全 文 ：北方园艺 2010(16):129 ～ 131 ·生物技术 ·
第一作者简介:许玉凤(1970-),女 ,辽宁沈阳人, 博士 ,副教授 ,现
主要从事花卉育种和植物抗逆性的研究工作。
收稿日期:2010-04-12
鸢尾属植物花粉活力和柱头可授性的研究
许玉 凤1 , 韩 　静1 , 海 　风2 , 宋 　哲2 , 何菲 菲3
(1.沈阳农业大学, 辽宁沈阳 110161;2.沈阳市植物园 , 辽宁 沈阳 110163;3.辽宁省汤河水库管理局,辽宁 沈阳 111008)
　　摘　要:用花粉培养法 、TTC和醋酸洋红染色法测定了 4种鸢尾花粉的活力和寿命 ,并用联
苯胺-过氧化氢法测定了其柱头的可授性 ,观察柱头分泌粘液情况和花期。结果表明:TTC法和
醋酸洋红染色法均不稳定 ,培养法最适合鸢尾花粉活力的测定;鸢尾植物的花粉寿命短 ,仅为
24 h左右;柱头可授性能持续8 ～ 36 h ,柱头可授性强时 ,其分泌粘液量较大。鸢尾植物花期短 ,
雄蕊成熟期比雌蕊早 ,且花粉寿命短 ,在时间上有生殖隔离。
关键词:鸢尾;花粉活力;柱头可授性;柱头分泌物;联苯胺-过氧化氢检验
中图分类号:S 682.1+9　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2010)16-0129-03
　　鸢尾属(Iris spp.)植物是世界著名的观赏花卉之
一 ,在全世界有 300种以上 ,我国约有 60个种 、13个变
种及5个变型 ,主要分布在西南 、西北及东北地区[ 1] 。该
属植物普遍具有适应性强、耐瘠薄 、管理粗放的特点 ,能
够满足大面积园林绿化要求。国外鸢尾属植物杂交育
种工作起步非常早 ,除传统杂交育种外 ,胚培养、体细胞
杂交选育及农杆菌介导的转基因育种也获得了成功应
用 ,并且育出许多新品种。尽管我国鸢尾植物资源极其
丰富 ,但由于国内对鸢尾植物育种工作起步较晚 ,目前
仍处于少部分直接利用或几乎尚未开发改良的利用状
态 ,许多园艺品种都是从国外引进[ 2] 。
花粉活力与寿命及柱头可授性的研究已引起不少
学者的重视并做了大量的研究工作[ 3-6] 。但有关鸢尾属
植物花粉活力及柱头可授性方面研究国内外均未见报
道。现通过对 4种鸢尾植物的花粉活力及柱头可授性
在开花散粉后不同时间内进行试验 ,旨在分析鸢尾植物
花粉活力和柱头可授性变化规律 ,探讨该属植物传粉机
制 ,为我国鸢尾植物的育种工作提供理论指导。
1　材料与方法
1.1　试验材料
马蔺(Iris lacteal var.chinensis)、紫花鸢尾(I.koempferi
Sieb.)、长白鸢尾(I.mandshurica)、溪荪鸢尾(I.sanguine
Donn)4种鸢尾 ,采自沈阳农业大学植物园及鸢尾资
源圃。
1.2　试验方法
1.2.1　花期的观察　对 4种鸢尾在沈阳地区的花期进
行观察并记录。
1.2.2　花粉活力测定　选择第2天即将开放的花蕾 ,标
记套袋。于次日从8:00 ～ 16:00分别采集花后0 、2、4 、6、
8 、24 、26 、28 、30 、32 h 的花粉。分别采用花粉培养法、
TTC染色法和醋酸洋红染色法测定花粉活力。方法如
下:将花粉撒在凹形载玻片上 ,分别加入已配好的上述3
种溶液 ,迅速盖上盖玻片 ,置于内有湿滤纸的培养皿中 ,
连同培养皿放置在 40℃恒温箱内 20 min。统计载玻片
中央部位 4个视野中全部花粉的活力状况。培养法的
配方是:10%蔗糖+硼酸50 mg/kg+蒸馏水 100 mL ,pH
5.8～ 6.0。
1.2.3　观察柱头分泌粘液情况　借助解剖镜观察同一
朵花在不同时期柱头分泌粘液的情况。
1.2.4　柱头可授性的检测　用联苯胺-过氧化氢法测
定柱头可授性。具体方法是:在开花前 1 d套袋标记 ,在
第 2天开始8:00 ～ 16:00 ,隔2 h取1次样 ,观测2 d。将
花的柱头浸入装有联苯胺-过氧化氢反应液(V1%联苯
胺∶V3%过氧化氢∶V水=4∶11∶22)的小号培养皿
中。若柱头具有可授性 ,则柱头周围的反应液变蓝并有
大量气泡出现。
2　结果与分析
2.1　鸢尾属植物的花期观察
在沈阳地区 ,4种鸢尾 5 ～ 6月期间开花 ,单花能持
续 2 d左右 ,群体花期在 20 d左右。由观察的结果可
知 ,鸢尾花期不一致 ,有的相差很大(表 1)。在所观察到
的4种鸢尾中 ,开花最早的是长白鸢尾 ,在沈阳地区5月
初就能开花 ,但花期很短 ,单花 0.5 d就开始萎蔫 ,群体
花期仅 15 d左右。开花较晚的是紫花鸢尾。马蔺开花
较早 ,群体花期能持续 30 d左右。
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·生物技术· 北方园艺 2010(16):129～ 131
　　表 1 4种鸢尾花期的比较
序号 种类 第1朵花开放时间
单花开放
时间/ d
群体花期
/d
1
2
3
4
马蔺
溪荪
紫花鸢尾
长白鸢尾
5月 22日
5月 25日
6月 10日
5月5日
2
3
3
0.5
30
25
20
15
2.2　鸢尾属植物花粉活力的测定方法的比较
采用 TTC染色方法 ,当加入 5%的 TTC 溶液恒温
40℃培养20 min后 ,取出在显微镜下观察 ,均没有变红 ,
说明 TTC染色法在鸢尾花粉试验中效果不明显。反复
做几次 ,发现有时变红 ,有时不变红 ,结果很不稳定。醋
酸洋红染色法与 TTC染色法效果一样。该研究结果与
王文元等人一致[ 7] 。
2.3　不同种类鸢尾属植物的花粉活力比较
由表 2可知 ,在短时间内 ,随着时间的延长 ,4种鸢
尾的花粉活力逐渐升高 ,但超过一定的时间以后 ,花粉
活力逐渐下降 ,最后直至失去活性。在上午8:00花粉活
力比较低 ,10:00达到最高 ,以后花粉活力又逐渐降低。
长白鸢尾在 8:00花粉不具有活力 ,到 10:00最高可到
46%。马蔺和紫花鸢尾花粉活力较其它 2种高些。
　　表 2 花后32 h内4种鸢尾花粉的生活力 %
萌发 时间/h
0 2 4 6 8 24 26 28 30 32
马蔺 1 61 80 90 16 11 10 15 8 12 0
2 85 80 79 18 32 9 8 12 0 7
3 46 83 67 40 25 11 7 5 6 4
4
平均
53
61
86
82★
75
78
19
23
14
21
10
10
9
10
8
8
4
6
0
3
长白鸢尾 1 10 30 23 12 5 0 - - - -
2 8 58 35 16 0 0 - - - -
3 6 48 46 21 6 0 - - - -
4 12 46 38 24 0 0 - - - -
平均 9 46★ 36 24 3 0
紫花鸢尾 1 82 80 69 57 42 20 14 10 7 8
2 91 96 72 84 23 13 28 15 13 6
3 92 98 66 76 56 22 17 22 15 12
4 90 94 82 72 36 23 19 14 9 11
平均 89 92★ 72 72 39 20 20 15 11 9
溪荪鸢尾 1 12 48 35 24 23 12 14 3 8 7
2 36 39 31 25 12 11 8 13 12 0
3 13 63 68 49 20 4 6 11 9 8
4 6 52 28 13 14 25 11 7 5 3
平均 17 51★ 41 28 17 13 10 9 9 5
2.4　柱头分泌粘液情况
由表 3可知 ,在开花初期(0 ～ 2 h)4种鸢尾的柱头
都未见粘液分布。4 h以后长白鸢尾和紫花鸢尾开始有
粘液分泌 ,并且在 6 h 粘液量最多 ,以后逐渐减少 ,24 h
后已经不分泌粘液;马蔺在 8 h后才开始有粘液分泌 ,到
24 h分泌量达到最高 ,一直持续到 26 h ,30 h后粘液停
止分泌;溪荪在8～ 24 h后达到最高 ,以后逐渐停止分泌。
　　表 3　花后 32 h内 4种鸢尾柱头分泌粘液情况
开花后时间/ h 马蔺 长白鸢尾 紫花鸢尾 溪荪鸢尾
0 - - - -
2 - - - -
4 - + + -
6 - ++ ++ +
8 + + + ++
24 ++ - - ++
26 ++ - - +
28 + - - -
30 - - - -
32 - - - -
　　注:-:示柱头未分泌粘液;+:示柱头分泌粘液;++:示柱头分泌较多粘液;
+++:示柱头分泌大量粘液。
2.5　鸢尾属植物柱头的可授性
由表 4可知 ,马蔺柱头从开花至 32 h ,均有可授性 ,
花后 24 h可授性最强。长白鸢尾 ,由于花期短 ,从开花
当天至 8 h ,均有可授性 ,在开花后4 h可授性最强。紫
花鸢尾的柱头从开花当天直至第 2天前 ,均有可授性 ,
在开花后 6 ～ 8 h可授性最强。溪荪鸢尾的柱头从开
花当天直至 30 h ,均有可授性 ,在开花后 8 ～ 24 h可授
性最强。
　　表 4　　32 h内4种鸢尾柱头可授性情况
开花后时间/ d 马蔺 长白鸢尾 紫花鸢尾 溪荪鸢尾
0 - + - +
2 + ++ + +
4 + +++ + +
6 + ++ ++ +
8 ++ + ++ ++
24 +++ - - ++
26 ++ - - +
28 ++ - - +
30 ++ - - +
32 + - - -
　　注:-:柱头不具可授性;+:柱头具可授性;++:柱头具较强的可授性;++
+:柱头具最强可授性。
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北方园艺 2010(16):129 ～ 131 ·生物技术 ·
3　讨论
对植物花粉的活力与寿命因植物种不同及环境条
件不同而有所差异。自然条件下 ,百日草花粉生活力不
超过 18 h ,且晴天上午采集的花粉生活力比下午的
高[ 8] 。野生芍药植株的花粉活力在开花 7 d内均保持在
90%左右[ 9] ,海藻的花粉可维持生活力数月至 1 a ,茄的
花粉在夏季只能存活1 d ,在冬季则能维持 3 d[ 10] 。
试验结果表明 ,在自然条件下 ,鸢尾属植株花粉的
寿命比较短 ,马蔺的花粉活力在开花后2 ～ 4 h间活力最
大 ,而到 32 h后几乎下降为 0;长白鸢尾的花粉活力仅
保持 2 h左右;马蔺和紫花鸢尾的花粉活力比较高 ,而且
寿命也比较长 ,到32 h后也有些许的活力;溪荪鸢尾的
花粉活力和寿命不及马蔺和紫花鸢尾。鸢尾植物花粉
萌发比较快 ,在自然状态下下降也比较迅速 ,这与鸢尾
植物的花期短是一致的。
柱头可授期是花朵成熟过程中的一个重要时期 ,它
能在很大程度上影响自花传粉率 、开花不同阶段的传粉
成功率 、各种传粉者的相对重要性 、雄性和雌性功能之
间的相互干扰 、不同基因型的花粉之间的竞争以及配子
体选择的机会等。不同植物的柱头可授期所持续时间
的长短不等 ,花朵的开放期 、1 d内不同时辰及柱头分泌
物的有无等对其也有影响[ 11] 。野生芍药的柱头分泌粘
液大约从开花后2 h开始 ,而柱头可授性从开花第 1天
一直持续到第 5天[ 5] 。在自然条件下 ,桂花的柱头可授
期为 7 d左右 ,而且花粉散发刚好是柱头可授性最强的
时期 ,且桂花的柱头和花药处于同一平面 ,不存在空间
隔离 ,花粉和柱头之间有足够的时间完成受精作用[ 12] 。
从花粉活力和柱头可授性可以看出 ,4种鸢尾花粉
活性最高时 ,可授性都没有达到最大 ,也就是说可授性
的最高期要比花粉活力最高期拖后。当可授性较强时 ,
柱头分泌的粘液也较高 ,容易把花粉粘住。由此可以推
断 ,尽管雌蕊的柱头和花药靠的很近 ,成熟的花粉粒很
容易落到雌蕊的柱头上 ,但因为雄蕊比雌蕊成熟的时间
要早很多 ,再加上花粉的寿命又很短 ,造成了自花传粉
在时间上的生殖隔离。雌雄蕊异熟 ,是鸢尾植物在自然
界中避免自花传粉的一个主要特征。
参考文献
[ 1] 　赵毓棠.中国植物志—鸢尾科[M] .16卷第 1分册.北京:科学出版
社 ,1985.
[ 2] 　许玉凤,王文元 ,孙晓梅 ,等.鸢尾属植物的研究概况[ J] .安徽农业科
学 ,2006 ,34(24):6478-6479.
[ 3] 　Jones M L.Ethylene responsiveness in carnation styles is associated
wi th st igma recept ivity [ J] .Sexual Plant Reproduction , 2002 ,15:107-112.
[ 4] 　Fetscher A E, Kohn J R.Stigma behavior in Mimulus aurantiacus
(Scrophulariaceae)[ J] .American Journal of Botany , 1999 , 86(8):1130-1135.
[ 5] 　Petanidou T , Ellis-Adam A C ,Nijs den H C M ,et al.Dif ferential polli-
nation success in the course of individual flow er development and flowering
t ime in Gentiana pneumonanthe L.(Gentianaceae)[ J] .Botanical Journal of the
Linnean Society , 2001 , 135:25-33.
[ 6] 　Hewage N P , Hampton J G ,Hill M J.Effect of pollen source and stig-
ma receptivity on seed production in ten cultivars of Dianthusplumarius L
[ J] .Journal of Applied Seed Production ,1999 ,17:43-47.
[ 7] 　王文元,许玉凤 ,孙晓梅.不同温度和保存条件对鸢尾属植物花粉活
力的影响[ J] .安徽农业科学 ,2006 ,34(23):6103-6104.
[ 8] 　叶要妹,张俊卫 ,齐迎春,等.百日草柱头可授性和花粉生活力的研
究[ J] .中国农业科学 , 2007 ,40(10):2376-2381.
[ 9] 　红雨 ,刘强,韩岚.芍药花粉活力和柱头可授性的研究[ J] .广西植物,
2003:23(1):90-92.
[ 10] 胡适宜.被子植物胚胎学[M] .北京:人民教育出版社 , 1982.
[ 11] 刘林德,张洪军 ,祝宁,等.刺五加花粉活力和柱头可授性的研究[ J] .
植物研究 ,2001, 21(3):375-379.
[ 12] 杨秀莲,向其柏.桂花花粉活力测定与` 晚籽银 桂柱头可授性分析
[ J] .林业科技开发, 2007, 21(3):22-25.
Study on Stigma Receptivity and Pollen Viability of Iris
XU Yu-feng1 ,HAN Jing1 , HAI Feng2 , SONG Zhe2 ,HE Fei-fei3
(1.Shenyang Ag ricultural University , Shenyang , Liaoning 110161;2.Shenyang Botany Garden , Shenyang , Liaoning 110163;3.Liaoning Tanghe
Reservoir Office, Shenyang , Liaoning 111008)
Abstract:The pollen viability and life-span of fresh pollen of 4 species of Iris were studied with TTC staining method ,
aceto-carmine staining method and pollen germination test in vitro.The stigma receptivity was tested with benzidine-
H2O2 method and secreting mucus was observed by anatomy of a mirror.The results showed that the pollen germination
test in vit ro was the best method to test the pollen viability , the others were instable.The pollen life-span of 4 species of
Iris was short and only 24 hours.The stigma receptivity could last 8 ～ 24 hours.The stigma secrets a lot of mucus , in
the same time , the stigma receptivity was the best.The bloom of Iris was short , the stamen matures earlier than the
pistils in a flower , and life-span of pollen was short , so there was an isolate between the mature time of stamen and pistil.
Keywords:Iris;pollen viability;stigma receptivity;Benzidine-H2O2 method
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