應(yīng)用NaCl溶液克服君子蘭的自交不親和性

高巍++馬艷麗++尹立輝

摘要：以大花君子蘭（Clivia miniata）為試驗材料，研究NaCl溶液對君子蘭自交不親和性的克服作用。應(yīng)用2%、4%、6%、8%、10%等5種濃度NaCl溶液處理君子蘭雌蕊柱頭，統(tǒng)計坐果率，計算親和指數(shù)；用熒光顯微鏡觀察花粉管發(fā)育情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)2% NaCl溶液處理后，君子蘭自交親和指數(shù)為1.30，4% NaCl溶液處理后自交親和指數(shù)為1.37，明顯高于對照，8%～10% NaCl溶液處理后自交親和指數(shù)低于對照；2%～6% NaCl溶液處理的花粉萌發(fā)順利，柱頭、花粉管中未見胼胝質(zhì)。說明2%～4%NaCl溶液可以克服君子蘭自交不親和性，提高親和指數(shù)。

關(guān)鍵詞：大花君子蘭；NaCl溶液；自交不親和性；坐果率；親和指數(shù)

中圖分類號： S334.2+3；S682.1+30.3文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0266-02

收稿日期：2015-09-16

基金項目：吉林省教育廳科研資助項目（編號：201205013072）。

作者簡介：高?。?974—），女，吉林長春人，博士，講師，研究方向為園林植物育種與植物配置。E-mail：77411865@qq.com。

[JP2]君子蘭（Clivia Lindl.）原產(chǎn)于非洲，目前在全世界都有栽培，而我國北方栽培大花君子蘭（Clivia miniata）較為多見。自交不親和性是高等植物一種自我保護方式[1]，克服自交不親和性可以進行自交制種。目前，關(guān)于克服自交不親和性的研究多見于蔬菜，如蕓薹屬植物[2-4]。本研究主要應(yīng)用不同濃度的NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性，為探尋克服君子蘭自交不親和的方法以及為君子蘭的良種繁育提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1材料

大花君子蘭勝利雜交品種，栽培于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)藥用植物苗圃溫室（溫度12～32 ℃，濕度60%～80%）。自交不親和授粉試驗在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進行，室內(nèi)試驗在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院育種實驗室進行。

1.2試劑

配制2%、4%、6%、8%、10%等5個濃度NaCl溶液，并且采用套袋自交和蒸餾水處理作為對照。

1.3方法

在君子蘭含蕾期進行套袋（如圖1-A），在開花2 d后逐個打開硫酸紙袋，在距離君子蘭柱頭10 cm的位置對柱頭進行藥劑噴施處理，連噴3次，15 min后進行同花自交授粉，再將硫酸紙帶套好，2 d后摘掉硫酸紙袋，以套袋自交和噴蒸餾水作為對照[5]。每個處理取10朵花，重復(fù)3次。

處理4 h后將花柱連同子房取下，固定于福爾馬林-醋酸-乙醇（FAA）溶液中。每個處理取3朵花，重復(fù)3次。觀察前將柱頭從固定液中取出，依次通過70%、50%、10%乙醇梯度復(fù)水，然后置于1 mol/L氫氧化鈉溶液中，60 ℃水浴軟化[JP3]90 min，蒸餾水沖洗3次，再用0.1 mol/L磷酸鉀配制的0.1%苯胺藍溶液中染色24 h，用100%甘油壓片，在Olympus IX71 倒

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[JP2]置型熒光顯微鏡下觀察柱頭上的花粉萌發(fā)及花粉管生長，并且拍照。果實生長180 d后，果皮變紅，統(tǒng)計各處理的果實數(shù)、空癟果實數(shù)、結(jié)籽數(shù)，并按以下公式計算坐果率、親和指數(shù)：

[JZ]坐果率=坐果花朵數(shù)/授粉花朵數(shù)×100%；

[JZ]親和指數(shù)=結(jié)籽數(shù)/自交花數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性

果實生長180 d后，果皮逐漸變紅（圖1-B、圖1-C）。由表1可見，經(jīng)4% NaCl溶液處理后君子蘭結(jié)41粒種子，坐果率為53.33%，親和指數(shù)為1.37，坐果率較套袋自交高30百分點，親和指數(shù)較套袋自交高1.07；經(jīng)10% NaCl溶液處理君子蘭坐果率為10.00%，親和指數(shù)降低到0.23，花被片出現(xiàn)鹽漬化藥害（圖1-D）。有研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用10% NaCl溶液有利于克服蕓薹屬植物自交不親和性[6-9]，而本試驗中應(yīng)用2%～4% NaCl溶液均可以明顯提高親和指數(shù)，但經(jīng)6% NaCl溶液處理后君子蘭的坐果率低于蒸餾水對照，因此2%～4% NaCl溶液適合克服君子蘭自交不親和性。

2.2克服君子蘭自交不親和性的機理

植物花粉落到柱頭上，經(jīng)過附著、吸水、萌發(fā)，最終隨花粉管進入柱頭并且穿過花柱，花粉管到達胚囊釋放精細胞，實現(xiàn)精、卵細胞融合[10]。抑制性障礙有可能出現(xiàn)在任何一個環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為自交不親和[11-12]。授粉2 h后，君子蘭花粉開始萌發(fā)[13]，套袋自交4 h后，柱頭上出現(xiàn)胼胝質(zhì)（圖2-A），導(dǎo)致花粉在柱頭上盤繞，不能進入柱頭中；胼胝質(zhì)還會出現(xiàn)在花粉管中，導(dǎo)致花粉管伸長受阻，親和指數(shù)0.30。2% NaCl溶液處理柱頭，花粉在柱頭上順利萌發(fā)（圖2-B），親和指數(shù) 1.30；經(jīng)4% NaCl溶液處理柱頭，柱頭上未見胼胝質(zhì)，花粉管中也未見胼胝質(zhì)（圖2-C、圖2-D），親和指數(shù)為1.37。

濕柱頭上的滲出物可以促進花粉黏附[14]。當NaCl溶液濃度達到8%時，柱頭失水，乳突細胞出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，顯微鏡下可見柱頭上乳突細胞過于松散，柱頭活力受到影響；10% NaCl溶液處理君子蘭柱頭時，乳突細胞發(fā)生萎蔫，萌發(fā)的花粉不能順利進入乳突細胞（圖2-E、圖2-F）。

[FK（W14][TPGW222.tif]

3結(jié)論

柱頭在與花粉相互識別的過程中起到關(guān)鍵作用。2%～4% NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性的效果較好；8%以上NaCl溶液會對柱頭活力造成影響，從而影響結(jié)實。

NaCl溶液克服自交不親和的作用機理是低濃度NaCl溶液可以清除柱頭上的胼胝質(zhì)，促進花粉管順利進入柱頭細胞，有效清除花粉管中的胼胝質(zhì)，使花粉管順利發(fā)育；高濃度NaCl溶液會使柱頭細胞萎縮，乳突細胞出現(xiàn)萎蔫，影響柱頭活性。

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