紫丹參花粉活力和柱頭可授性研究

潘瓊 陳光明 楊艷娟

摘要[目的]研究紫丹參花粉活力和柱頭可授性。[方法]通過掃描電子顯微鏡觀察花粉粒的形態(tài)特征，采用TTC染色法測定紫丹參花粉活力，并通過聯(lián)苯胺+過氧化氫反應(yīng)液和3%過氧化氫測定其柱頭可授性。[結(jié)果]紫丹參的花粉粒為橢圓形，具有6條萌發(fā)溝，表面具有網(wǎng)孔狀雕紋;花粉活力最強(qiáng)的時(shí)期是散粉時(shí)期。在散粉初期，紫丹參均具有較高的柱頭可授性，雄蕊開始萎蔫柱頭可授性達(dá)到最強(qiáng)。[結(jié)論]該研究可為紫丹參的育種與擴(kuò)繁提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞紫丹參;花粉粒;花粉活力;柱頭可授性

中圖分類號S567.5+3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）28-0004-02

Study on Pollen Vitality and Stigma Receptivity of Radix Salvia Yunnanensis

PAN Qiong， CHEN Guangming，YANG Yanjuan et al

（Yunnan Xinxing College of Professional Technology，Kunming， Yunnan 650501）

Abstract[Objective]Pollen vitality and stigma receptivity of Radix Salvia Yunnanensis were studied.[Method] The pollen submicroscopic morphology of Radix Salvia Yunnanensis was observed with scanning electron microscopy（SEM） . Pollen vitality of Radix Salvia Yunnanensis was evaluated by TTC.Stigma receptivity was estimated by the method of Benzidinehydrogen peroxide and 3%hydrogen peroxide. [Result]The shape of pollen grain of Radix Salvia Yunnanensis was elliptic with 6 germination grooves and the surface has a mesh pattern. The period for strongest pollen vitality was pollinating period by using TTC for Radix Salvia Yunnanensis. The pollen receptivity of Radix Salvia Yunnanensis generally was higher in early pollinating period ，and the stigma with the strongest pollen receptivity of period of stamens began to wilt.[Conclusion]The research can provide guidance for breeding and expanding propagation.

Key wordsRadix Salvia Yunnanensis;Pollen grain;Pollen vitality;Stigma receptivity

紫丹參作為云南省的地方習(xí)用藥材，來自于唇形科鼠尾草屬植物云南鼠尾草（Salvia yunnanensis C.H.Wright）干燥的根及根莖 [1]。紫丹參的分布區(qū)域?yàn)樵颇?、貴州、四川等省[2]，與丹參的藥理活性相似，在臨床中作為治療心腦血管疾病的常用藥物之一[3-4]。長期以來紫丹參主要來源于野生資源，但隨著需求量的增加及自身繁殖特性的限制導(dǎo)致其野生資源量正在逐漸減少，目前紫丹參幾乎沒有人工栽培。目前，紫丹參主要是有性繁殖，無性繁殖的研究極少，進(jìn)行紫丹參有性繁育系統(tǒng)的研究，可以為紫丹參的良種選育及有性繁殖方式應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對紫丹參植株在不同時(shí)期的花粉活力和柱頭可授性進(jìn)行研究，得出紫丹參花粉活力和柱頭可授性的變化規(guī)律，以確定其最佳的授粉時(shí)期，紫丹參后期的育種及擴(kuò)繁工作提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

選取云南省曲靖市富源縣墨紅鎮(zhèn)關(guān)山頭村委會(huì)稻堆山村（103°58′18″E，25°19′17″N，海拔2 358 m，年平均氣溫13 ℃，晝夜溫差大，全年無霜期為230 d，年均降雨量為1 290 mm）野外3年生以上的植株觀察研究。據(jù)筆者觀察，紫丹參的花期比較長可達(dá)5個(gè)多月，植株花序開花天數(shù)可持續(xù)30～50 d，單花開花天數(shù)5～8 d，且開花第2或3天開始散粉。

1.2方法

1.2.1花粉粒形態(tài)特征。

采集紫丹參正在開放且花藥已經(jīng)成熟的新鮮花朵數(shù)朵，用卡諾固定液固定。濾紙吸干固定液，從花藥內(nèi)取出花粉，真空干燥、離子濺射鍍金膜后于Sigma 300掃描電子顯微鏡下觀察花粉粒的形態(tài)特征，并拍照、測量直徑。

1.2.2花粉活力測定。

用TTC法測定花粉活力[5]，紫丹參開花前在不同植株上隨機(jī)選取20朵花標(biāo)記并套袋至單花花期結(jié)束。對不同開花時(shí)期的花取花粉于潔凈的載玻片上，加1～2 滴0.5 %TTC溶液，攪勻后蓋上蓋玻片，36 ℃下水浴30 min，置于光學(xué)顯微鏡下觀察5個(gè)視野，并統(tǒng)計(jì)花粉粒中紅色花粉粒數(shù)所占總花粉粒數(shù)的比例，重復(fù)10 次。

1.2.3柱頭可授性測定。

在開花前隨機(jī)標(biāo)記將要開花的花序，自開花前至花萎蔫分別取不同時(shí)期10朵花的雌蕊，將其浸入含有聯(lián)苯胺+過氧化氫反應(yīng)液（1%聯(lián)苯胺∶3%過氧化氫∶水=4∶11∶22（體積比））和3%過氧化氫的凹面載玻片中[6]觀察，根據(jù)柱頭周圍是否呈現(xiàn)藍(lán)色、有無氣泡及氣泡的多少來判斷柱頭可授性的有無和強(qiáng)弱。

2結(jié)果與分析

2.1花粉粒的形態(tài)特征

紫丹參花粉粒為橢圓形，長51.58～61.51 μm，平均57.04 μm，寬40.17～51.27 μm，平均46.45 μm，具6條萌發(fā)溝（圖1），萌發(fā)溝內(nèi)能看到萌發(fā)孔，表面具網(wǎng)孔狀雕紋。

2.2花粉活力變化規(guī)律

由圖2可以看出，紫丹參在開花前花粉就具有較高的活力為55.92%;花剛開放時(shí)稍有降低，花粉活力為46.08%，此時(shí)為紫丹參整個(gè)花期花粉活力最低值時(shí)期;花開放后花粉活力逐漸增強(qiáng)，至大部分花藥散粉時(shí)花粉活力達(dá)整個(gè)花期最強(qiáng)為90.86%;之后花粉活力逐漸減弱，但直至花冠脫落時(shí)仍有一定活力，為46.19%。

2.3紫丹參的柱頭可授性

由圖3可以看出，紫丹參在開花前柱頭是不具有可授性的，隨著花開放的程度柱頭開始具有可授性并且逐漸增強(qiáng)，至雄蕊開始萎蔫前柱頭可授性達(dá)到最強(qiáng)，隨后逐漸減低，但直至花冠開始萎蔫并脫落時(shí)柱頭仍具有可授性。

3結(jié)論與討論

通過掃描電鏡的觀察，可以看出紫丹參的花粉粒形態(tài)為橢圓形，長為51.58～61.51μm，寬為40.17～51.27 μm，根據(jù)花粉粒直徑大小分類，屬于小型花粉，表面具網(wǎng)孔狀雕紋符合蜂類傳粉的特征[7]。

紫丹參在花未開放時(shí)花粉開始具有活力，花粉活力在大多數(shù)花藥散粉時(shí)期達(dá)到最強(qiáng)，后期逐漸減弱，但在花冠開始萎蔫并脫落時(shí)期也具有一定活力，紫丹參整個(gè)花期一直具有如此強(qiáng)的花粉活力與其所處的野生環(huán)境息息相關(guān)。

柱頭可授性作為花朵成熟過程中的一個(gè)重要時(shí)期，它能在很大程度上影響自花傳粉率的高低、開花不同階段的傳粉成功率、雌性和雄性功能之間的相互干擾等[8]。紫丹參在開花前柱頭不具有可授性，隨著花的開放柱頭開始具有可授性并且逐漸增強(qiáng)，直至花冠開始萎蔫并脫落時(shí)柱頭仍具有可授性。

綜上所述，大多數(shù)花藥散粉時(shí)期是紫丹參授粉的最佳時(shí)期。這一時(shí)期，不僅花粉活力高，且柱頭具有較強(qiáng)的可授性。

自然界中大多數(shù)植物的花粉活力和柱頭可授性多保持在幾天至十幾天，紫丹參與普通的植物相比，其花粉活力和柱頭可授性保持的時(shí)間相對較長，可達(dá)幾個(gè)月之久，這是由于其生態(tài)環(huán)境所限制的。紫丹參生長的環(huán)境為高原草坡，處在高山地區(qū)的植物為了適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境條件必須采取一定的生殖策略來應(yīng)對其嚴(yán)酷的生長季節(jié)[9-10]，紫丹參在適生環(huán)境下，盛花期正處于其生境地高溫、少雨、干旱時(shí)期，這一時(shí)期傳粉昆蟲因氣候的原因也較少，對于這樣的情況紫丹參選擇通過較長的花粉活力和柱頭可授性的持續(xù)時(shí)間來完成傳粉，這對其有性生殖的順利進(jìn)行及種群的延續(xù)具有重要的意義。

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