外源物質(zhì)對(duì)蜂糖李及其授粉品種花粉離體培養(yǎng)活力的影響

高 倩，李 悅，張 毅，陳 紅

(1.貴州大學(xué)/貴州省果樹工程技術(shù)研究中心，貴陽(yáng) 550025； 2.貴州大學(xué)科技學(xué)院，貴陽(yáng) 550004；3.安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，貴州 安順 561000)

蜂糖李(P.salicinaFengtang plum)是貴州特色地方品種，其果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但由于蜂糖李自花坐果率較低，且花期較早，容易遭受早春低溫影響，導(dǎo)致生產(chǎn)上坐果率和產(chǎn)量雙低的問(wèn)題。花粉作為植物遺傳、育種、進(jìn)化和生殖的重要研究對(duì)象[1]，花粉萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響因素對(duì)生殖生物學(xué)研究具有重要意義；花期化控和人工輔助授粉是提高產(chǎn)量的有效途徑[2-4]。而目前關(guān)于蜂糖李的研究主要集中在栽培技術(shù)和果實(shí)品質(zhì)上[5-7]，關(guān)于花粉離體培養(yǎng)影響因素的研究尚未見報(bào)導(dǎo)。本試驗(yàn)對(duì)6個(gè)李品種的花粉離體培養(yǎng)影響因素進(jìn)行研究，旨在明晰促進(jìn)蜂糖李花粉萌發(fā)的因素，篩選花粉萌發(fā)率高的授粉品種，為蜂糖李生產(chǎn)上花期化控、人工輔助授粉和授粉樹的配置提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

材料取自貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院苗圃基地，其中蜂糖李、空心李、四月李為貴州地方品種，A 1、A 34、A 36為課題組收集的貴州地方李資源。采集蕾期的花朵，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室后采集花藥，放在恒溫箱內(nèi)散粉。待花粉完全脫離花藥后用80目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩過(guò)篩后，保存在干燥棕色小瓶?jī)?nèi)備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1最佳蔗糖濃度的篩選

以蔗糖、瓊脂、水為花粉萌發(fā)的基本培養(yǎng)基，以不含蔗糖的培養(yǎng)基為對(duì)照，設(shè)定4個(gè)蔗糖濃度梯度(5%、10%、15%、20%)進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.2最適硼酸濃度的篩選

以篩選出的蔗糖濃度作為花粉培養(yǎng)基的蔗糖濃度，設(shè)置7個(gè)硼酸濃度梯度(0.005%、0.01%、0.015%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%)進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.3最佳Ca2+濃度的篩選

將篩選出的蔗糖和硼酸濃度作為花粉培養(yǎng)基的蔗糖和硼酸濃度，設(shè)置4個(gè)鈣鹽濃度(0.01%、0.02%、0.03%、0.05%)進(jìn)行試驗(yàn)，篩選出最佳的花粉萌發(fā)培養(yǎng)基配方。

1.3 花粉培養(yǎng)方法

采用離體培養(yǎng)萌發(fā)法[8]測(cè)定花粉萌發(fā)率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析，Dcuncan新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔗糖對(duì)李花粉萌發(fā)的影響

6種李花粉在不同蔗糖濃度下的萌發(fā)率如圖1。由圖1可知，6種李在不同蔗糖濃度培養(yǎng)基上的花粉萌發(fā)率差異顯著(p<0.05)。蔗糖濃度在0～20%范圍內(nèi)，6種李都有花粉萌發(fā)，且A 1、A 34、蜂糖李、四月李4種李的萌發(fā)率隨著蔗糖濃度的增加呈先升高后下降的趨勢(shì)，空心李和A 36基本呈逐漸遞增的趨勢(shì)。其中濃度為10%時(shí)，A 1、蜂糖李和四月李的花粉萌發(fā)率最高，分別是對(duì)照(蔗糖濃度為0%)的1.57、5.70、1.72倍，且顯著高于其它濃度處理。A 34在濃度10%或15%時(shí)的萌發(fā)率差異不顯著(p>0.05)。而空心李和A 36花粉萌發(fā)對(duì)糖的需求大，濃度為20%時(shí)萌發(fā)率最高(13.51%、22.27%)。結(jié)果表明，蔗糖在李花粉萌發(fā)或萌發(fā)過(guò)程中起較大的促進(jìn)作用，但不同的李品種在花粉萌發(fā)時(shí)對(duì)蔗糖濃度的需求不一樣，而從萌發(fā)率和節(jié)約成本來(lái)綜合考慮，蔗糖濃度為10%較適宜。

圖1 蔗糖濃度對(duì)花粉萌發(fā)的影響

2.2 硼酸對(duì)李花粉萌發(fā)的影響

硼酸對(duì)6種李花粉萌發(fā)率的影響見表1。對(duì)6種李花粉萌發(fā)率在不同濃度處理間進(jìn)行差異顯著分析；結(jié)果表明，空心李、A 1、A 34、四月李、A 36萌發(fā)率在不同處理間均存在顯著差異，但蜂糖李不存在顯著差異。其中硼酸濃度為0.02%時(shí)，空心李、A 1、A 34花粉的萌發(fā)效果最好(萌發(fā)率分別為18.11%、52.72%、14.29%)；濃度為0.04%時(shí)，蜂糖李萌發(fā)最好(19.00%)；濃度為0.01%時(shí)，四月李萌發(fā)效果最好(62.76%)，但和濃度0.02%時(shí)的萌發(fā)率無(wú)顯著差異；濃度0.015%時(shí)，A 36萌發(fā)率最高(53.42%)，且和濃度為0.02%的萌發(fā)率無(wú)顯著差異。綜合分析認(rèn)為，0.02%硼酸為最佳的濃度。

2.3 Ca2+對(duì)李花粉萌發(fā)的影響

Ca2+對(duì)李花粉萌發(fā)率的影響結(jié)果見表2。A 1、A 34、四月李花粉萌發(fā)率在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%時(shí)最高(分別為32.55%、11.21%、57.36%)。而空心李萌發(fā)率在Ca2+濃度為0.03%時(shí)最高(40.95%)；蜂糖李萌發(fā)率在0.05%時(shí)最高(16.34%)；A 36萌發(fā)率在0.02%最高為18.38%。但蜂糖李和A 36在不同的Ca2+濃度處理間無(wú)顯著差異，綜合分析認(rèn)為，最適宜的Ca2+濃度為0.01%?；ǚ勖劝l(fā)最佳的培養(yǎng)基組分為10%蔗糖，0.02%硼酸，0.01%氯化鈣?；ǚ勖劝l(fā)率從高到低依次排序?yàn)椋核脑吕?空心李>A 1>A 36>蜂糖李>A 34，說(shuō)明蜂糖李的授粉樹應(yīng)該以四月李和空心李為佳。

表1 不同硼酸濃度對(duì)花粉萌發(fā)的影響

表2 不同Ca2+濃度對(duì)花粉萌發(fā)的影響

3 結(jié)論與討論

蔗糖作為能源物質(zhì)，能為花粉的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)提供能量，同時(shí)還可作為滲透調(diào)節(jié)物來(lái)維持細(xì)胞的滲透壓[9]。本研究表明，蔗糖可有效的促進(jìn)花粉萌發(fā)，且10%的濃度是促進(jìn)花粉萌發(fā)的最適濃度。這與馬杰等[10]、苗陽(yáng)等[11]、孫偉生等[12]的研究結(jié)果基本一致。而何莉等[13]在郁李上得出的結(jié)果卻顯示，促進(jìn)花粉萌發(fā)的最適糖濃度為20%，這可能與材料的不同有關(guān)系。

硼酸可增加糖的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和代謝[15,16]，同時(shí)還可作為Ca2+誘導(dǎo)劑引導(dǎo)胞外 Ca2+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，形成一個(gè)Ca2+濃度梯度促進(jìn)花粉管頂端生長(zhǎng)[14,15]，說(shuō)明硼酸和Ca2+在花粉的萌發(fā)和生長(zhǎng)過(guò)程中有很大的影響作用。結(jié)果表明，硼酸濃度為0.02%是促進(jìn)花粉管萌發(fā)最適宜的濃度，而趙文吉等[16]、安曉芹等[17]認(rèn)為，促進(jìn)花粉萌發(fā)最適硼酸濃度為0.01%；彭偉秀等[18]在晚熟李上發(fā)現(xiàn)，硼酸濃度為0.005%能有效促進(jìn)花粉萌發(fā)；魏國(guó)芹等[19]在甜櫻桃上發(fā)現(xiàn)，硼酸濃度為0.1%時(shí)花粉萌發(fā)效果最好。本研究與前人的研究結(jié)果有所不同，這可能是材料的不同以及硼酸在不同植物花粉上的吸收利用有較大差別造成的。

本研究表明，促進(jìn)李花粉萌發(fā)最適的Ca2+濃度為0.01%。而趙文吉等[16]認(rèn)為，Ca2+濃度為0.03%是促進(jìn)花粉管萌發(fā)和生長(zhǎng)的最適濃度；劉雪蓮[20]認(rèn)為，Ca2+濃度為0.015%是促進(jìn)花粉萌發(fā)最適宜的濃度。本研究與前人的研究結(jié)果略有不同，說(shuō)明不同的材料間影響花粉萌發(fā)的因素差別很大，不同的植物所需的最適Ca2+濃度不一致，太高或者太低都不利于花粉萌發(fā)。而影響花粉萌發(fā)的因素較多，溫度、濕度、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等都會(huì)很大程度上影響花粉的萌發(fā)和生長(zhǎng)情況，本試驗(yàn)只在糖源和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)上進(jìn)行了初步的研究，在溫度、濕度或其它方面的影響因素還有待進(jìn)一步研究。本研究表明，因蜂糖李坐果率低，花期化學(xué)調(diào)控時(shí)，以10%蔗糖、0.02%硼酸和0.01%的鈣鹽混合液作為初步參考，促進(jìn)蜂糖李坐果；而四月李和空心李由于萌發(fā)率較高，在生產(chǎn)上適宜做蜂糖李的授粉樹。