貯藏溫度對向日葵花粉生活力的影響

黨繼革，范冬冬，李濤，趙翠媛，李會國，劉春海，趙新芳

（河北雙星種業(yè)股份有限公司，河北石家莊050000）

貯藏溫度對向日葵花粉生活力的影響

黨繼革，范冬冬，李濤，趙翠媛，李會國，劉春海，趙新芳

（河北雙星種業(yè)股份有限公司，河北石家莊050000）

為了解決向日葵雜交育種中花期不遇或遠距離雜交等問題，探尋適合向日葵花粉長期貯藏的條件，以3個向日葵品種的花粉為試材，均在室溫（20℃）、低溫（4℃）、冷凍（液氮處理后-80℃保存）、超低溫（-196℃的液氮中保存）4種溫度條件下保存360 d，采用離體培養(yǎng)的方法，定期測定了不同貯藏時間后的花粉活力，以探索適宜向日葵花粉貯藏的溫度條件。結果表明：20℃室溫貯藏，花粉活力下降很快，貯藏1 d后花粉活力降至50%以下，第7 d時已基本失活，不適宜花粉貯藏；4℃低溫貯藏，第10 d時花粉活力維持在50%以上，超過10 d后花粉活力快速下降，適宜花粉10 d內的短期貯藏；-80℃冷凍和-196℃超低溫貯藏，至360 d時花粉活力與貯藏前相比均變化不大，適宜向日葵花粉的長期貯藏。

向日葵；花粉生活力；貯藏溫度

向日葵（Helianthus annuus L.）為異花授粉作物，自然界傳粉主要依靠昆蟲類活動[1]，而采用人工授粉的方法可以提高向日葵的結實率，從而達到提高產量的目的[2]。但在人工授粉進行向日葵雜交育種時，經(jīng)常會遇到雜交親本花期不遇和遠距離雜交的問題，若通過調整播期尚不能完全解決此問題，就需要在開花期采集花粉進行貯藏，在需要時用來授粉。

花粉活力是指花粉具有存活、生長、萌發(fā)或發(fā)育的能力[3]，是確保授粉成功的前提?；ǚ蹓勖?，尤其向日葵屬于三核型花粉，外壁薄，對干燥敏感，壽命較短[4]，但若在特殊的條件下保存，可較長時間地保持其生活力[5]。目前大多數(shù)植物花粉的貯藏方式為低溫貯藏[6]，在以往的研究中對植物花粉貯藏條件的研究很多，但針對向日葵花粉貯藏的研究較少。以向日葵花粉為試材，采用離體培養(yǎng)方法，分別在常溫、低溫、冷凍、超低溫貯藏條件下研究了不同貯藏時間后向日葵花粉活力的變化，探尋適合向日葵長期貯藏的條件，為解決向日葵育種中花期不遇或遠距離雜交等問題提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗材料為生產常用向日葵品種3638和5009以及河北雙星種業(yè)股份有限公司2014年選育的向日葵新品種3039的花粉。

2015年6月9日9：00～11：00，利用采粉器在

向日葵花盤上采集花粉，然后過篩，去除雜質。將同一品種的花粉混勻后，分裝到1.8 mL的凍存管中。試驗設3個品種處理，均在室溫（20℃）、低溫（4℃）、冷凍（液氮處理后-80℃保存）、超低溫（-196℃的液氮中保存）4種溫度條件下進行保存。分別在貯藏前以及貯藏后的第1、2、3、5、7、10、20、30、60、120、240和360 d，采用離體萌發(fā)的方法測定花粉活力。

測定方法為：用移液管吸取培養(yǎng)基（CaCl2·2H2O 0.1%+MgSO4·7H2O 0.037%+KNO30.095%+KCl 0.0175% +H3BO30.01%+蔗糖12%+PEG150016%），在干凈的載玻片上滴1～2滴，然后取少量花粉于培養(yǎng)基上，室溫培養(yǎng)1 h后，用4×16倍顯微鏡觀察并記錄花粉的萌發(fā)情況。每次重復觀察3個視野，每個視野中的花粉數(shù)量不少于50粒。

2 結果與分析

2.1 常溫貯藏對向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時間的延長，參試向日葵品種的花粉活力均快速降低，其中，貯藏后1 d時花粉活力即降為50%左右，第5 d時降至15%以下，第7 d時花粉活力均接近于0，第10 d時花粉已完全失活（圖1）。

圖1 常溫條件下不同貯藏時間的向日葵花粉活力變化Fig.1 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under normal temperature

2.2 低溫貯藏對向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時間的延長，參試向日葵品種的花粉活力均呈逐漸降低趨勢，其中，第1～10 d下降較慢，從65%左右降到55%左右；之后快速下降，第20 d時花粉活力降為45%左右，第30 d時降至20%以下，第60 d時花粉已完全失活（圖2）。

2.3 冷凍貯藏對向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時間的延長，參試向日葵品種的花粉活力均變化不大，其中，貯藏至360 d時花粉活力僅較貯藏前降低了3%～5%（圖3）。

圖2 低溫條件下不同貯藏時間的向日葵花粉活力變化Fig.2 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under low temperature

圖3 冷凍（-80℃）條件下不同貯藏時間的向日葵花粉活力變化Fig.3 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under freezing temperature（-80℃）

2.4 超低溫貯藏對向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時間的延長，參試向日葵品種的花粉活力均變化甚微，貯藏至360 d時花粉活力與貯藏前基本相當（圖4）。

圖4 超低溫（-196℃）條件下不同貯藏時間的向日葵花粉活力變化Fig.4 Changes of pollen viability of sunflowerat different storage times under low temperature(-196℃)

3 結論與討論

花粉生活力受自身遺傳特性和外界環(huán)境的共同影響[7]，外界環(huán)境條件如溫度、濕度、光照、貯藏介質等均對花粉生活力有一定影響[8]，因此，選擇適宜的貯藏條件對花粉保存極為重要。尹佳蕾等[9]研究表明，一般情況下溫度越低，花粉的貯藏壽命越長。本研究結果顯示，向日葵花粉在常溫條件下貯藏，生活力很短，且活力下降較快，第7 d時花粉幾乎沒有活力，第10 d時已完全失活；在低溫條件下貯藏，10 d內花粉活力下降較慢，之后快速降低，生命力維持在60 d以內；在冷凍條件下貯藏，花粉活力降幅不大，貯藏360 d后的花粉活力與貯藏前相比降幅不到5%；超低溫條件下貯藏，貯藏360 d后花粉活力與貯藏前基本相當。常溫貯藏時向日葵花粉生活力很短，主要原因是較高的溫度環(huán)境下花粉內酶活性較強，代謝較快，花粉內的養(yǎng)分很快就會被消耗完。低溫貯藏方法比較經(jīng)濟、簡單，適用于花粉10 d以內的短期貯存。冷凍貯藏360 d時花粉活力降幅很小，超低溫貯藏360 d時花粉活力與貯藏前基本相當，2種方法均適合花粉的長期存放，其中，冷凍貯藏方法比較經(jīng)濟有效，而超低溫貯藏雖然相對于冷凍貯藏經(jīng)濟性差些，但效果較好且方便運輸。超低溫保存是目前長期保存花粉的最理想方法[10，11]。

綜上分析可以看出，室溫（20℃）條件不適合向日葵花粉的保存，4℃低溫僅用于花粉10 d內的短期貯藏，-80℃冷凍和-196℃超低溫貯藏適宜花粉的長期貯存。在實際工作中，可根據(jù)需要選擇適宜的貯藏方法。

前人在對馬鈴薯、桉樹、黃花菜等其他作物的研究中發(fā)現(xiàn)，不同品種（系）的花粉生命力有一定的差異[6，12～13]。而本研究選用的3個向日葵品種花粉生命力差別不大，究其原因可能是不同作物有一定的差異。在后續(xù)的研究中，應增加向日葵品種來進行驗證。本研究僅進行了溫度對向日葵花粉活力的影響，而影響花粉活力的因素除了溫度外，還有濕度、貯藏介質、輻射、光照等，這些因素對花粉活力的影響以及因素之間的相互影響都需要后續(xù)進一步探索。

［1］亢江飛，張向召.向日葵結實率低的原因分析與提高措施［J］.農業(yè)科技通訊，2014，（2）：171-173.

［2］張曉生.向日葵人工授粉可提高產量［J］.新疆農業(yè)科學，1998，（3）：36.

［3］Preston R E.The intrafloral phenology of Streptantus tortuosus（Brassicaceae）［J］.American JournalofBotany，1991，（8）：1044-1053.

［4］孟金陵.植物生殖遺傳學［M］.北京：科學出版社，1997.

［5］任秋萍，張斌斌.不同保存溫度對幾個梨品種花粉生活力的影響［J］.北方園藝，2008，（3）：3-5.

［6］王偉，徐建民，陸釗華，李光友，黃宏健，譚沛濤，葉棠.不同貯藏方式對4種桉樹花粉活力影響的研究［J］.安徽農業(yè)科學，2009，37（30）：14997-15000.

［7］胡適宜.被子植物胚胎學［M］.北京：高等教育出版社，1982.

［8］杜克兵，沈寶仙，許林，涂炳坤，蔡崇法，戴渺鴻.不同貯藏條件下楊樹花粉活力變化及隔年雜交授粉應用的可行性研究［J］.華中農業(yè)大學學報，2007，26（3）：385-389.

［9］尹佳蕾，趙惠恩.花粉生活力影響因素及花粉貯藏概述［J］.中國農學通報，2005，21（4）：110-113，193.

［10］楊志玲，李紀元，范正琪.保存溫度對紅山茶組物種及品種花粉生活力的影響［J］.浙江林業(yè)科技，2004，24（5）：1-3.

［11］林永浩，曲柏宏，代志國，金京南，樸日子.梨花粉貯藏特性與授粉能力的研究［J］.北方園藝，2002，（5）：54-55.

［12］高健軍，王芳，王艦.不同貯藏溫度對不同馬鈴薯品種花粉活力的影響［J］.青海大學學報，2014，32（3）：11-15.

［13］侯非凡，邢國明，亢秀萍，李森，陳志峰.不同貯藏溫度對4種黃花菜花粉活力的影響［J］.山西農業(yè)科學，2014，42（1）：29-32.

Effects of Storage Temperature on Pollen Viability of Sunflower

DANG Ji-ge，F(xiàn)AN Dong-dong，LI Tao，ZHAO Cui-yuan，LI Hui-guo，LIU Chun-hai，ZHAO Xin-fang
（Hebei Shuangxing Seeds Co.，Ltd.，Shijiazhuang 050000，China）

In order to solve the problems of the flowering period and distant hybridization in the breeding，the conditions for the long-term storage of sunflower were explored，taking pollen of three sunflower varieties as test materials，the pollen was stored at temperature of 20℃，4℃，-80℃，-196℃，then the pollen viability was tested with vitro culture method in different times.The results showed that the pollen viability reduced quickly at 20℃，and almost lost viability after 7 days，which were unsuitable for pollen storage.When stored at 4℃，pollen viability was above 50%after 10 days，which were suitable for pollen storage in 10 days.The temperature-80℃and-196℃were suitable for long storage of sunflower pollen.

Sunflower；Pollen viability；Storage temperature

S565.5

A

1008-1631（2016）04-0006-03

2016-02-22

河北省科技計劃項目（15396303D）

黨繼革（1970-），男，河北石家莊人，博士研究生在讀，主要從事向日葵新品種選育及示范推廣工作。E-mail：dangjige@126.com。