不同活力花粉與其內(nèi)含物及水分含量變化及相關(guān)性

徐葉挺，張校立，木巴熱克·阿尤普，代培紅，郭丁，龔鵬

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所/農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】花粉是高等植物的雄配子體。它在有性繁殖中傳遞著雄性親本的遺傳信息?；ǚ凼侵参镞z傳、育種、進(jìn)化、生殖等研究的重要對象[1]?；ǚ凵盍κ腔ǚ劬哂写婊?、生長、萌發(fā)或發(fā)育的能力[2]。分子水分及內(nèi)含物與花粉活力的關(guān)系，對于研究花粉貯藏條件的選取具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】硫甙是植物中一類重要的次生代謝產(chǎn)物，硫甙及其降解產(chǎn)物有抗真菌及細(xì)菌的能力，能有效地抑制病蟲害[3,4]。據(jù)張洪偉等[5]報(bào)道-20℃與-70℃長期儲藏后桂花花粉活力無差異，均可用于長期保存花粉。王小敏等[6]研究發(fā)現(xiàn)在含水量為 14.13%時(shí)，黑莓花粉其花粉的耐貯藏性最好。【本研究切入點(diǎn)】蜂花粉蛋白質(zhì)10%～40%，糖和脂肪在干花粉中占25%～48%[7,8]。分析不同活力花粉內(nèi)含物及水分含量相關(guān)性，研究不同花粉活力下內(nèi)含物含量的變化規(guī)律?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同活力花粉內(nèi)含物與水分變化規(guī)律，分析花粉活力與內(nèi)含物及含水量之間的關(guān)系，為花粉貯藏條件選取提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以2017年3月安徽碭山縣果豐紅花粉有限公司當(dāng)年生產(chǎn)梨花粉為材料，將200 g花粉混合后封裝在20個(gè)紙質(zhì)包裝中，放在4℃下貯藏。以6月7日為起點(diǎn)(0 d)、6月14日(7 d)、7月4日(27 d)、7月20日(43 d)與8月11日(65 d)。將20個(gè)花粉樣品取出室溫蘇醒6 h后，進(jìn)行近紅外光譜掃描及花粉活力測定。測定完成后繼續(xù)放入4℃下貯藏。

1.2 方 法

1.2.1 脂肪、硫甙、含水量及蛋白質(zhì)測定

用丹麥FOSS公司生產(chǎn)的NIRSystems Lab 5000型近紅外分析儀，進(jìn)行脂肪、硫甙、含水量與蛋白質(zhì)含量測定。

1.2.2 檢測花粉活力

稱取1 mg硼酸、1 g瓊脂、10 g蔗糖與90 mL水放入燒杯中，在沸水中溶化，冷卻后加水至100 mL備用。取出備用培養(yǎng)基溶化后，用吸管滴少許均勻涂布在載玻片上，放入墊有濕潤試紙的培養(yǎng)皿中。將花粉灑落在涂有培養(yǎng)基的載玻片上，然后將載玻片放置于墊有濕濾紙的培養(yǎng)皿中，25℃左右的恒溫箱中孵育，4 h后在顯微鏡下拍照統(tǒng)計(jì)其萌發(fā)率。

用膠頭滴管吸取適量溶化的培養(yǎng)基，滴于載玻片上，用發(fā)絲蘸取花粉均勻布在冷卻后的培養(yǎng)基上，載玻片置于黑暗、保濕、溫度25℃的溫箱中培養(yǎng)4 h后，在顯微鏡下拍照，根據(jù)拍照視野，計(jì)算花粉萌發(fā)率。

萌發(fā)率=(萌發(fā)的花粉數(shù)/觀察花粉總數(shù))×100%.

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用statistica5.0對梨花粉不同時(shí)間測定的活力值進(jìn)行方差分析，SPSS17.0進(jìn)行相關(guān)性分析脂肪、硫甙、含水量、蛋白質(zhì)與花粉活力之間的相關(guān)性，制圖以O(shè)riginPro8.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨花粉不同貯藏期下活力差異

研究表明，在4℃貯藏下，隨著貯藏期的延長，花粉活力呈下降趨勢。梨花粉在不同的貯藏時(shí)間后，其平均花粉活力分別為70.6%、60.3%、57.1%、53.2%與34.1%。從開始貯藏活力的70.6%下降到34.1%，活力下降了52%，且不同貯藏花粉活力相互差異均顯著。圖1

圖1 不同貯藏期下花粉活力差異
Fig.1 Pollen viability significant differences under different storage periods

2.2 梨花粉不同活力下蛋白質(zhì)變化差異

研究表明，隨著花粉活力的下降，花粉中的總蛋白質(zhì)含量的增加?；ǚ墼诓煌瑫r(shí)間貯藏后，其平均花粉蛋白含量分別為42.21、43.70、44.13 、44.39、44.70與44.64 mg/g。從開始貯藏活力蛋白質(zhì)的42.21 mg/g增加到44.64 mg/g，蛋白質(zhì)增加2.43 mg/g，增加5.8%，且不同貯藏花粉活力時(shí)的蛋白含量相互差異均顯著。圖2

2.3 梨花粉不同活力下脂肪變化差異

研究表明，隨著花粉活力的下降，花粉中的總脂肪含量呈鋸齒狀?；ǚ墼诓煌瑫r(shí)間儲藏后，其平均花粉脂肪含量分別為28.80、29.16、28.60、28.48、28.25與28.79 mg/g。不同貯藏花粉活力時(shí)的脂肪含量相互差異均顯著。圖3

2.4 梨花粉不同活力下硫甙變化差異

研究表明，隨著花粉活力的下降，花粉中的硫甙含量呈鋸齒狀?；ǚ墼诓煌瑫r(shí)間儲藏后，其平均花粉硫甙含量分別為61.33、54.45、53.40、51.89與51.97 mg/g。除貯藏43 d與65 d的硫甙含量無顯著差異，不同貯藏花粉活力時(shí)的硫甙含量相互間差異均顯著。圖4

2.5 梨花粉不同活力下水分變化差異

研究表明，隨著花粉活力的下降，花粉中的含水量呈上升趨勢。花粉在不同的時(shí)間儲藏后，其平均花粉含水量分別為12.44%、12.86%、13.37%、13.64%、13.97%與13.67%。不同貯藏花粉活力下的含水量相互間差異均顯著。圖5

圖2 蛋白質(zhì)含量變化
Fig.2 Changes of protein content

圖3 脂肪含量變化
Fig.3 Change in fat content

圖4 硫甙含量變化
Fig.4 Change of glucosinolate content

圖5 含水量變化
Fig.5 Change of water content

2.6 梨花粉活力與內(nèi)含物相關(guān)性

研究表明，碭山梨花粉活力與脂肪、硫甙、含水量與蛋白質(zhì)之間均有相互關(guān)系，其相互關(guān)系均為極顯著相關(guān)(1%水平上顯著相關(guān))。極顯著相關(guān)中有2組是正相關(guān)，2組是負(fù)相關(guān)。2組正相關(guān)分別為花粉活力與脂肪r為0.623**，花粉活力與硫甙r為0.813**；2組負(fù)相關(guān)分別為花粉活力與含水量r為-0.886**，花粉活力與蛋白質(zhì)r為-0.807**。正相關(guān)表明，隨著花粉活力的降低脂肪與硫甙含量也相應(yīng)降低，負(fù)相關(guān)表明，隨著花粉活力的降低含水量與蛋白質(zhì)含量增加。表1

表1 脂肪、硫甙、含水量與蛋白質(zhì)等花粉內(nèi)含物的相關(guān)性Table 1 Correlation of fat,glucosinolate,water content and protein in pollen

注：**0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)
Note:**0.01 level (bilateral) significant correlation

3 討 論

花粉在貯藏期間持續(xù)不斷進(jìn)行呼吸等新陳代謝活動，同時(shí)消耗有機(jī)酸和可溶性糖等營養(yǎng)物質(zhì)，花粉中所含有的蛋白質(zhì)、酶、核酸及其它的物質(zhì)在儲藏的過程中極易變性，導(dǎo)致花粉的生活力下降直至喪失。花粉活力可通過花粉中過氧化物酶的活性，呼吸代謝中的還原酶，花粉粒內(nèi)的淀粉著色，花粉體內(nèi)的酯酶作用能產(chǎn)生熒光的極性物質(zhì)熒光素，脫氫酶的活性，花粉管長度來判斷花粉的生活力。這些花粉活力測定的實(shí)質(zhì)可能是花粉在呼吸作用或者其它的生命活動中，進(jìn)行能量的傳遞與轉(zhuǎn)化，其保持活力的物質(zhì)在低溫下可以緩慢的降解或者轉(zhuǎn)化。生命勢能在貯藏時(shí)間的加長而出現(xiàn)損耗。作為一個(gè)帶有遺傳物質(zhì)的單元，自我啟動的能力降低以至于不能萌發(fā)而死亡。伴隨著花粉活力隨著貯藏時(shí)間的延長而降低的這一生理現(xiàn)象背后，是花粉中內(nèi)部某一種或者幾種代謝途徑的進(jìn)行?；ǚ刍盍εc脂肪、硫甙、含水量與蛋白質(zhì)之間均有相互關(guān)系。

4 結(jié) 論

隨著花粉活力的下降，花粉中總蛋白質(zhì)含量的增加，總脂肪含量呈鋸齒狀，硫甙含量呈鋸齒狀，含水量呈上升趨勢。花粉活力與脂肪、硫甙、含水量與蛋白質(zhì)之間有相互關(guān)系，花粉活力與脂肪r為0.623**，花粉活力與硫甙r為0.813**；花粉活力與含水量r為-0.886**，花粉活力與蛋白質(zhì)r為-0.807**。脂肪、硫甙與花粉活力正相關(guān)，含水量、蛋白質(zhì)與花粉活力呈負(fù)相關(guān)，長期花粉儲藏時(shí)干燥降低花粉呼吸代謝。