君子蘭花粉活力鑒定與柱頭可授性研究

岳玲，趙興華，馮秀麗

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，遼寧沈陽 110161）

君子蘭（Clivia miniata）屬石蒜科（Amaryllidaceae）君子蘭屬（Clivia spp.）多年生常綠花卉，原產(chǎn)南非。其株型端正，葉片對稱，聚傘型花序，花色艷麗，花期長，不僅可做盆花，在切花上也有應(yīng)用。目前，雜交育種是培育君子蘭新品種的主要途徑，但在自然條件或人工授粉情況下，存在自交、雜交不親和，坐果率較低，并存在坐果后果實(shí)不能正常膨大，難以獲得種子等現(xiàn)象[3]。為探索君子蘭結(jié)實(shí)率低的原因，需要對花粉活力和花柱頭可授性進(jìn)行測定。目前，已有學(xué)者對花粉活力測定和花柱頭可授性作了大量的研究工作[4-10]，但關(guān)于君子蘭花粉活力檢測方法較少。該研究以君子蘭花粉和柱頭為試驗(yàn)材料，比較TTC、I2-KI、亞甲基藍(lán)、醋酸洋紅、卡寶品紅5 種染色法和離體培養(yǎng)法，確定君子蘭花粉活力有效測定方法和柱頭可授性時間，為君子蘭生物學(xué)研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所日光溫室的5 年生君子蘭“鞍山蘭”，正常栽培管理。試驗(yàn)于 2020 年 4 月 13—17 日進(jìn)行。

1.2 方法

1.2.1 花粉染色法。采用TTC、I2-KI、亞甲基藍(lán)、醋酸洋紅、卡寶品紅5 種染色法測定君子蘭花粉生活力。從單花開放第1 天開始采集花粉，將不同開放天數(shù)的花藥分別置于2 mL 的離心管中，將盛有同一時期花粉的離心管中分別滴加TTC、I2-KI、亞甲基藍(lán)、醋酸洋紅、卡寶品紅染液，蓋上蓋子，搖晃均勻后，放置在28℃恒溫箱中，30 min 后從各離心管中，用膠頭滴管吸取已染色的花粉置于干凈載玻片上，蓋上蓋玻片，室溫下靜置后，在顯微鏡下觀察并分別統(tǒng)計(jì)有活力和無活力的花粉數(shù)。

1.2.2 離體萌發(fā)法。具體參考陳清健[10]方法。

1.2.3 柱頭可授性檢測。采用聯(lián)苯胺-過氧化氫法檢測柱頭可授性方法[10]，共檢測單花柱頭100 個。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個個體不同開花天數(shù)，同種染色方法均統(tǒng)計(jì)花粉粒300 個以上，每種方法進(jìn)行3 個重復(fù)樣本處理，采用Excel 2007 和SPSS 19.0 軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同染色法測定君子蘭花粉活力

通過I2-KI 染色法進(jìn)行測定，深色的花粉粒具有的活力最強(qiáng)，淺色的次之；未有染色效果或者是無變化的花粉粒不具有活力（圖1A）。開花后1～7 d，測得7 個個體的平均活力為71.39%～89.59%（表1）。通過醋酸洋紅染色法進(jìn)行測定，深紅色的花粉粒具有較強(qiáng)活力，淺紅色的次之，未染色或無變化的花粉粒不具有活力（圖1B）。開花后1～7 d，測得7 個個體的平均活力為71.21%～88.61%（表2）。通過卡寶品紅染色法進(jìn)行測定，紫紅色的花粉粒具有較強(qiáng)活力，淺紅色的次之，未染色或無變化的花粉粒不具有活力（圖1C）。開花后1～7 d，測得7 個個體的平均活力為76.81%～89.91%（表3）。試驗(yàn)結(jié)果表明：3 種染色方法都能對君子蘭花粉活力進(jìn)行測定，開花3～4 d 花粉活力最強(qiáng)，隨著開花時間的推移，花粉活力逐漸下降。TTC 染色法均未使君子蘭花粉染色（圖1D）。亞甲基藍(lán)染色法將君子蘭花粉均染成藍(lán)色，未成熟和敗育花粉也著色（圖1E）。

表1 采用I2-KI 染色法對花后1～7 d 花粉活力測定 %

表2 采用醋酸洋紅染色法對花后1～7 d 花粉活力測定 %

表3 采用卡寶品紅染色法對花后1～7 d 花粉活力測定 %

2.2 離體培養(yǎng)法鑒定君子蘭花粉活力

花粉管長度等于或長于花粉直徑1/2 時算作萌發(fā)，對其萌發(fā)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算萌發(fā)率。培養(yǎng)6 h后花粉管已經(jīng)生長變長（圖1F）。開花后1～7 d，離體培養(yǎng)萌發(fā)法測得的7 個個體的萌發(fā)率為59.21%～82.74%，平均萌發(fā)率為63.43%～77.82%，所有個體的花粉活力都比較高（表4）。

2.3 不同測定方法花粉活力的比較

開花后1～7 d，4 種方法測定的花粉活力變化趨勢基本一致。以離體萌發(fā)法為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)3種染色法的結(jié)果均高于離體萌發(fā)法。以離體萌發(fā)法為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)I2-KI 染色法、醋酸洋紅染色法和卡寶品紅染色法的結(jié)果均高于離體萌發(fā)法。在1%極顯著水平上，離體萌發(fā)法與I2-KI 染色法和卡寶品紅染色法差異極顯著，與醋酸洋紅染色法差異不顯著（表5）。

2.4 不同天數(shù)君子蘭柱頭可授性測定

從圖2 可以看出，通過聯(lián)苯胺-過氧化氫法對君子蘭花柱頭進(jìn)行可授性測定。綜合對比，可以得出君子蘭花在開花第1 天的柱頭周圍有少量氣泡，柱頭具有可授性，隨著開花天數(shù)的增加，開花3～4 d，可見柱頭染藍(lán)色，有大量氣泡在柱頭周圍出現(xiàn)，可授性達(dá)最高，開花第5 天后柱頭可授性逐漸減弱，到開花第9 天時就基本表現(xiàn)為不具備可授性（表6）。

圖1 6 種方法檢測的花粉活力

表4 采用離體萌發(fā)法花后1～7 d 花粉萌發(fā)率測定 %

表5 4 種方法檢測的花粉活力結(jié)果比較 %

3 結(jié)論與討論

圖2 聯(lián)苯胺-過氧化氫法顯微鏡下君子蘭柱頭氣泡及染色情況（×40）

該研究采用的5 種染色法測定發(fā)現(xiàn)，除I2-KI 染色法、醋酸洋紅、卡寶品紅染色法外的2 種染色法均不適于君子蘭花粉活力的測定，TTC 染色法未使君子蘭花粉染色，可能是花粉呼吸產(chǎn)生的脫氫酶較少，不足以與TTC 反應(yīng)變色；亞甲基藍(lán)染色法將君子蘭花粉均染成藍(lán)色，未成熟和敗育花粉也著色，可能是因?yàn)榫犹m花粉內(nèi)存在其他可以使亞甲基藍(lán)呈現(xiàn)藍(lán)色的物質(zhì)，所以此方法不能區(qū)分君子蘭未成熟和敗育花粉。建議I2-KI 染色法、卡寶品紅染色法、醋酸洋紅染色法和離體萌發(fā)法結(jié)合使用，可有效準(zhǔn)確鑒定花粉活力。

表6 君子蘭開花后不同天數(shù)的柱頭可授性

君子蘭在開花的第1 天柱頭就已有可授性，柱頭可授期可以保持到開花后4 d 左右，隨著開花時間的增加，柱頭可授性都在一個較低的水平。但該研究也存在一定局限性，比如花期時間長短與花期內(nèi)的天氣因素等。