù)×100%

2 結果與分析

2.1 三葉木通的花粉活力

三葉木通花粉染色為紅色或淺紅色表示花粉具有活力，染色為黃色或未染色表示花粉不具活力(圖1)。由圖2可知，三葉木通的花粉活力在散粉當天最高，4-2S、4-4S和4-6S 3組樣品花粉活力平均為92.92%、88.88%和94.09%。隨著散粉時間的延長，3組樣品的花粉的活力均呈下降趨勢。3 d后花粉活力下降明顯，3組樣品的花粉活力平均為53.33%、67.12%和68.54%，5～6 d后基本失活。

圖1 顯微鏡下三葉木通的花粉染色狀態(tài)

圖2 三葉木通的花粉活力及壽命

2.2 三葉木通的柱頭可授性

由圖3可見，三葉木通柱頭的染色情況：花后2 d的柱頭染色范圍較小，氣泡產(chǎn)生較少，柱頭可授性較弱；花后4 d的柱頭染色范圍大，氣泡大量產(chǎn)生，柱頭可授性較強。由表可知，三葉木通柱頭在開花第1天可授性較弱，平均為66.67%，柱頭普遍為綠色，極少部分柱頭帶有小面積淡紅色，無粘液分泌；花后2 d，柱頭可授率達90.74%，柱頭普遍轉(zhuǎn)為淡紅色，部分開始分泌少量粘液；花后3～5 d，柱頭轉(zhuǎn)為紫色且顏色加深，粘液分泌量加大，具有很強的可授性，是柱頭可授性的高峰期；花后6～7 d，柱頭黏液變稠，開始凝固；花后8 d以后柱頭黏液開始干燥。

表 三葉木桶柱頭花后不同天數(shù)的授粉情況

注：a為花后2 d的柱頭，b為花后4 d的柱頭。

Note: a, Stigma status at 2 d after flowering; b, Stigma status at 4 d after flowering.

圖3 顯微鏡下三葉木通柱頭的染色狀態(tài)

Fig.3 Dyed status ofA.trifoliatestigma under a microscope

3 結論與討論

花粉的活力與壽命直接影響授粉的質(zhì)量和授粉的成功率。本試驗結果表明，三葉木通花粉活力于雄花開放當日最高，隨散粉時間的延長花粉活力逐漸降低，收集的花粉壽命可維持3～4 d。柱頭可授期是花朵成熟過程中非常重要的時期，表征著成熟柱頭對花粉接受能力的持續(xù)時間，三葉木通柱頭在雌花開放當日即具有較弱的可授性，花開3～5 d后的柱頭可授性強且柱頭黏液分泌旺盛是柱頭可授性的高峰期，適合授粉。植物雌雄花花期相遇是結實率高的基礎，三葉木通雌雄花花期相遇期僅3～4 d，三葉木通的人工輔助授粉工作應在3～4 d完成。

三葉木通雌花的柱頭可授性的持續(xù)時間較長，從花開到花謝都具有可授性，而雄花散粉后花粉活力下降快且壽命較短，雌雄花花期相遇時期短。三葉木通雌雄異花，雌花生長在雄花的上方，授粉環(huán)節(jié)易風力、降雨等受環(huán)境因素的影響，增加了授粉難度，人工輔助授粉尤為重要。為適應生產(chǎn)中人工輔助授粉工作，下一步將研究不同溫濕度條件下三葉木通花粉的活力情況，以進一步弄清貴州三葉木通的有性生殖特征。

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(責任編輯： 劉忠麗)

Pollen Viability and Stigma Receptivity ofAkebiatrifoliate

ZHANG Xifeng1, LIU Hongchang1, LI Jinling1,YANG Hanfu1, ZHAO Zhi1*, LUO Hui2

(1.GuizhouKeyLaboratoryforPropagationandCultivationofMedicinalPlants,Guiyang,Guizhou, 550025; 2.GeneralPopularizationStation,GuizhouForestryDepartment,Guiyang,Guizhou550001,China)

The pollen viability and stigma receptivity ofA.trifoliatewere determined by TTC and benzidine-H2O2method separately to explore sexual reproductive characteristics ofA.trifoliatein Guizhou. Results: The pollen viability reaches the highest (91.96%) at the current day of male flower shedding. The pollen viability decreases with prolongation of shedding time gradually. The pollen viability at 3 d and 4 d after flowering drops to 62.99% and 11.72% respectively and the pollen longevity can maintain 3～4 d. Most stigmas ofA.trifoliatehave the weak receptivity without mucus secretion at the current day of female flower opening. The receptivity and mucus secretion of the stigmas increase at 2～3 d after female flower opening and the stigma receptivity reaches the peak at 3～5 d after female flower opening. Artificial pollination should be carried out within 3～4 d because the pollen longevity ofA.trifoliateoverlaps with stigma receptive period of Akebia trifoliate.

Akebiatrifoliate; pollen viability; stigma receptivity; artificial pollination

2015-10-08； 2016-04-10修回

貴州省中藥現(xiàn)代化科技產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)專項項目“木通仿生栽培研究與應用示范” [黔科合SY字(2014)3034-1]；貴州省林業(yè)廳青年人才基金項目“林下仿野生木通栽培技術研究” [黔林科合J字(2014)08]

張希鳳(1990-)，女，在讀碩士，研究方向：作物栽培學與耕作學。E-mail:371149656@qq.com

*通訊作者：趙 致(1959-)，男，教授，博士，從事藥用植物生產(chǎn)理論與實踐研究。E-mail:zzhao@gzu.edu.cn

1001-3601(2016)05-0217-0117-03

S58； S567.23+9

A