全 文 ：第 38卷 第 7期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.38 No.7
2010年 7月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Jul.2010
不同培养基对紫丁香花粉离体萌发的影响 1)
刘雪莲　李庆玲　秦佳梅　刘丽娟
(通化师范学院 ,通化 , 134002)
　　摘　要　以紫丁香新鲜花粉为材料, 采用正交设计 L16(45)研究蔗糖 、硝酸钙 、硼酸对紫丁香花粉离体萌发和生长的影响 ,筛选紫丁香花粉离体萌发最适宜的培养基。结果表明:蔗糖对花粉萌发和花粉管生长影响最大 ,硼酸次之, 硝
酸钙影响最小;紫丁香花粉离体萌发最适宜培养基为:蔗糖 20g· L-1 +硼酸 0.06g·L-1 +硝酸钙 0.06g·L-1。
关键词　紫丁香;花粉萌发;培养基
分类号　Q943.1;S685.26
EffectsofDifferentCultureMediaoninVitroPollenGerminationofSyringaoblata/LiuXuelian, LiQingling, Qin
Jiamei, LiuLijuan(DepartmentofBiology, TonghuaNormalUniversity, Tonghua134002, P.R.China)//JournalofNorth-eastForestryUniversity.-2010, 38(7).-61～ 63
OrthogonalexperimentL16(45)wasappliedtostudytheeffectsofsucrose, calciumnitrate, boricacidoninvitropollengerminationandgrowthofSyringaoblataLindlinordertoselecttheoptimalculturemediumforinvitropolengerminationof
S.oblata.Resultsshowedthatsucrosehadthemostimportantefectonpolengerminationandgrowthfolowedbyboricacidandcalciumnitrateinorder.TheoptimalculturemediumforinvitropolengerminationofS.oblatawassolidculturemedia
supplementedwithsugar20g· L-1 , boricacid0.06g· L-1 andcalciumnitrate0.06g· L-1.
Keywords　Syringaoblata;Polengermination;Culturemedia
　　紫丁香(SyringaoblataLindl),木犀科丁香属落叶灌木 ,别
名有丁香 、情客 、龙梢子等 [ 1] , 原产于我国华北, 是北方重要的
观赏树种 ,常种植于公园 、庭院以及路边 ,对二氧化硫有较强的
吸收能力 ,可净化空气 ,故又是工矿区等绿化 、美化的良好树
种 [ 2] 。目前 ,有关紫丁香开花授粉的生物学特性 、花粉生活力
和贮藏特性 [ 3]以及花粉挥发性物质 [ 4]等方面的研究报道较
多 ,然而尚未有关于紫丁香花粉萌发的相关研究报道。紫丁香
可通过嫁接、分株、压条 、播种等方式繁殖, 研究表明 ,不易保持
原有型 ,常有新的花色出现 [ 5] 。研究紫丁香花粉的萌发特性对
紫丁香的良种繁育和高产优质栽培都具有重要的意义。本试
验以紫丁香新鲜花粉为材料 , 采用正交设计研究花粉离体萌
发最适宜培养基成分 , 其结果可为紫丁香花粉生殖生物学研
究 、品种改良与育种操作 、种质资源保存提供基础资料。
1　材料与方法
采用通化师范学院校园内紫丁香盛花期新鲜花粉作为试
验材料。
以琼脂质量浓度为 5g· L-1的固体培养基作为营养基
质 , 采用 L16(45)正交设计 ,研究培养基成分中蔗糖(A)、硼酸
(B)、硝酸钙(C)3个因素的各个水平对紫丁香花粉离体萌发
的影响 , 因素水平安排见表 1。
将配制好的各种培养基均匀涂抹在载玻片上 , 采集当天
开放的花朵 , 将花粉抖落在培养基表面 , 每个培养基用 2 ～ 3
个花蕾 , 每个处理 3次重复 ,将载玻片放入垫有湿润滤纸的培
养皿中 , 置于 25℃条件下培养 , 3h后在光学显微镜 4倍物镜
下观察花粉萌发情况 , 并统计萌发率(同一视野中萌发的花
粉占花粉总数的百分比)和花粉管长度 ,每个视野花粉粒数
1)通化师范学院自然科学科研项目(200842)。
第一作者简介:刘雪莲 ,女 , 1978年 10月生 ,通化师范学院生物
系 ,讲师。
收稿日期:2009年 12月 4日。
责任编辑:任　俐。
为 100粒左右 ,试验结果用 DPS统计软件处理。
　　表 1　不同培养基对紫丁香花粉离体萌发影响的正交设计
g· L-1　
水平 因　　素蔗糖(A) 硼酸(B) 硝酸钙(C)
1 5 0 　 0 　
2 10 0.02 0.06
3 15 0.06 0.10
4 20 0.10 0.20
2　结果与分析
2.1　不同培养基对紫丁香花粉萌发率和花粉管长度的影响
接种后各培养基在 25℃条件下培养 3h后显微镜下观察
计数 , 参试组合的紫丁香花粉萌发率依次为 19.37%、
8.77%、 24.04%、9.34%、 5.52%、 14.54%、8.12%、15.69%、
6.14%、 10.11%、 16.72%、 27.34%、 14.07%、 15.58%、
57.31%、25.25%;参试组合的紫丁香花粉管长度依次为
0.36、 0.43、 0.71、 0.70、 0.83、 0.66、 0.79、 0.84、 0.35、 0.73、
0.63、 0.65、 0.53、0.47、0.70、0.51mm。A4B3C2组合的处理紫丁
香花粉萌发率最高,达到 57.31﹪,花粉管平均长度为 0.70mm,
长势较好,长短适宜,且分布均匀(图 1);而 A2B1C2、A3B1C3组合
的处理花粉萌发率较低,花粉管长势差,分布不均匀,其原因可能
是培养基中缺少硼酸的缘故。在整个试验过程中,没有发现花粉
管生长畸形现象 ,只是 A1B1C1组合的培养基中部分花粉粒内容
物溢出 ,这可能是由于培养基成分简单 、只含有蔗糖且质量浓
度很低 、培养基水势高 、花粉粒吸水胀破引起的(图 2)。
由表 2、表 3正交试验分析可以看出 , 参试 3种因素对紫
丁香花粉萌发率和花粉管长度的影响主次关系依次为:A、B、
C。由此可看出 ,培养基中蔗糖质量浓度对花粉的萌发率和
花粉管长度的影响最大 , 其次是硼酸质量浓度 ,而硝酸钙质量
浓度的影响最小。并且 3种因素对花粉萌发率的影响都远远
高于对花粉管长度的影响。根据各因素的水平均值(Ki)的
大小 , 可得出各因素下紫丁香花粉萌发率的大小依次是:A
(4, 1, 3, 2), B(3, 4, 2, 1), C(2, 1, 3, 4);花粉管长度的大小依
次是:A(2, 3, 4, 1), B(3, 4, 2, 1), C(4, 2, 3, 1)。由此得出最
适合紫丁香花粉萌发的组合是 A
4
B
3
C
2
(对于萌发率), 或
A2B3C4(对于花粉管长度)。
图 1　花粉萌发情况
图 2　花粉内容物溢出
　表 2　不同培养基对紫丁香花粉萌发率影响的正交试验分析 %　
指标 蔗糖(A) 硼酸(B)硝酸钙(C)指标蔗糖(A)硼酸(B)硝酸钙(C)
K1 15.4 11.3 19.0 K4 28.0 18.2 10.5
K2 11.0 12.3 24.5 R 17.0 15.2 14.0
K3 14.9 26.5 15.4
　表 3　不同培养基对紫丁香花粉管长度影响的正交试验分析 mm　
指标 蔗糖(A) 硼酸(B)硝酸钙(C)指标蔗糖(A)硼酸(B)硝酸钙(C)
K1 0.55 0.52 0.54 K4 0.56 0.68 0.69
K2 0.78 0.57 0.65 R 0.23 0.19 0.15
K3 0.59 0.71 0.59
2.2　培养基对紫丁香花粉萌发率和花粉管长度影响的方差
分析
紫丁香花粉萌发率和花粉管长度方差分析见表 4。 蔗糖
质量浓度无论对紫丁香花粉萌发率还是花粉管长度的影响均
达到极显著水平 , 硼酸质量浓度对花粉萌发率的影响达到极
显著水平 , 对花粉管长度的影响达到显著水平 , 而硝酸钙质量
浓度只对花粉萌发率的影响达到显著水平 , 对于花粉管长度
的影响不显著 , 说明蔗糖和硼酸质量浓度对花粉萌发和花粉
管生长具有重要影响 。
2.3　各因素质量浓度对紫丁香花粉离体萌发的影响
2.3.1　蔗糖
一般认为培养基中的蔗糖对花粉的萌发具有两方面的作
用 , 一是为花粉的萌发及花粉管的生长提供营养 , 二是维持外
界环境一定的渗透压。所以培养基中蔗糖质量浓度不能过
高 ,过高会出现质壁分离现象 [ 6-9] 。在本次试验中 , 未发现有
质壁分离现象 , 说明蔗糖质量浓度梯度设置较合理。对不同
蔗糖质量浓度的培养效果进行多重比较发现(表 5), 蔗糖质
量浓度 A1 、A2、A3水平间无显著差异 , A4水平显著高于前 3
个水平 , 且在显微观察中A4水平下花粉萌发率和花粉管生长
都比较好 , 并且萌发时间较短 ,虽然 A2的花粉管长度最长 , 但
是萌发时间长且萌发率最低 , 所以应取 A4水平。
表 4　L
16
(45)试验结果的方差分析
项目 变异来源
自由
度 平方和 均方 F值
显著性
水平
萌发率 A 3 1 969.943 656.647 7 5.962 97 0.002 38＊＊
B 3 1 794.026 598.008 7 5.430 48 0.003 91＊＊
C 3 1 257.390 419.129 8 3.806 09 0.019 33＊
误差 32 3 523.867 110.120 8
花粉管 A 3 0.439 53 0.14651 5.915 16 0.002 49＊＊
长度 B 3 0.283 38 0.09446 3.813 63 0.019 19＊
C 3 0.150 51 0.05017 2.025 58 0.130 03
误差 32 0.792 60 0.02477
　　注:＊表示差异显著 , α=0.05;＊＊表示差异极显著 , α=0.01。
2.3.2　硼酸
在一般情况下 , 花粉中硼素的质量浓度是不足的 ,在自然
条件下 ,这种不足可以由较高质量浓度的柱头和花柱内的硼
素来进行补偿。而在离体条件下 , 适宜条件的硼酸处理能有
效提高花粉的萌发率和促进花粉管生长。在本试验中 , B1水
平下紫丁香花粉的萌发率较低 , 花粉管长度较小;B
3
水平下
花粉萌发率和花粉管长度明显高于其他水平;而 B4水平下 ,
花粉的萌发率和花粉管长度有所下降。说明 , 一定质量浓度
的硼酸促进紫丁香花粉的萌发和花粉管生长 , 超过一定质量
浓度反而会起到抑制作用 , 所以应取 B3水平。
2.3.3　硝酸钙
花粉的萌发与花粉管的伸长生长是一个复杂的生理生化
反应过程 ,许多研究报道证明细胞外的钙离子参与了这一过
程。一般认为 ,由于花粉内存在较多的钙离子 ,而缺乏硼素 ,
因此萌发时胞外钙离子对萌发率的影响不如硼素的显著 [ 10] 。
本试验结果与此观点一致 , 从表 5中的数据可以看出 , 4个水
平间花粉萌发率和花粉管长度并无显著差异 , 但 C2水平下萌
发率和花粉管长度较高 , 所以应取 C2水平。
表 5　各因素质量浓度对紫丁香花粉离体萌发的影响
项目 萌发率 /% 花粉管长度 /mm
蔗糖 水平 1 15.39b 0.55b
水平 2 10.97b 0.78a
水平 3 14.90b 0.59b
水平 4 28.01a 0.55b
硼酸 水平 1 11.28b 0.52b
水平 2 12.30b 0.57ab
水平 3 26.50a 0.71ab
水平 4 19.18ab 0.68ab
硝酸钙 水平 1 18.97ab 0.69a
水平 2 24.47a 0.65a
水平 3 15.36ab 0.59a
水平 4 10.45b 0.54a
　　注:表中同列数据后相同字母表示差异不显著;不同字母表示差
异显著。
62 　　　　　　　　　　东　北　林　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　第 38卷
3　小结
紫丁香花粉离体萌发的影响因素较多 , 可分为内因和外
因 , 前者有供体植株基因型 、发育时期等;后者包括培养基组
分 、培养基 pH值 、培养温度 、培养时间等 , 只有在培养基中含
有足够质量浓度的矿物质及糖类等组分 ,在适宜培养条件下 ,
花粉才能正常萌发和生长。本试验研究了不同培养基对紫丁
香花粉离体萌发的影响 ,发现蔗糖对花粉萌发和花粉管生长
影响最大 , 硼酸次之 , 而硝酸钙影响最小;筛选出较适宜紫丁
香花粉离体萌发的培养基成分组合为蔗糖 20g· L-1 +硼酸
0.06g· L-1 +硝酸钙 0.06 g· L-1。培养基 pH值 、培养温
度 、培养时间等培养条件对紫丁香花粉离体萌发的影响还有
待于进一步研究。
参　考　文　献
[ 1] 　霍宝贵 ,张冬梅.紫丁香及其栽培技术 [ J] .内蒙古林业 , 2008
(6):29.
[ 2] 　魏征骥 ,卢丹 ,刘金平 ,等.紫丁香化学成分的研究 [ J] .长春中
医学院学报 , 2004, 20(1):33-34.
[ 3] 　梁建萍 ,韩有志 ,梁胜发 ,等.丁香花粉生活力及其贮藏性的研
究 [ J] .山西林业科技 , 2000(1):10-11, 19.
[ 4] 　尹承增.紫丁香花挥发性物质定性分析 [ J].东北林业大学学
报 , 2005, 33(2):112-113.
[ 5] 　姜新 ,姜鸑.紫丁香研究进展 [ J] .江苏林业科技 , 2008, 35(3):
51-53, 57.
[ 6] 　杜玉虎 ,綦影 ,蒋锦标 ,等.蔗糖 、钙和硼对榆叶梅花粉离体萌发
及花粉管生长的影响 [ J] .北方园艺 , 2008(8):106-109.
[ 7] 　杜玉虎 ,张琳琳 ,蒋锦标 ,等.蔗糖和矿质营养对榛子花粉离体
萌发和花粉管生长的影响 [ J] .辽宁农业职业技术学院学报 ,
2008, 10(2):1-3.
[ 8] 　滕长才 , 张永成.硼酸和蔗糖对马铃薯花粉离体萌发的影响
[ J] .种子 , 2009, 28(2):15-16, 20.
[ 9] 　杨贵 ,罗慈文 ,张映南 ,等.不同蔗糖浓度对辣椒花粉萌发的影
响 [ J] .辣椒杂志 , 2006(3):24-26.
[ 10] 　张绍铃 ,陈迪新 ,康琅 ,等.培养基组分及 pH值对梨花粉萌发
和花粉管生长的影响 [ J].西北植物学报 , 2005, 25(2):225-
230.
(上接 32页)
流变化平缓 , 而且液流速度较低 , 其液流启动 、达峰值和终止
时间均晚 , 这种现象与许多学者所得结论相似 [ 4, 12 , 14-16] 。这
种变化主要是由气象因子的变化所引起的。乔 、灌相比 , 灌木
树种仍然表现出启动 、达峰值和终止早的特点。这依然反映
了乔灌在水容调节能力方面的差异。雨天时 ,乔 、灌木树干液
流由于多次降雨而表现出多次起落 ,但乔灌相比 , 灌木树种液
流速度明显较大。这是由乔灌根系分布深浅不同造成的。于
红博等 [ 11]对沙棘的研究中也发现了相似的现象 , 其认为树体
雨前 “失水”, 降雨增加土壤湿度 , 迫使根系从土壤中吸收水
分 , 补充树体水分的不足。 这就从侧面补充证明了本研究的
结论。
乔 、灌木树种树干液流的月变化表现出 5、 6、 10月份低 ,
7、8、 9月份高的规律 , 这主要取决于雨热同期的气候及其各
自的物候期特性。 5、 6月份 , 太阳辐射和气温都较低 , 降雨
少 , 土壤水分条件较差 , 液流速度较低;7、 8、 9月份太阳辐射
和气温升高 , 降雨较多 ,土壤水分条件变好 ,液流速率变大;10
月份 , 虽然太阳辐射和气温有所降低 , 降雨也少 ,土壤水分条
件较差 , 而且树木逐渐进入衰老期 ,液流速率开始下降 ,此时
树木的物候期特性起决定作用。乔灌相比 , 10月份 , 灌木树
种酸枣 、荆条比乔木树种山杏 、刺槐率先衰老 , 进而其液流速
度迅速下降 , 这就说明 , 研究树木树干液流月变化 , 不仅要考
虑当地气候的影响 , 还应考虑到树木自身的生长规律 , 同时也
说明 , 树木的耗水特性在一定程度上可以反映其自身的生长
规律。在水分条件较差的 5、6月份 , 乔木山杏 、刺槐耗水比率
低于灌木酸枣 、荆条 ,这主要是由土壤水分和各自的物候期特
性共同决定的 , 这就说明 , 研究树木的耗水特性 ,要全面考虑
各种因素 , 不能片面地考虑单一因素。
通过相关分析和回归分析 ,得出以下结论:影响乔木树干
液流的主导环境因子是大气温度 、土壤含水量和太阳辐射 , 而
灌木树种为大气温度和土壤含水量。同时建立了回归模型 ,
回归方程极显著。然而 ,树干液流与环境因子的关系并非一
成不变 , 许多学者进行的相关研究表明其与天气 [ 4] 、时空位
移 [ 13] 、立地水分条件 [ 16]以及树木胸径大小 [ 6] 、生长时期 [ 12]
等因素有关 , 而且各环境因子之间并不是独立存在和作用的 ,
而是相互制约相互作用的 , 这些都充分说明了树干液流与环
境因子关系的复杂性 , 同时也说明有关研究还不够完善 , 有待
于进一步深入研究。
参　考　文　献
[ 1] 　TatarinovFA, KucˇeraJ, CiencialaE.Theanalysisofphysical
backgroundoftreesapflowmeasurementbasedonthermalmethods
[ J] .MeasurementScienceandTechnology, 2005, 16(5):1157-
1169.
[ 2] 　BurgessSSO.Measuringtranspirationresponsestosummerprecip-
itationinaMediterraneanclimate:asimplescreeningtoolforiden-
tifyingplantwater-usestrategies[ J].PhysiolPlantarum, 2006, 127
(3):404-412.
[ 3] 　马玲 ,饶兴权 ,赵平 , 等.马占相思整树蒸腾的日变化和季节变
化特征 [ J] .北京林业大学学报 , 2007, 29(1):67-73.
[ 4] 　孙慧珍 ,赵雨森.水曲柳和樟子松树干液流对不同天气的响应
[ J] .东北林业大学学报 , 2008, 36(1):1-3.
[ 5] 　马长明 ,管伟 ,叶兵 , 等.利用热扩散式边材液流探针(TDP)对
山杨树干液流的研究 [ J] .河北农业大学学报, 2005, 28(1):39
-43.
[ 6] 　王华田 ,赵文飞 ,马履一.侧柏树干边材液流的空间变化规律及
其相关因子 [ J] .林业科学 , 2006, 42(7):21-27.
[ 7] 　NadezhdinaN, NadezhdinV, FerreiraMI, etal.Variabilitywith
xylemdepthinsapflowintrunksandbranchesofmatureolivetrees
[ J] .TreePhysiol, 2007, 27:105-113.
[ 8] 　涂洁 ,刘琪 ,李海涛 , 等.江西千烟洲湿地松生长旺季树干液流
动态及影响因素分析 [ J] .林业科学 , 2008, 44(1):46-51.
[ 9] 　马玲 ,赵平 ,饶兴权 , 等.乔木蒸腾作用的主要测定方法 [ J].生
态学杂志 , 2005, 24(1):88-96.
[ 10] 　刘文国 ,袁玉欣 ,王志刚 ,等 .`中林 46杨 林分耗水特性及其
与环境因子的关系 [ J].河北农业大学学报 , 2007, 30(4):40-
45.
[ 11] 　于红博 ,杨劼 ,臧春鑫 ,等.皇甫川流域中国沙棘树干液流日变
化及其相关因子 [ J] .生态学杂志 , 2008, 27(7):1071-1076.
[ 12] 　夏桂敏 ,康绍忠 ,李王成 ,等.甘肃石羊河流域干旱荒漠区柠条
树干液流的日季变化 [ J].生态学报, 2006, 26(4):1186 -
1193.
[ 13] 　王瑞辉.北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究 [ D] .
北京:北京林业大学 , 2006.
[ 14] 　王鹤松 ,张劲松 ,孟平 ,等.华北石质山区杜仲人工林蒸腾特征
及水分供求关系 [ J] .林业科学研究 , 2008, 21(4):475-480.
[ 15] 　马长明, 袁玉欣 , 翟明普.基于物候期的核桃树干液流特征
[ J] .东北林业大学学报, 2008, 36(1)4-5, 9.
[ 16] 　刘敏.青海黄土高寒区主要生态树种耗水特性研究 [ D] .北
京:北京林业大学 , 2009.
63第 7期　　　　　　　　　　　　　刘雪莲等:不同培养基对紫丁香花粉离体萌发的影响