全 文 ：中 国 糖 料
Sugar Crops of China
2011 年
第 2 期
究研验试
文章编号：1007－2624（2011）02－0001－03
不同无性系斑茅开花特性和花粉贮藏条件的研究
杨 昆 1，应雄美 1，管永江 2，马 丽 1，吴才文 1
（1. 云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远 661600；
2. 云南省红河学院生命科学与技术学院，蒙自 661100）
摘 要：对 21 个斑茅无性系的开花特性和花粉萌芽率最高的 1 个无性系的花粉贮藏条件进行了研究。 结果表明：不
同无性系斑茅的抽穗期与原生地海拔呈显著正相关（r=0.7047）；开花类型大致可分为 6 类；云南境内 5 个斑茅花粉
量与花粉萌发率之间存在显著相关，花粉量越多，花粉萌发效果也较好。 硅胶干燥好于自然干燥和抽湿干燥，花粉含
水量控制在 10%以内、温度 2℃的条件下贮藏 10d 时仍有较高的萌发率。
关键词：斑茅；开花特性；花粉萌发；花粉贮藏
中图分类号：S566.101 文献标识码：A
亲本之间花期同步是进行有性杂交育种的前提和条件。 甘蔗及其近缘属种之间花期不遇，诸多优异种
质难以杂交利用，导致其育种基础狭窄、血缘单一，使甘蔗育种处于拥有大量种质资源的同时又被育种血缘
贫乏所困扰的被动局面[1]。
斑茅（S.arundinaceum）是多年生草本，属于甘蔗近缘属野生种。 以优异的抗性、强宿根性、耐粗生和广适
应性使其在甘蔗近缘属植物资源中占有重要地位，多年来，一直被甘蔗育种家们作为品种改良和突破性品
种培育的重要资源；但是，由于它的花期普遍较甘蔗亲本早 3～6 个月，使其优异特性的利用大打折扣。 多年
来，为寻求调节不同属种和杂交双亲花期一致的方法，甘蔗种质创新科技工作者进行不懈的努力。 近几十年
来发展起来的花粉低温贮藏技术，以少投入，高效率，有性杂交灵活方便，不受时间、地点、空间和自然条件
的限制等优点，引起了国内外育种工作者的高度重视，并进行了大量的研究[2－8]。 本文对不同地理来源斑茅的
抽穗开花习性进行观察并对花粉贮藏技术进行探索，以期为更多珍贵斑茅资源的有效利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以 21 份不同地理来源的斑茅无性系为材料，观察其抽穗开花特性，选取其中的无性系 2～4 条花穗作为
花粉供体，研究其花粉贮藏技术；所有斑茅无性系材料来源于云南省农科院开远甘蔗研究所国家甘蔗种质
资源圃。
1.2 试验方法
1.2.1 花穗及花药田间性状观察 自 7 月中旬起，观察 21 份斑茅无性系，以最先抽穗的斑茅无性系花穗抽
出 5cm剑叶时的日期为初始日期，观察、记录各个无性系包括从抽穗初期到抽穗末期的时间、完全抽穗后的
花穗长度。
1.2.2 花粉收集及统计 斑茅盛花期在 7 月下旬至 10 月上旬，于每日下午 4 时至 5 时，观察斑茅无性系开
花情况，选择其中抽穗 2/3但未盛开的斑茅花穗无性系材料，剪取单株穗茎（带叶片）带回室内进行自来水养
茎，每个无性系材料取 2～4 条花穗，于次日 8—9时收集花粉。
（1）花粉量测定采用同心圆法 [3]：将盛开的花穗悬于洁净光滑的蓝色硬纸上，轻轻抖动，收集花粉，去除
花药壁等杂质后，将花粉均匀摊平于白色硬纸的固定区域（半径分别为 1、2、3、4cm 的同心圆）内评级，分别
评为“少”、“中”、“多”、“很多”4级（同心圆法）。
（2）花粉量测定采用血球计数器法 [9]：取斑茅不同无性系的 1～2 个花穗，采集充分成熟、饱满、未开裂的
花药 90枚，平均放入清洗干净的 3个 IP管中，自然干燥。 待花粉充分散出后，每瓶滴入 1%六偏磷酸钠溶液
1mL，加盖充分摇匀，使花粉呈悬浮状态。 然后吸取 2～3滴悬浮液滴于血球计数板（16×25规格），显微镜下观
察 400个小方格的花粉粒数。 每个材料重复 9次，取平均值，经换算得出各材料每个花药花粉数量（N）：
收稿日期：2010－11－05
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（nycytx-024-01-03）；农业部行业专项（3-9）；
科技支撑计划项目（2007BAD30B02）； 农林动植物育种工程(2006BAD01A06-4-1)。
作者简介：杨 昆（1978-），女，云南省曲靖市人，研究实习员，硕士，主要从事甘蔗遗传育种工作。 E-mail: kyang1978@163.com
通讯作者：吴才文（1963-），男，研究员，云南省农业科学院甘蔗研究所，研究方向：甘蔗遗传育种。
1
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N=（400小方格内花粉数×10000×1）/30
1.2.3 花粉可育率的测定 将收集到的斑茅无性系花粉，分别撒在载玻片上，滴上少量的碘液，置于显微镜
（10×40）下观察。 凡是花粉粒成球形且被染成蓝褐色的可视为有活性的花粉，而呈三角形的或皱缩且未被染
色或染色很浅的为没有活性的花粉。 连续观察 3个视野，平均后计算斑茅花粉的可育率。
可育率（%）=视野中被染色的花粉粒数/视野中所有的花粉粒数×100%。
1.2.4 花粉干燥及含水量的测定 测定花粉含水量时，将收集到的斑茅无性系花粉转移至洁净干燥的培养
皿内，摊平，分别进行常温下 3 种不同干燥处理：自然干燥、硅胶干燥、抽真空干燥，干燥时间分别定为 0、
0.5h、1h、2h、3h，然后用 MA100型红外水分测定仪（德国 Sartorius）测定各处理花粉的含水量。
1.2.5 干燥处理低温贮藏后花粉活性的检测 将上述部分干燥处理后的斑茅无性系花粉转入洁净干燥的
1.5mL 的离心管中，用石蜡进行封存后，放入冰箱中进行不同低温处理（2℃、-20℃、-70℃）的贮藏试验，10d
后再用培养法测定各处理花粉的生活力。 用培养法检测经不同干燥处理的斑茅花粉的生活力，即：在凹型载
玻片上滴 1滴培养液 (100mL蒸馏水+15g蔗糖+0.05g硼酸+0.03g硝酸钙+0.01g硝酸钾+0.02g 硫酸镁+0.5 琼
脂）[5,10-11]，然后用毛笔蘸斑茅花粉，在有培养液的载玻片上均匀撒上斑茅花粉，将玻片放入垫有湿润滤纸的培
养皿中，放入 26±2℃的恒温恒湿的培养箱中培养 1~2h 后，置于显微镜下观察花粉管的萌发情况。 每个处理
连续观察 5个视野，最后统计出各处理的花粉萌发率。
3 结果与分析
3.1 斑茅抽穗开花特性的差异
斑茅的开花特性受原生地及海拔
高度的影响较大。 从表 1可以看出不同
无性系斑茅的抽穗期、开花类型、花粉
量、花粉活性都存在较大的种内及地域
差异。 对表 1数据进行相关性分析表明
抽穗期与原生地海拔高度呈显著正相
关，相关系数为 r= 0.7047**。 而其性状
皆表现出一定的负相关，但相关性不明
显，花穗长度与原生地海拔相关系数为
r=﹣0.081，花粉活性与原生地海拔间相
关系数为 r=﹣0.378， 花粉活性与花穗
长度相关系数为 r=﹣0.228。 从开花类
型看，可分为 6 类，一类为全抽出后开
花，占 28.57%；二类为抽出 2/3 即开花，
占 4.76%； 三类为抽出 1/2 即开花，占
9.5%；四类为抽出 1/3 即开花，占 23.8%；五类为抽出 1/5 即开花，占 28.57%；六类为抽出即开花，占 4.76%。
从数据上看，全抽出后开花和抽出 1/5即开花占了大部分，今后杂交利用时对花粉的采集可依据开花类型进
行调整，使采集的花粉萌发率达到最大。
3.2 花粉量与花粉活性的关系
研究花粉量与花粉萌发率之间的关系将有利于提
高斑茅杂交利用的授粉效率。 在检测花粉量时，21 个
斑茅无性系材料全部采用同心圆法， 取其中 8 个无性
系材料进行血球计数法，相比同心圆法测量，血球计数
板能精确测量花粉粒个数， 而同心圆法在实际操作中
更简便、直接反映花粉量多少。 分析表 2 发现，在同一
省份（如云南）不同海拔下，不同斑茅无性系材料的花
粉量与花粉萌发率之间存在显著相关（r=0.7077**），说
2
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杨 昆，等：不同无性系斑茅开花特性和花粉贮藏条件的研究第 2 期
明云南斑茅无性系花粉的活性随着花粉量的增加而增大；随着海拔的增加，斑茅花粉量有减少的趋势；其余
地区的斑茅因材料数太少，暂不能进行规律性总结。
3.3 不同干燥处理及低温贮藏对斑茅花粉生活力的影响
研究斑茅花粉在不同干燥处理及低温贮
藏下的生活力差异将有利于筛选出适合斑茅
花粉贮藏的有利条件，提高斑茅杂交利用的效
率。以斑茅（云南 82-69）花粉为试验材料，比较
不同干燥处理、不同低温贮藏条件对斑茅花粉
萌发率的影响。 从表 3可以看出：（1）贮藏前的
斑茅花粉生活力随着干燥时间的延长而降低，
在自然条件下干燥 3h， 斑茅花粉生活力降到
1.42%； 硅胶干燥 3h， 斑茅花粉生活力降到
2.24%，相比之下，抽湿干燥效果较明显，但对
花粉细胞的损伤也是最大的，干燥 3h 后，斑茅
花粉没有生活力。 （2）斑茅花粉含水量随干燥
时间延长而降低，比较 3 种干燥方式，抽湿干燥比硅胶干燥和自然干燥能更快地降低斑茅花粉含水量，硅胶
干燥好于自然干燥。 （3）贮藏前含水量的多少是影响斑茅花粉在贮藏过程中活力好坏的一个重要因素，因抽
湿干燥对细胞伤害较大，造成在低温贮藏过程中花粉没有生活力。 在本试验中，比较自然干燥和硅胶干燥斑
茅花粉后的贮藏效果，含水量在 4.3%～6.6%之间，贮藏 10d的花粉有一定的活性。 （4）在相同贮藏天数下，比
较 3种低温（2℃、-20℃、-70℃）贮藏下花粉活力的下降比率，随着温度的降低，花粉活力也在逐渐地下降，相
比之下，硅胶干燥 2h后，在 2℃下贮藏花粉活力下降比率最低，仅为 28.0%，其余低温贮藏的花粉活力下降比
率都在 40%以上，说明斑茅花粉经硅胶干燥 2h后在 2℃的低温贮藏效果较其它方式处理的要好。
4 讨论
（1）来源低海拔斑茅无性系材料的抽穗期较高海拔的斑茅无性系的抽穗期短，这与李富生 [5]对蔗茅无性
系的研究结果一致；说明低海拔区的温度较高，条件适宜，从而缩短了斑茅的抽穗开花时间；来自较高海拔地
区的斑茅，由于温度较低，为了使自己能够在最适合的时机繁衍后代，它必须在不利的条件下，尽量延长自己
的抽穗开花期，从而保证物种的延续。
（2）本试验中较好的低温贮藏条件为硅胶干燥 2h，含水量在 4.3%～6.6%，在 2℃的低温条件下贮藏，这与
前人研究其他植物花粉低温贮藏时含水量降到 10%以下的结果一致[12]；花粉含水量越高，进行冷冻时越容易
形成冰晶，使细胞膜受损，花粉死亡率就越高，不能达到贮藏的目的[2]。
（3）本文对不同无性系斑茅的开花习性及花粉贮藏条件进行了观察和初步探索，如果让斑茅花粉在相对
长的贮藏时间下，达到最大的活性，今后还需做更加深入的研究。
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Study on Pollen Storage Condition and Flowering Characteristics
of S. arundinaceum Clones
YANG Kun1, YING Xiong-mei1, GUAN Yong-jiang2, MA Li1, WU Cai-wen1
(1. Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,
Kaiyuan 661600, China; 2. College of Life Science and Technology of Honghe University, Mengzi, Yunnan 661100, China
Abstract: Twenty-one clones of S. arundinaceum and one clone of the highest germination ratios were used to
measure the flowering characteristics and pollen storage condition. The results showed that the heading period of
the clones of S.arundinaceum was significantly correlated with altitude of original place (r=0.7047**). There were
six types of the flowering of S.arundinaceum. It was significantly correlated between pollen amount and pollen
germination rate on different altitudes of Yunnan province. The more pollen amount, the better pollen
germination. The silica gel was superior to natural drying and dehumidify drying. Moreover, there were the higher
germination ratios when the pollen moisture content was less than 10% and the pollen stored under 2℃.
Key words: S.arundinaceum; flowering characteristics; pollen germination; pollen storage;
的主要因素之一，含糖率随施氮量增加而降低，因此，就产糖量而言，其最佳施氮量应比获得最高产量的施氮
量低一些[5]，这与本研究结果相一致。 甜菜全生育期磷的分配规律表明，生育中前期地上部磷代谢最活跃，磷
的分配以叶丛为主，促进地上部的生长。 生育中期后，根部磷代谢活动增强、磷向根部的分配率增加，促进块
根增长和糖分累积[6]。 70年代末，有人提出钾肥能明显提高甜菜根中含糖率，并在 1988—1990年多点试验中
进一步验证了这一观点[7]。 本试验在氮磷最佳施肥水平下，适当增加钾肥的用量，有利于甜菜含糖率的提高。
本研究对甜菜氮磷钾施用量进行优化调控， 甜菜的最大产量达到 80458.33 kg/hm2， 比无肥区增产
44.94%，最大产糖量达到 12978.47 kg/hm2，比无肥区增产 38.97%（表 1）；根据一元二次效应方程式，获得最
佳产量、最佳产糖量的 N∶P2O5∶K2O分别是 1∶1.4∶1 和 1∶1.7∶1，表明合理配施氮、磷、钾肥，有利于提高甜菜的产
量、产糖量及投入产出比，这与前人研究基本一致。
本试验仅对甜菜的产量、含糖率及产糖量进行了研究，对甜菜全生育期养分吸收规律、中微量元素需求
特性及营养元素对品质影响的研究仍欠缺。 因此，为了深入了解甜菜生长发育需肥特性，制定合理的肥料施
用时期及施用比例，仍是当前甜菜施肥工作研究的重点。
参考文献：
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Effects of N, P, K Fertilizer Application and Recommendation for Sugerbeet
HUANG Chun-yan, SU Wen-bin, FAN Fu-yi, ZHAN Yao-dong, et al
(Inner Mongolia Academy of Agriculture and Stockbreeding Sciences, Huhhot 010031, China)
Abstract: Based on the “3414” fertilizer experimental design, the experiment was conducted to determine the
effects of N, P and K fertilizer application and recommendation for sugarbeet. The results showed that the rational
ratio of N, P and K improved the sugarbeet yield, content and input-output ratio. The maximum root yield of
sugarbeet was 80458.33 kg/ha and increased by 44.94% ; the maximum sugar yield was 12978.47 kg/ha and
increased by 38.97%, in comparison with the non-fertilizer application. By establishing the fertilizer response
equation, the optimum ferterlizer ratios of root yield and sugar yield of sugarbeet were as (N∶P2O5∶K2O) 1∶1.4∶1 and
1∶1.7∶1, respectively.
Key words: sugarbeet; N, P, K fertilizers; root yield; sugar content
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