溫度和光照時間以及貯藏條件對棗花粉萌發(fā)的影響

吳碩，智福軍，賈彥麗，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）

溫度和光照時間以及貯藏條件對棗花粉萌發(fā)的影響

吳碩，智福軍，賈彥麗*，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）

研究溫度、光照時間以及貯藏條件對棗花粉萌發(fā)的影響，可以明確棗花粉最適的離體培養(yǎng)和貯藏條件，為棗生產(chǎn)和雜交育種授粉提供理論依據(jù)。以河北省內(nèi)常見棗主栽品種抗病優(yōu)系（99-1）、悠悠棗、金昌1號、金絲4號、大荔龍棗和無核小棗的花粉為試材，研究了不同溫度（25、30和35℃）和光照時間（0、4、8和12 h）對離體花粉萌發(fā)率的影響，同時比較了干燥與非干燥花粉低溫（4℃）保存30 d的活力變化。結(jié)果表明：除抗病優(yōu)系（99-1）外，其他棗品種均表現(xiàn)為花粉萌發(fā)的適宜溫度為25℃，光照對花粉萌發(fā)有一定的抑制作用；低溫保存條件下，所有參試品種干燥花粉的活力保持時間明顯長于非干燥花粉。棗花粉萌發(fā)的適宜條件為25℃暗培養(yǎng)；花粉干燥后低溫冷藏，可用于花粉的短期保存。

棗；花粉；溫度；光照時間；離體培養(yǎng)；萌發(fā)率；短期貯藏

紅棗是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種，其果實富含維生素C、黃酮、多糖、環(huán)磷酸腺苷等功能大分子物質(zhì)，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和營養(yǎng)價值，而且，栽植紅棗還可以綠化荒山、保持水土、抵抗自然災(zāi)害。

在自然狀態(tài)下，棗樹落花落果嚴(yán)重，多數(shù)品種種仁敗育、含種仁率低、花粉生殖性能差，嚴(yán)重阻礙了棗雜交育種進(jìn)程，導(dǎo)致棗種質(zhì)資源創(chuàng)新滯后[1～3]。目前生產(chǎn)上十分缺乏集高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲等特性于一體的優(yōu)良棗品種[4]，因此，迫切需要通過雜交育種選育兼具各優(yōu)良特性的棗品種。

花粉是雜交授粉的基礎(chǔ)，棗花粉的生殖性能直接關(guān)系到棗的坐果情況。對河北省常見主栽棗品種的花粉數(shù)量和萌發(fā)率進(jìn)行初步測定后發(fā)現(xiàn)，不同品種的花粉育性差異較大[5]。同時，在雜交育種過程中經(jīng)常會遇到花期不遇的現(xiàn)象，花粉收集后不能馬上用于授粉，需要進(jìn)行短期貯藏。目前，已有很多樹種的花粉貯藏研究[6～8]，但是，有關(guān)棗花粉貯藏研究的文獻(xiàn)較少[1，9，10]，且研究試材多為南方品種。研究表明，花粉活力隨保存時間的延長而下降迅速[11]。于立杰等[9]和胡偉娟等[10]分別采用常溫、常溫干燥、低溫、低溫干燥、冷凍和冷凍干燥6種方法進(jìn)行花粉貯藏試驗，結(jié)果顯示，低溫干燥保存花粉活力較高。王志清等[12]研究也發(fā)現(xiàn)，4℃保存時花粉活力下降較緩慢。還有研究表明，超低溫（-70和-20℃）保存花粉活力最高，4℃保存效果次之，室溫保存效果最差[4，13]。超低溫保存能使花粉較長時間地保持活力，但保存條件較為嚴(yán)苛，對花粉含水量要求也極高，處理不好極易造成花粉死亡[14]。

以河北地區(qū)6個花粉萌發(fā)率較高的棗品種為試材，研究溫度、光照時間和貯藏條件對花粉萌發(fā)率的影響，獲得離體花粉的適宜培養(yǎng)條件和貯藏條件，旨為棗生產(chǎn)和雜交育種授粉提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2015～2016年連續(xù)2 a選擇河北省內(nèi)常見的棗主栽品種抗病優(yōu)系（99-1）、悠悠棗、金昌1號、金絲4號、大荔龍棗和無核小棗進(jìn)行試驗。棗樹盛花期的10：00，在河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所棗園內(nèi)種植的試材樹（常規(guī)管理）上，采集樹冠外圍2～3 a生枝條上的蕾黃期棗花花蕾，用冰盒帶回實驗室，備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同溫度和光照時間對棗花粉萌發(fā)率的影響

參試棗品種為抗病優(yōu)系（99-1）、悠悠棗、金昌1號、金絲4號和無核小棗。取花粉置于載玻片上，加含硼酸的15%蔗糖溶液（100 mL蔗糖溶液加0.1%硼酸5 mL）1～2滴，用鑷子攪拌均勻，蓋上蓋玻片。將播有花粉的載玻片放在鋪有濕紗布的培養(yǎng)皿中，分別置于不同溫度的烘箱內(nèi)培養(yǎng)24 h，試驗花粉培養(yǎng)溫度設(shè)25、30和35℃；并經(jīng)過不同時長的光照后對花粉進(jìn)行遮光處理，試驗花粉光照時間設(shè)4、8和12 h，以無光照處理的花粉作為對照（CK）。培養(yǎng)24 h后，在10倍顯微鏡下，統(tǒng)計萌發(fā)花粉（花粉管長度大于花粉直徑視為萌發(fā)）的數(shù)量，計算花粉萌發(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%）。每個試樣觀察5個不重疊的視野，每個視野的花粉粒數(shù)量多于50個，取3個視野（去掉5個視野中數(shù)值最大和最小的視野）的平均值作為該培養(yǎng)皿花粉的萌發(fā)率。每個處理3次重復(fù)。

1.2.2 不同貯藏條件對棗花粉活性的影響參試棗品種為抗病優(yōu)系（99-1）、悠悠棗、金昌1號、金絲4號、大荔龍棗和無核小棗。將收集的花藥平均分成2份，1份直接用青霉素小瓶低溫（4℃）保存，另一份經(jīng)干燥處理后用青霉素小瓶低溫保存。每隔5 d測定1次花粉萌發(fā)率（測定方法同1.2.1），共測定30 d。分析干燥處理對低溫保存花粉活性的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度和光照時間對棗花粉萌發(fā)的影響

相同溫度下，隨著光照時間的延長，參試棗品種的花粉萌發(fā)率除抗病優(yōu)系（99-1）表現(xiàn)為逐漸升高外，其他品種均逐漸降低（表1）。表明光照對大部分棗品種的花粉萌發(fā)有一定的抑制作用。

相同光照時間下，隨著溫度的升高，參試棗品種的花粉萌發(fā)率均呈明顯的下降趨勢。表明花粉萌發(fā)的適宜溫度為25℃。

可以看出，大多數(shù)棗品種花粉萌發(fā)的適宜條件為25℃暗培養(yǎng)。

2.2 不同貯藏條件對棗花粉活性的影響

抗病優(yōu)系（99-1）花粉采集當(dāng)天的萌發(fā)率為40%；隨著保存時間的延長，不同貯藏條件下的花粉萌發(fā)率均逐漸降低（圖1）。保存至第5天時，干燥處理的花粉萌發(fā)率為37%，僅降低了7.5%；而非干燥處理的花粉萌發(fā)率降至20%，降幅為50%。保存至第10天時，干燥處理的花粉萌發(fā)率為32%，較采集當(dāng)天下降了20%；而非干燥處理的花粉萌發(fā)率僅為11%，較保存第5天時的萌發(fā)率又下降了近50%，較采集當(dāng)天降幅高達(dá)72.5%。保存至第15天時，干燥處理的花粉萌發(fā)率為29%，為采集當(dāng)天的72.5%；而非干燥處理的花粉萌發(fā)率僅4%，只是采集當(dāng)天的10%。保存至第20天、25天和30天時，干燥處理的花粉萌發(fā)率依次為28%、26%和20%，萌發(fā)率表現(xiàn)為保存后第15～20天下降變緩、之后降速加快；而非干燥處理的花粉保存至第20天時，萌發(fā)率降至1%，喪失萌發(fā)能力。干燥處理的花粉在低溫保存過程中，萌發(fā)率下降速度呈現(xiàn)快—緩—快的變化趨勢，尤其是保存到15～20 d時花粉萌發(fā)力降速明顯減緩，這可能與棗花粉有短期被迫休眠的現(xiàn)象有關(guān)。可以看出，低溫保存條件下，干燥花粉的保存效果明顯優(yōu)于非干燥花粉，能使花粉更長時間地保持較高活力。

悠悠棗、金昌1號、無核小棗、金絲4號和大荔龍棗也同樣表現(xiàn)出干燥花粉的低溫保存效果顯著優(yōu)于非干燥低溫保存。

表1 不同溫度和光照時間對參試棗品種花粉萌發(fā)率的影響（%）Table 1 The influence of different temperatures and illum ination times to pollen germ ination rates

圖1 不同貯藏條件對參試棗品種花粉萌發(fā)率的影響Fig.1 The influence of different storage conditions to pollen germ ination rates

在非干燥條件下，低溫保存至第30天時，所有參試棗品種的花粉萌發(fā)率均降至0左右；而在干燥條件下，低溫保存至第30天時，抗病優(yōu)系（99-1）、無核小棗、金絲4號和大荔龍棗的花粉萌發(fā)率仍能達(dá)到采集當(dāng)天的50%左右。表明花粉干燥后再低溫冷藏，可用于棗花粉的短期保存。

悠悠棗和金昌1號的干燥花粉在低溫冷藏時萌發(fā)率下降均較快，其中，保存至第15天時萌發(fā)率均為其采集當(dāng)日的50%以上，而保存至第30天時萌發(fā)率均接近于0。表明悠悠棗和金昌1號2個品種的花粉短期保存較難。建議悠悠棗和金昌1號花粉采集后盡快使用，保存時間最好不要超過15 d，以保證花粉活力。

3 結(jié)論與討論

溫度和光照時間是影響棗花粉離體培養(yǎng)的重要因素。研究表明，常見花粉離體培養(yǎng)的溫度為15～35℃，如，翠冠梨花粉萌發(fā)的適宜溫度為15～27℃[15]，含笑花粉離體培養(yǎng)的最適溫度為25℃[16]。研究表明，棗花粉的離體培養(yǎng)溫度集中在25～30℃，溫度過高會抑制花粉管伸長，降低花粉萌發(fā)率[1，9，17～20]。本研究結(jié)果顯示，大部分棗品種的花粉萌發(fā)率隨著溫度的升高而明顯降低，適宜棗花粉萌發(fā)的溫度為25℃，與前人觀點一致。

徐進(jìn)等[21]研究表明，黑光下馬尾松花粉管伸長變長，易于花粉萌發(fā)。張俊娥[17]發(fā)現(xiàn)，光照會抑制棗花粉萌發(fā)。適當(dāng)?shù)恼诠馓幚砗?，新疆豬牙花花粉活力提高、花期增長，最終，授粉時間延長，結(jié)實率提高[22]。本研究結(jié)果顯示，光照對除抗病優(yōu)系（99-1）外的其他棗品種花粉萌發(fā)均產(chǎn)生一定的負(fù)面效應(yīng)，且花粉萌發(fā)率隨光照時間的延長而逐漸降低，與前人結(jié)論相似，且光照對花粉萌發(fā)表現(xiàn)出的抑制作用強(qiáng)弱與品種有關(guān)。光照對抗病優(yōu)系（99-1）的花粉萌發(fā)表現(xiàn)出促進(jìn)效應(yīng)，且花粉萌發(fā)率隨著光照時間的延長而逐漸提高，抗病優(yōu)系（99-1）對光照表現(xiàn)出了與大部分棗品種和前人研究結(jié)果相反的結(jié)論，這種現(xiàn)象有待進(jìn)一步探索。

綜合分析認(rèn)為，絕大多數(shù)棗品種花粉萌發(fā)的適宜條件為25℃暗培養(yǎng)。即：在生產(chǎn)上，夏季棗樹授粉后，若環(huán)境溫度過高、光照過強(qiáng)，可通過適當(dāng)噴水、遮陽等措施降低溫度和光照強(qiáng)度，以促進(jìn)花粉萌發(fā)，提高棗樹坐果率。

分別將6個參試棗品種的干燥和非干燥花粉進(jìn)行了30 d的短期冷藏保存，結(jié)果顯示，干燥花粉萌發(fā)率的下降速度較非干燥花粉明顯緩慢，其中，抗病優(yōu)系（99-1）、無核小棗、金絲4號和大荔龍棗的干燥花粉低溫保存至第30天時，萌發(fā)率仍可達(dá)到采集當(dāng)天的50%左右。表明花粉含水量是影響低溫保存效果的關(guān)鍵因子，將花粉干燥后再低溫冷藏可用于棗花粉的短期保存。但是，悠悠棗和金昌1號2個品種花粉干燥低溫保存較為困難，保存至第15天時萌發(fā)率均能達(dá)到其采集當(dāng)日的50%以上，而保存至第30天時萌發(fā)率均接近于0，因此建議，悠悠棗和金昌1號花粉采集后盡快使用，保存時間最好不要超過15 d。

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The Influence of Tem perature，Illum ination Time and Storage Conditions to Pollen Germ ination Rates of Ziziphus jujuba M ill

WU Shuo，ZHI Fu-jun，JIA Yan-li*，LV Rui-jiang
（Shijiazhuang Pomology Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050061，China）

Study the influence of temperatures，illumination times and storage conditions to pollen germinations can find the optimal pollen in vitro culture and storage conditions，and provide theoretical basis for production and hybrid breeding pollination.This research studied the influence of different temperatures（25，30 and 35℃）and illumination times（0，4，8 and 12h）to the pollen germination rates of Youyouzao，Jinchang No.1，Jinsi No. 4，Kangbingyouxi（99-1），Dalilongzao and Wuhexiaozao.Also the effect of simultaneous contrast when kept at low temperature dry and non dry pollen vigor changes were researched.The results showed that 25℃was suitable for jujube pollen germination expect Kangbingyouxi（99-1）.Light on pollen germination had certain inhibitory effect.The pollen vitality of freeze-dried preservation could significantly keep longer.The suitable pollen germination condition was 25℃with no light.Low temperature drying could be used for pollen short-term storage.

Ziziphus jujuba Mill；Pollen；Temperature；Illumination time；In vitro culture；Germination rate；Short-term storage

S665.1

：A

：1008-1631（2017）02-0032-04

2016-11-25

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

賈彥麗（1978-），女，河北井陘人，副研究員，碩士，主要從事棗樹育種研究。Tel：0311-87659935；E-mail：sgszkt@sina.com。