紫葉李花粉形態(tài)觀察與生活力測(cè)定

郭 斌

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

紫葉李花粉形態(tài)觀察與生活力測(cè)定

郭 斌

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

通過(guò)顯微鏡觀察研究紫葉李花粉的形態(tài)特征，并采用TTC染色法、培養(yǎng)基萌發(fā)法對(duì)不同貯藏方式的花粉進(jìn)行生活力測(cè)定。結(jié)果表明，紫葉李的大多數(shù)花粉飽滿而勻稱，平均直徑34.1 μm，最大值為52.9 μm，最小值為23.9 μm；當(dāng)培養(yǎng)基的蔗糖濃度為10%時(shí)，花粉的萌發(fā)率最高，最佳貯藏溫度為-20 ℃；紫葉李花粉可能存在變異現(xiàn)象，屬于中等偏小的花粉；在本試驗(yàn)條件下，貯藏溫度越低，其花粉生活力保持越為持久。

紫葉李；花粉；形態(tài)觀察；生活力

紫葉李runus cerasifera Ehrharf. atropurpurea (Jacq.)Rehd〗為薔薇科李亞科李屬植物，別稱紅葉李、櫻桃李。喜光、抗寒、適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)有害氣體有一定的抗性，在較肥沃的砂壤土或壤土中生長(zhǎng)較好。李屬植物花期一般較早，早春低溫會(huì)嚴(yán)重影響其授粉受精，出現(xiàn)結(jié)實(shí)率低或不結(jié)實(shí)的情況，而且其自花不孕的特性所造成的授粉受精不良問(wèn)題也影響其生產(chǎn)。為了解決這一問(wèn)題，筆者進(jìn)行了紫葉李花粉形態(tài)觀察、不同貯藏方式對(duì)花粉生活力影響的測(cè)定試驗(yàn)，為紫葉李授粉提供了一定的理論基礎(chǔ)。

1 研究材料與方法

1.1 研究材料

選取生長(zhǎng)健康、無(wú)病蟲(chóng)害的紫葉李，在紫葉李開(kāi)花前數(shù)日采集即將開(kāi)放的花蕾，取出花藥放入采樣瓶中。將采樣瓶置于恒溫箱中進(jìn)行干燥，讓花藥自然開(kāi)裂散出花粉，貯藏備用。

1.2 花粉形態(tài)觀察

1) 在載玻片上滴加半滴醋酸洋紅染液，用解剖針或鑷子蘸取少量花粉，于染液中混合均勻。

2) 加蓋玻片，在顯微鏡(400倍)下觀察并拍照。

3) 利用目鏡測(cè)微尺測(cè)量花粉直徑(長(zhǎng)、寬)，測(cè)量數(shù)不少于500?；ǚ?。

4) 利用統(tǒng)計(jì)制圖軟件繪制花粉直徑(或長(zhǎng)、寬)分布圖。

1.3 花粉生活力與萌發(fā)率測(cè)定

將收集的花粉放入6個(gè)采樣瓶中，用塑膠塞子封口，貼上標(biāo)簽，注明樹(shù)種、區(qū)分品種、采集日期和貯藏日期等。將采樣瓶分別置于室溫、-4 ℃和-20 ℃ 3個(gè)溫度條件下進(jìn)行貯藏，每種貯藏條件設(shè)2次重復(fù)。分別在10d后和20d后測(cè)定花粉生活力，測(cè)定方法如下：

1) 染色法。用0.01%～0.10%TTC溶液處理花粉，在30 ℃～35 ℃下避光放置1h～2h，有活力的花粉因氧化還原反應(yīng)變成紅色。

花粉生活力(%)=紅色花粉粒數(shù)/觀察花粉總粒數(shù)×100%.

分別記錄染色4h和8h后的花粉生活力。

2) 培養(yǎng)基萌發(fā)法。用于新鮮花粉萌發(fā)率的測(cè)定，具體操作如下：

a.培養(yǎng)基配制。量取30mL蒸餾水于50mL的燒杯中，先后加入3mgHBO3和15mgCa(NO3)2，攪拌至充分溶解后分成3份，每份10mL，分別盛裝于3個(gè)小燒杯中。在燒杯中加入不同濃度的蔗糖，蔗糖濃度分別為5%，10%，20%.再在每個(gè)燒杯中添加1%的瓊脂，攪拌混合后加熱至完全溶解，冷卻至50 ℃左右時(shí)(避免溫度過(guò)低時(shí)培養(yǎng)基凝固)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至5.7～5.8(可用1mol/L的HCl或1mol/L的NaOH).用移液管把配置好的培養(yǎng)基放入雙孔凹玻片上，裝滿為止。然后用毛筆輕刷少量花粉在培養(yǎng)基上，每個(gè)處理按相同的操作重復(fù)3次，一共制作9塊玻片。

b.觀察與記錄。將制片放置在保濕的培養(yǎng)皿內(nèi)，于25℃的恒溫箱中進(jìn)行培養(yǎng)，每隔6h和12h觀測(cè)1次。以花粉管萌發(fā)長(zhǎng)度超過(guò)花粉直徑作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，將萌發(fā)的花粉數(shù)計(jì)入表格中，并計(jì)算花粉萌發(fā)率。

萌發(fā)率(%)=已萌發(fā)花粉粒數(shù)/觀察花粉總粒數(shù)×100%.

根據(jù)新鮮花粉生活力試驗(yàn)，選取最適宜的蔗糖濃度。由此配置相應(yīng)蔗糖濃度的培養(yǎng)基，測(cè)定貯藏后花粉的萌發(fā)率，并和TTC染色法作比較。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 紫葉李花粉的形態(tài)觀察

2.1.1 花粉顯微觀察

經(jīng)顯微鏡下觀察可知，紫葉李花粉輪廓為近圓形，并有呈圓角三角形的趨勢(shì)。部分花粉表面有明顯的溝壑與褶皺。由此推測(cè)，當(dāng)通過(guò)電鏡掃描紫葉李花粉時(shí)，它的形態(tài)可能為十分飽滿的四面體，表面的紋飾可能更為清晰。紫葉李花粉形態(tài)如圖1，圖2所示。

圖1 紫葉李花粉顯微形態(tài)Ⅰ圖2 紫葉李花粉顯微形態(tài)Ⅱ

2.1.2 花粉直徑測(cè)定

在實(shí)際測(cè)量記錄了500粒紫葉李花粉的直徑大小后，運(yùn)用Excel軟件作出了紫葉李花粉的直徑分布圖(圖3)。

圖3 紫葉李花粉的直徑分布圖

由圖3可知，紫葉李花粉的直徑集中分布在32 μm～40 μm之間。其中，以34 μm～36 μm范圍分布最多，38 μm～40 μm范圍次之。由計(jì)算可知，紫葉李花粉的平均直徑為34.1 μm.

2.2 紫葉李花粉生活力測(cè)定

2.2.1 TTC染色法測(cè)定生活力

紫葉李花粉不同貯藏天數(shù)下的花粉生活力如圖4及第28頁(yè)圖5所示。

圖4 紫葉李花粉不同貯藏天數(shù)下的花粉生活力(4 h)

由圖4，圖5可知，在一定的溫度范圍內(nèi)，紫葉李在-20 ℃的環(huán)境下有較高的生活力，且明顯高于其它兩個(gè)溫度梯度(室溫和-4 ℃)。紫葉李花粉的生活力隨貯藏天數(shù)的增加而逐漸降低。而在同一處理天數(shù)內(nèi)，花粉生活力隨貯藏溫度的降低而增加。

圖5 紫葉李花粉不同貯藏天數(shù)下的花粉生活力(8 h)

2.2.2 培養(yǎng)基萌發(fā)法測(cè)定萌發(fā)率

不同蔗糖濃度下新鮮花粉的萌發(fā)率見(jiàn)表1.

表1 不同蔗糖濃度下新鮮花粉萌發(fā)率 %

由表1可知，當(dāng)培養(yǎng)基的蔗糖濃度為10%時(shí)，花粉的萌發(fā)率最高。所以在測(cè)定貯藏花粉的萌發(fā)率時(shí)，應(yīng)配制蔗糖濃度為10%的培養(yǎng)基?；ǚ勖劝l(fā)情況如圖6，圖7所示，當(dāng)花粉管長(zhǎng)度大于花粉直徑時(shí)認(rèn)為已萌發(fā)。

圖6 紫葉李花粉萌發(fā)Ⅰ 圖7 紫葉李花粉萌發(fā)Ⅱ

紫葉李花粉萌發(fā)率隨貯藏天數(shù)的變化情況如圖8，圖9所示，紫葉李花粉的萌發(fā)率隨著貯藏天數(shù)的增加而逐漸降低。但是貯藏溫度越低，花粉的萌發(fā)率下降越為平緩。-20 ℃條件下貯藏的花粉在20 d后仍保持一定的萌發(fā)率，而在室溫和-4 ℃條件下花粉的萌發(fā)率則接近于0%.

圖8 紫葉李花粉不同貯藏天數(shù)下的花粉萌發(fā)率(6 h)

圖9 紫葉李花粉不同貯藏天數(shù)下的花粉萌發(fā)率(12 h)

3 分析與討論

3.1 紫葉李花粉形態(tài)觀察

3.1.1 花粉顯微形態(tài)

經(jīng)顯微鏡下觀察可知，紫葉李的大多數(shù)花粉都是飽滿而勻稱的。但也有少數(shù)花粉較其它花粉大，或是干癟皺縮。可以說(shuō)明，紫葉李的花粉可能存在變異現(xiàn)象。因?yàn)樵趯?shí)際中，未減數(shù)花粉的形態(tài)表現(xiàn)巨大，在科研中可以將這些變異的花粉加以測(cè)定和利用，進(jìn)行新品種的培育；另一方面又可以說(shuō)明，試驗(yàn)中采得的部分花粉已經(jīng)失去了正常的生活力，形態(tài)已經(jīng)明顯發(fā)生變化。這是因?yàn)樽先~李花朵的花藥散粉有先后順序。在雄蕊還未成熟時(shí)散粉，花藥的顏色為紫紅色。進(jìn)入散粉期時(shí)，先是雄蕊中間部分的花藥由紫紅色變?yōu)辄S色，花粉散開(kāi)，然后是雄蕊周圍的花藥開(kāi)始變黃散粉。散粉完畢后，花藥會(huì)干癟變成褐色。在采集過(guò)程中也許是將部分散粉時(shí)間已過(guò)的花朵一并摘下進(jìn)行了試驗(yàn)，也可能是花藥上的花粉發(fā)育不一致所造成的。

3.1.2 花粉直徑測(cè)定結(jié)果分析

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，紫葉李花粉的平均直徑為34.1 μm，最大值為52.9 μm，最小值為23.9 μm.查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知，連翹花粉的平均直徑為36.47 μm，玉蘭花粉的平均直徑為57.19 μm，銀杏花粉的平均直徑為19.84 μm～20.24 μm.表明，紫葉李花粉屬于中等偏小的花粉。

3.2 最佳貯藏溫度分析

由試驗(yàn)結(jié)果可知，貯藏溫度越低，紫葉李花粉的生活力保持得越為持久。本試驗(yàn)的最佳貯藏溫度為-20 ℃.在試驗(yàn)情況下，測(cè)定的時(shí)間越長(zhǎng)，花粉萌發(fā)率越高(TTC染色法4 h和8 h，培養(yǎng)基萌發(fā)法6 h和12 h的比較)。這是因?yàn)槿旧蚺囵B(yǎng)的時(shí)間越長(zhǎng)，反應(yīng)的時(shí)間會(huì)更為充分，花粉的萌發(fā)率測(cè)定結(jié)果也會(huì)更接近事實(shí)。但是不能再測(cè)定更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)榧词乖跐駶?rùn)的條件下，染液也會(huì)逐漸發(fā)生變質(zhì)或已干燥，微生物的污染也會(huì)更加嚴(yán)重，這將導(dǎo)致試驗(yàn)誤差。所以，培養(yǎng)基萌發(fā)法的試驗(yàn)結(jié)果可能偏小。

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Morphology and Viability Determination in Pollen ofPrunuscerasifera

Guo Bin

(ShanxiAcademyofForestryScience,Taiyuan030012,China)

The pollen morphological characteristics ofPrunuscerasiferawas studied by microscopic observation and pollen viability with different storage condition was determined by using TTC staining method and medium germination. Results showed that most pollen ofPrunuscerasiferiswas plump and shapely, with an average diameter of 34.1 μm. The maximum diameter was 52.9 μm and the minimum diameter was 23.9 μm. When the sucrose concentration in the medium was 10%, storage temperature of the highest pollen germination rate was -20 ℃. Pollen ofPrunuscerasiferaexisted variation probably, and its size was smaller than medium. The lower of the storage temperature, the more lasting time the pollen viability would keep in this experiment.

Prunuscerasifera; Pollen; Morphologic observation; Viability

2016-04-15

郭 斌(1986— )，男，山西陽(yáng)曲人，2012年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，碩士研究生。

S687

A

1007-726X(2016)02-0026-04