18個棗品種花粉數(shù)量與萌發(fā)率的研究

吳 碩，賈彥麗，智福軍，呂瑞江

（河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061）

18個棗品種花粉數(shù)量與萌發(fā)率的研究

吳 碩，賈彥麗，智福軍*，呂瑞江

（河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061）

花粉育性是確定雜交親本的基礎(chǔ)。以河北省常見的18個棗品種為試材，通過測定不同品種的花粉量和萌發(fā)率來確定花粉育性。在棗樹盛花期10：00，選取樹冠外圍2～3 a生枝條，采集蕾黃期棗花花蕾，采用蔗糖離體培養(yǎng)法，比較了不同蔗糖濃度下花粉萌發(fā)率的差異，以篩選出最適宜花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基蔗糖濃度；并在此基礎(chǔ)上，對參試棗品種的花粉數(shù)量和萌發(fā)率進行了測定，以篩選較適宜做授粉樹的棗品種。結(jié)果表明：最適宜棗花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基蔗糖濃度為15%。18個棗品種的花粉量和萌發(fā)率差異顯著，其中，南方優(yōu)系2和金絲無核3號的單藥花粉量在4 000粒以上，萌發(fā)率卻在5%以下；金絲4號和抗病優(yōu)系（99-1）的萌發(fā)率分別為46.62%和45.15%，單藥花粉量分別為3 333粒和3 222粒；多數(shù)品種的花粉量和萌發(fā)率均較低。金絲4號、抗病優(yōu)系（99-1）、大荔龍棗、玉田小棗和金昌1號花粉數(shù)量適中，且萌發(fā)率較高，較適宜做授粉樹。

棗；花粉；離體培養(yǎng)；花粉量；花粉萌發(fā)率

雜交育種的關(guān)鍵是親本選配，而花粉育性是確定雜交父本的基礎(chǔ)。棗樹在自然狀態(tài)下落花落果嚴(yán)重，多數(shù)品種表現(xiàn)種仁敗育、含種仁率低、花粉生殖性能差，嚴(yán)重阻礙了棗雜交育種的進程，致使棗種質(zhì)資源創(chuàng)新滯后。目前，生產(chǎn)上尚無兼具高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲等特性的棗品種[1]。因此，通過雜交育種，選育集優(yōu)良特性于一體的優(yōu)良棗品種勢在必行。

棗花粉的生殖性能直接關(guān)系到棗的坐果情況，花粉量和萌芽率是影響棗坐果的關(guān)鍵因子。然而截至目前，關(guān)于棗花粉數(shù)量和萌發(fā)率的研究并不多見。同時，棗樹花粉的生活力和花粉萌發(fā)受環(huán)境因子影響較大，目前僅測定了50余份棗資源[3～5]的花粉數(shù)量及萌發(fā)率，數(shù)據(jù)極少。且被測定的資源中，同一品種不同研究者的測定結(jié)果差異極大[1，5]，無法用作育種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

目前測定花粉活力常用的方法有氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法、碘-碘化鉀（I2-KI）染色法、無機酸測定法、亞甲基藍染色法、蔗糖萌發(fā)測定法等[6～8]。其中，染色法反映的是花粉的代謝情況或營養(yǎng)物質(zhì)含量，測定結(jié)果受花粉壁厚度等因素的影響，故不能直接表現(xiàn)花粉的萌發(fā)率；無機酸測定法又稱瞬時花粉管形成法，測定簡便、快速，但培養(yǎng)條件不同時結(jié)果相差懸殊，同時由于無顏色差異，易造成誤判[9，10]；而蔗糖離體培養(yǎng)法測定法應(yīng)用較為普遍，且測定結(jié)果比較準(zhǔn)確可靠[3]。因此，本研究采用蔗糖離體培養(yǎng)法測定花粉活力。而培養(yǎng)基中的蔗糖濃度、營養(yǎng)元素含量以及培養(yǎng)溫度和時間均會影響花粉的萌發(fā)率，從而對試驗結(jié)果產(chǎn)生較大影響[11-15]。于是，本研究選取了不同蔗糖濃度的培養(yǎng)基進行試驗，以篩選出花粉離體培養(yǎng)的最適蔗糖濃度，保證測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。同時，以18個河北省常見主栽棗品種的花粉為試材，在最適離體培養(yǎng)條件下比較了不同品種的花粉生殖特性，可為后續(xù)的棗雜交育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗棗樹品種為河北省內(nèi)常見的棗主栽品種辣椒棗、悠悠棗、伏脆蜜、入口酥、羊奶棗、金昌1號、星光、金絲4號、抗病優(yōu)系99-1、大荔龍棗、無核小棗、玉田小棗、冬棗、早脆王、金絲無核3號、南方優(yōu)系2號、蜂蜜罐和新鄭長紅，共18個。2016年棗樹盛花期10：00，在河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所棗資源圃，選擇樹冠外圍2～3 a生的棗樹枝條采集蕾黃期棗花花蕾，用冰盒帶回實驗室，備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 花粉萌發(fā)培養(yǎng)基適宜蔗糖濃度的確定 首先對18個棗品種的花粉萌發(fā)率進行了初測，然后選取花粉萌發(fā)率較高、一般、較低的品種各3個，其中，萌發(fā)率較高的品種為金絲4號、抗病優(yōu)系（99-1）和大荔龍棗，萌發(fā)率一般的品種為金昌1號、悠悠棗和玉田小棗，萌發(fā)率較低的品種為金絲無核3號、伏脆蜜和入口酥，測定不同蔗糖濃度下的萌發(fā)率。將各品種花粉置于不同蔗糖濃度的花粉培養(yǎng)基中，在25℃烘箱內(nèi)培養(yǎng)24 h。試驗蔗糖濃度設(shè)0（不加蔗糖，CK）、5%、10%、15%、20%和25%計6個處理。觀察萌發(fā)花粉的數(shù)量，計算花粉萌發(fā)率。根據(jù)花粉萌發(fā)率結(jié)果，篩選適宜棗花粉培養(yǎng)的蔗糖濃度。

1.2.2 花粉數(shù)量的測定 試驗設(shè)18個棗品種處理。每品種均取充分成熟、飽滿、未開裂的蕾黃期花藥30枚，放入干凈的青霉素小瓶，自然干燥，重復(fù)3次。待花粉充分散出后，每瓶滴入1%六偏磷酸鈉溶液2 mL，加蓋振蕩，使花粉呈懸浮態(tài)。然后，吸取1滴懸浮液于加蓋玻片的血球計數(shù)板上，在低倍顯微鏡（15×10）下觀察視野內(nèi)（400個小格）的花粉粒數(shù)。每個品種重復(fù)6次，取平均值，計算單藥花粉數(shù)量（N）。

N=（視野內(nèi)花粉數(shù)×10 000×2）/30

1.2.3 花粉萌發(fā)率的測定 試驗設(shè)18個棗品種處理。取花粉置于載玻片上，加1～2滴含硼酸的最適蔗糖溶液（100 mL蔗糖溶液中加0.1%硼酸5 mL），用鑷子攪拌均勻，蓋上蓋玻片，置于25℃烘箱內(nèi)培養(yǎng)24 h。在顯微鏡下觀察統(tǒng)計6個視野中萌發(fā)的花粉數(shù)，取平均值計算萌發(fā)率〔（視野內(nèi)萌發(fā)的花粉數(shù)/視野內(nèi)的花粉總數(shù)）×100%〕。利用SPSS軟件對參試棗品種的花粉萌發(fā)率進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 棗花粉萌發(fā)培養(yǎng)基的適宜蔗糖濃度篩選

測定結(jié)果（表1）顯示，在不同濃度的蔗糖培養(yǎng)基中，參試棗品種的花粉萌發(fā)率差異顯著，各品種棗花粉萌發(fā)率均隨培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增大呈單峰曲線變化，但均以蔗糖濃度15%處理的萌發(fā)率最大且與CK差異均達到了顯著水平。因此認為，較適宜花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基蔗糖濃度為15%。

2.2 參試棗品種的單藥花粉數(shù)量和萌發(fā)率比較

參試棗品種的單藥花粉數(shù)量為222～4 556粒，差異達到了顯著水平，其中，南方優(yōu)系2的單藥花粉量最多，其次是金絲無核3號，二者單藥花粉數(shù)量均＞4 000粒；蜂蜜罐、冬棗、新鄭長紅和早脆王的單藥花粉量較少，指標(biāo)值均＜1 000粒，其中，早脆王單藥花粉量最少；而其他品種的單藥花粉量均集中在1 000～4 000粒，其中，悠悠棗、金絲4號、伏脆蜜、抗病優(yōu)系（99-1）、羊奶棗的單藥花粉量≥3 000粒（表1）。從參試棗品種單藥花粉量的極值看，最高值是最低值的20.52倍。

表1 部分棗品種花粉在不同濃度蔗糖培養(yǎng)基上的萌發(fā)率 （%）Table 1 Pollen germination rate under different concentration of sucrose

參試棗品種的花粉萌發(fā)率為0～46.62%，差異達到了顯著水平，其中，金絲4號、抗病優(yōu)系（99-1）、無核小棗、大荔龍棗和金昌1號的花粉萌發(fā)率＞20%；而其他品種的花粉萌發(fā)率均＜10%，其中，南方優(yōu)系2、星光、蜂蜜罐、冬棗和早脆王未觀察到花粉萌發(fā)?？梢钥闯觯煌瑮椘贩N的花粉萌發(fā)率差異較大，而多數(shù)棗品種（占參試棗品種數(shù)量的72.22%）花粉萌發(fā)率極低，花粉萌發(fā)率低也是限制棗樹雜交授粉的主要原因。在花粉萌發(fā)的棗品種中，金絲4號花粉萌發(fā)率最高，伏脆蜜最低（2.30%），最高值是最低值的20.27倍。

表2 18個棗品種的單藥花粉數(shù)量和花粉萌發(fā)率Table 2 Pollen number per anther and pollen germination rate of 18 cultivars

參試棗品種的單藥花粉量與花粉萌發(fā)率并不完全呈正比，單藥花粉量大的品種，花粉萌發(fā)率不一定高；反之，亦然。南方優(yōu)系2的單藥花粉量最大，但是花粉萌發(fā)率卻為0；金絲無核3號的單藥花粉數(shù)量（4 333粒）較多，然而其花粉萌發(fā)率僅為2.67%；無核小棗的單藥花粉數(shù)量為2 222粒，其花粉萌發(fā)率卻高達39.05%。因此，在確定適宜的授粉樹品種時，應(yīng)綜合考慮棗的單藥花粉量和花粉萌發(fā)率較為科學(xué)。本研究條件下，金絲4號、抗病優(yōu)系（99-1）、大荔龍棗、無核小棗和金昌1號較適宜作為授粉品種。

3 結(jié)論與討論

本研究選取花粉量和萌發(fā)率均較高的盛花期0級和1級花，保證了花粉質(zhì)量，使測定數(shù)據(jù)更為真實可靠，可為后期雜交授粉研究提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)[16～19]。趙長星等[11]報道，蔗糖是花粉萌發(fā)的營養(yǎng)物質(zhì)和能量來源，蔗糖濃度對花粉萌發(fā)有明顯影響。不同植物花粉萌發(fā)的適宜蔗糖濃度有所不同。因此，本研究選取了不同蔗糖濃度的培養(yǎng)基進行花粉萌發(fā)試驗，最終確定最適宜花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基蔗糖濃度為15%。在此基礎(chǔ)上測定了18個棗品種的花粉萌發(fā)率，消除了蔗糖濃度對數(shù)據(jù)測定的誤差，同時保證了測定數(shù)據(jù)的真實與準(zhǔn)確。

本研究測定結(jié)果顯示，18個參試棗品種的單藥花粉數(shù)量最高不超過5 000粒、萌發(fā)率最高不超過50%，其中，金絲4號花粉萌發(fā)率最高，達到了46.62%，而南方優(yōu)系2、星光和冬棗等花粉萌發(fā)率均為0，與前人研究結(jié)果[4，20，21]一致，表明本試驗測定方法可行，數(shù)據(jù)測定較為準(zhǔn)確。因此，在選擇適宜的授粉樹時，需綜合多方數(shù)據(jù)評定花粉育性。

棗花粉在蔗糖濃度15%的培養(yǎng)基中萌發(fā)率最高。對18個棗品種的單藥花粉量和花粉萌發(fā)率進行綜合分析，認為金絲4號、抗病優(yōu)系（99-1）、大荔龍棗、無核小棗和金昌1號花粉數(shù)量較多，且萌發(fā)率較高，適宜做雜交授粉樹。本研究結(jié)果為今后棗雜交育種提供了親本選擇的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Pollen Number and Its Germination Rate of Eighteen Chinese Jujube Cultivars

WU Shuo，JIA Yan-li，ZHI Fu-jun*，LV Rui-jiang

（1.Shijiazhuang Pomology Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050061，China）

The pollen sterility is determined by pollen number and germination rate which is the basis of select hybrid parent.Selected yellow flower bud pollen in full flowering stage and cultured in the sucrose medium with different concentration.Aslo the pollen number per anther（PNPA）and pollen germination rate（PGR）of 18 cultivars of Chinese jujube（Ziziphus jujuba Mill.）in Hebei Province were tested on the optimal concentration.The results showed that the optimal concentration of sucrose was 15%.PNPA and PGR varied significantly among cultivars.The highest PNPA and PGR were 4 556（Nanfangyouxi 2）and 46.62%（Jinsi No.4）.PNPA and PGR of Jinsi No.4，Kangbingyouxi（99-1），Dalilongzao，Yutianxiaozao and Jinchang No.1 relatively more balanced，which could be used as pollinizer.

Chinese jujube；Pollen；Vitro culture；Pollen number；Pollen germination rate

S665.1

：A

：1008-1631（2017）01-0042-04

2016-08-04

吳 碩（1985-），女，河北石家莊人，實習(xí)研究員，碩士，主要從事棗樹育種研究。Tel：0311-87659935；E-mail：sgszkt@sina.com。

智福軍（1963-），男，河北元氏人，副研究員，主要從事棗樹育種與栽培研究。Tel：0311-87659935；E-mail：sgszkt@sina.com。