多種薔薇屬植物花粉生活力的探究

李卉 韓禧 陳向前 商陽(yáng) 姜馬蘭

摘 要 以13種薔薇屬植物花粉為試驗(yàn)材料，分別采用常溫和冷藏的貯存方式保存花粉，再通過(guò)硼酸培養(yǎng)基測(cè)定其花粉生活力。結(jié)果表明，花粉生活力隨著保存時(shí)間的增加而降低，常溫保存12 d的花粉活性幾乎喪失;和常溫干燥環(huán)境相比，-18 ℃冷藏花粉的生活力下降較慢，花粉生活力更持久;13種薔薇屬植物中，粉暈香水月季、四季玫瑰和月月紅的花粉活性最高，是理想的遠(yuǎn)緣雜交父本選擇。

關(guān)鍵詞 薔薇;月季;遠(yuǎn)緣雜交

中圖分類號(hào)：S685.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.21.005

薔薇屬的植物多數(shù)是世界著名的觀賞植物，其中月季、玫瑰和薔薇為其代表植物。薔薇屬植物是我國(guó)重要的種質(zhì)資源，近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用薔薇屬植物進(jìn)行月季新品種的培育也得到了一定的成果[1]。遠(yuǎn)緣雜交是指不同種間屬間甚至親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的物種之間的雜交。遠(yuǎn)緣雜交在育種上的意義主要在于研究物種演化，創(chuàng)造新物種、改良舊物種、創(chuàng)造和利用雜種優(yōu)勢(shì)，因其后代變異程度較大，被用為育種中較最為常用的一種手段。但遠(yuǎn)緣雜交成功率低，獲得雜交種雜交苗的難度大，遠(yuǎn)緣雜種不育是很普遍的現(xiàn)象，而且遠(yuǎn)緣雜種的生活力一般低下，在很多情況下在胚胎期就死亡。所以在遠(yuǎn)緣雜交育種前有必要對(duì)花粉生活力進(jìn)行一定的測(cè)定和評(píng)估，這直接影響雜交育種的成功與否。在自然狀態(tài)下，月季花粉壽命較短，已有研究表明常溫下許多品種不超過(guò)5 d，在0～5 ℃恒溫冰箱冷藏的花粉活力可以保持10 d左右[2]，另外張顥等、周家杏等、王其剛等、楊攀等也對(duì)切花月季、微型月季等花粉進(jìn)行測(cè)定[3-6]?；诖耍ㄟ^(guò)對(duì)13種薔薇屬植物的花粉生活力進(jìn)行測(cè)定，篩選出花粉生活力強(qiáng)的品種，為以后月季的遠(yuǎn)緣雜交育種工作提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)在常州市園藝發(fā)展服務(wù)中心禮嘉月季基地進(jìn)行。所選試驗(yàn)材料涉及薔薇屬多個(gè)種及現(xiàn)代月季品種，見(jiàn)表1。晴朗天氣的9：00將試驗(yàn)品種未開(kāi)花蕾摘取，剝?nèi)セò?，花粉陰干后各收集于兩支離心管內(nèi)（放置干燥劑），一支常溫干燥保存，一支保存于-18 ℃的冰箱內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)試劑與儀器

試驗(yàn)試劑：蔗糖、H3PO4（硼酸）、瓊脂。

花粉生長(zhǎng)培養(yǎng)基：采用10%蔗糖溶液+H3PO4 100 mg·L-1+

1%瓊脂，pH值調(diào)節(jié)到5.6～6.2，分裝到培養(yǎng)皿中，高溫滅菌后冷卻備用。

試驗(yàn)儀器：NOVEL N300M顯微鏡、HDCE-X5N攝像頭、電磁爐、高溫滅菌鍋、冰箱冷藏柜、電熱培養(yǎng)箱。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同貯存環(huán)境對(duì)花粉生活力的影響

1 d、6 d、12 d時(shí)，取單瓣月季花和粉暈香水月季這2個(gè)月季品種常溫與冷藏的花粉分別置于培養(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設(shè)置為25 ℃。培養(yǎng)24 h后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。每組取3個(gè)視野，每個(gè)視野花粉總數(shù)不低于20粒，重復(fù)3次。

花粉生活力=×100%

1.3.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測(cè)

取少許薔薇屬植物花粉置于培養(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設(shè)置為25 ℃。培養(yǎng)24 h后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。統(tǒng)計(jì)方法同上。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏環(huán)境對(duì)薔薇屬植物花粉生活力的影響

在遠(yuǎn)緣雜交之前先對(duì)部分薔薇屬植物的花粉生活力進(jìn)行測(cè)定，本試驗(yàn)選用了常溫和-18℃冷藏兩種不同的貯存環(huán)境處理花粉，其花粉生活力表現(xiàn)見(jiàn)表2。

由表2可知，單瓣月季花的花粉活性整體不高（見(jiàn)圖1），花粉管發(fā)育受限，常溫與冷藏環(huán)境下花粉萌發(fā)率分別為14.17%和14.70%，相差不大;冷藏6 d后花粉萌發(fā)率為10.53%，常溫下花粉萌發(fā)率降幅明顯為7.70%;到第12 d時(shí)，常溫下的花粉幾乎喪失了活性，僅有個(gè)別的花粉能萌發(fā)，且花粉管變短，冷藏環(huán)境下的個(gè)別花粉仍然可以萌發(fā)，萌發(fā)率可以達(dá)到6.7%。粉暈香水月季花粉生活力較強(qiáng)，花粉管生長(zhǎng)很快（見(jiàn)圖2）;冷藏6 d后的花粉萌發(fā)率依舊可以保持在72.27%，但常溫花粉生活力幾乎折半為49.24%;12 d后常溫貯存的花粉僅有10.7%可以萌發(fā)，且花粉管變短。冷藏環(huán)境下的花粉萌發(fā)率可達(dá)35.73%，花粉管生長(zhǎng)速度減慢。

2.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測(cè)

選取的13種薔薇屬植物的花粉生活力差異性較大（見(jiàn)表3，圖3）。其中紅花金櫻子散粉很好，但花粉沒(méi)有任何生活力，不能作為雜交父本。粉花香水月季花粉中只有個(gè)別萌發(fā)僅為6.7%的萌發(fā)率，其自然結(jié)實(shí)能力也幾乎沒(méi)有，所以不適合作為遠(yuǎn)緣雜交的父本。濃香月月紅花粉生活力很低，而且失活很快，經(jīng)過(guò)12 d冷藏后喪失生活力，但其自然結(jié)實(shí)能力較強(qiáng)，可以選擇作為遠(yuǎn)緣雜交的母本。單瓣月季花花粉萌發(fā)率為14.73%，隨著時(shí)間的增加花粉生活力進(jìn)一步降低。變色月季花粉萌發(fā)率為21.11%，冷藏6 d后生活力迅速下降。海格變色、香粉蝶和節(jié)日禮花的花粉萌發(fā)率分別為：25.62%、25.74%和28.52%，差異較小。紫袍玉帶和雙黃的花粉萌發(fā)率為37.5%和40.61%，花粉適合作為父本使用。月月紅是很多歐洲月季品種的親本，其花粉生活力較高為60.13%。四季玫瑰花粉生活力為64.02%，花粉量大，是理想的父本選擇。粉暈香水月季花粉萌發(fā)率最高93.12%，除個(gè)別發(fā)育畸形不能發(fā)育，幾乎所有花粉均可萌發(fā)，且花粉管生長(zhǎng)迅速。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中采用的花粉培養(yǎng)基是結(jié)合前人的研究選定的，同樣的薔薇屬植物中，張紹鈴、張鮮鮮、王化幫等[7-9]研究表明：在10%蔗糖濃度下梨花、海棠花和李花花粉萌發(fā)率最高。楊攀等人也得出采用10%蔗糖條件下的懸滴液適宜于月季及薔薇的花粉萌發(fā)的結(jié)論[6]。本試驗(yàn)沒(méi)有選用懸滴液而是采用添加了瓊脂的培養(yǎng)基，是考慮環(huán)境濕度對(duì)培養(yǎng)液的影響，也為了培養(yǎng)24 h后方便顯微鏡觀察。本試驗(yàn)采用2種花粉保存方式，其中-18 ℃環(huán)境下，花粉活性降低速率較慢，可以保證在花期不遇的遠(yuǎn)緣雜交過(guò)程中花粉可以維持較高的生活力。一般試驗(yàn)證實(shí)所用花粉活力在8.0%以上，理論上只要有一條花粉管進(jìn)入柱頭，將精子送入胚囊中使其與卵核和極核結(jié)合，就能達(dá)到雙受精的目的[10]。在常溫下12 d后花粉活性基本上低于8%，而低溫保存的花粉可以使用15 d以上。

通過(guò)了解親本的花粉活力，從源頭上可減少雜交的盲目性，進(jìn)一步提高雜交結(jié)實(shí)率。13個(gè)薔薇屬植物中，粉暈香水月季的花粉萌發(fā)狀態(tài)最佳，不管是萌發(fā)率還是花粉管萌發(fā)長(zhǎng)度，都展示出這是一個(gè)優(yōu)秀的遠(yuǎn)緣雜交父本，不管是與木香、古老月季還是現(xiàn)代月季，它都有較強(qiáng)的親和性，它本身又有早花、勤花、異香及抗白粉病的優(yōu)秀特性，是后期遠(yuǎn)緣雜交的優(yōu)選品種。四季玫瑰是玫瑰品種中非單季開(kāi)花品種，因其多季開(kāi)花的特性，且擁有濃郁的大馬士革玫瑰香，四季玫瑰可以作為改良其他玫瑰開(kāi)花特性的父本選擇。月月紅作為最早流入歐洲，并對(duì)歐洲月季育種史有重要影響意義的中國(guó)古老月季品種，它可以作為雜交父本，但月月紅容易生白粉病，在雜交時(shí)最好選擇強(qiáng)抗白粉病的母本與之配對(duì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李智.月季遠(yuǎn)緣雜交研究（VI）[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2015.

[2] 李洪濤，陳海燕，李東偉，等.7個(gè)月季品種花粉活力的測(cè)定[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（8）：117-119.

[3] 張顥，唐開(kāi)學(xué)，李樹(shù)發(fā)，等.切花月季雜交結(jié)實(shí)性研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，2（3）：442-446.

[4] 周家杏，曾麗，陶懿偉，等.微型月季花粉生活力測(cè)定方法的研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2007，27（6）：574-577.

[5] 王其剛，張顥，蹇洪英，等.月季‘云粉，‘云玫的花粉活力和柱頭可授性研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（3）：458-461.

[6] 楊攀，王升，郭風(fēng)民，等.多個(gè)月季品種與薔薇的花粉生活力研究[J].河南科學(xué)，2015，8（33）：1329-1332.

[7] 張紹鈴，陳迪新，康瑯，等.培養(yǎng)基組分及pH值對(duì)梨花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2005，25（2）：225-230.

[8] 張鮮鮮，趙靜，李欣，等.不同品種（系）海棠花粉生活力的比較測(cè)定[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（2）：27-30.

[9] 王化邦.李不同品種花粉生活力的測(cè)定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，33（9）：1639-1656.

[10] 宋杰，王國(guó)良，金菁，等.金櫻子與現(xiàn)代月季遠(yuǎn)緣雜交的生殖生物學(xué)特性[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā)，2011，25（1）：19-24.

（責(zé)任編輯：劉寧寧）