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植物生长调节剂对紫丁香花粉离体萌发的影响



全 文 :第 39 卷 第 10 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol. 39 No. 10
2011 年 10 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Oct. 2011
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:2011 年 3 月 23 日。
责任编辑:潘 华。
植物生长调节剂对紫丁香花粉离体萌发的影响1)
刘雪莲 杨晴晴 秦佳梅 刘丽娟
(通化师范学院,通化,134002) (扬州大学) (通化师范学院)
摘 要 以紫丁香盛花期的新鲜花粉为材料,采用单因素试验研究不同质量浓度的赤霉素(GA3)、6-苄基腺
嘌呤(6-BA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、萘乙酸(NAA)4 种生长调节物质对紫丁香花粉离体萌发和花粉管生长
的影响。结果表明,较低质量浓度的 GA3、6-BA、NAA能促进紫丁香花粉萌发和花粉管的生长,超过一定质量浓度
则起抑制作用。最适宜花粉萌发和花粉管伸长的赤霉素质量浓度为 100 mg·L-1,6-BA为 10 mg·L-1,NAA为 10
mg·L-1,2,4-D对紫丁香花粉萌发和花粉管生长有抑制作用,抑制程度随质量浓度的提高而增强。
关键词 紫丁香;植物生长调节剂;花粉萌发
分类号 Q945
Effects of Plant Growth Regulators on in Vitro Pollen Germination of Syringa oblata /Liu Xuelian(Department of Biolo-
gy,Tonghua Normal University,Tonghua 134002,P. R. China) ;Yang Qingqing(Yangzhou University) ;Qin Jiamei,
Liu Lijuan(Tonghua Normal University)/ / Journal of Northeast Forestry University. -2011,39(10). -54 ~ 55
An experiment was conducted to study the effects of four plant growth regulators (GA3,6-BA,2,4-D and NAA)on
pollen germination and tube growth of Syringa oblata through single-factor design using fresh pollens as the testing material.
Results showed that lower concentrations of GA3,6-BA,NAA could stimulate pollen germination and tube growth,while
GA3,6-BA,NAA would have an inhibitory effect when the concentrations were higher than a certain level. The most suit-
able concentrations of GA3,6-BA,NAA for pollen germination and tube growth were 100,10 and 10 mg·L-1 respective-
ly. However,2,4-D inhibited pollen germination and tube growth,and the inhibitory effect became stronger with increas-
ing concentration.
Keywords Syringa oblata;Plant growth regulators;Pollen germination
紫丁香(Syringa oblata Lindl) ,木犀科丁香属落叶灌木,原
产我国华北地区,在中国已有 1 000多 a的栽培历史,现已成为
庭院中著名的观赏花木,并广泛栽培于世界各温带地区,有栽
培品种 1 000种以上[1]。近年来,很多学者通过研究植物生长
调节剂对花粉萌发和花粉管生长的影响[2-6],确定能促进花粉
受精的植物生长调节物质种类及其使用浓度,为提高人工授粉
的效率提供了理论依据。目前,植物生长调节剂在紫丁香花粉
萌发上的研究未见报道,为此,本文探讨了不同植物生长调节
剂对紫丁香花粉离体萌发的影响,以期为紫丁香花粉的生殖生
物学研究、植物的杂交育种提供理论依据。
1 材料与方法
供试植物为通化师范学院校园内栽植的紫丁香,于 5 月
盛花期采集新鲜花粉作为试验材料。
采用固体培养法,基本培养基为蔗糖 20 g·L-1 +硼酸 0. 06
g·L-1 +硝酸钙 0. 06 g·L-1 +琼脂粉 5 g·L-1[7],培养基 pH值
6. 0。将添加不同植物生长调节剂的培养基均匀涂抹在载玻
片上,采集新鲜花粉,将其抖落在培养基表面,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,3 h后在光学显微镜 10
倍物镜下观察花粉萌发和花粉管生长情况,以花粉管长度超
过花粉粒直径作为萌发标准,每处理统计约 100 粒花粉和 10
个花粉管,重复 3 次。
花粉萌发率=萌发花粉数 /观察花粉总数×100%。
选用生产上常用的 4 种生长调节物质,分别按以下质量
浓度配制培养基。试验所用试剂均为分析纯。
赤霉素:25、50、100、200、400 mg·L-1;6-苄基腺嘌呤:10、
25、50、100、200 mg·L-1;2,4-二氯苯氧乙酸:5、10、25、50、100
mg·L-1;萘乙酸:5、10、25、50、100 mg·L-1。
以不加生长调节物质的基本培养基为对照,进行紫丁香
花粉离体培养。
试验所得数据采用 DPS统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
2. 1 赤霉素对紫丁香花粉离体萌发的影响
赤霉素作用效果如表 1 所示,其对花粉萌发和花粉管生
长的影响趋势基本一致,即在一定质量浓度范围内起促进作
用,超过一定质量浓度后则起抑制作用,但其最适宜质量浓度
各不相同。其中,赤霉素质量浓度为 50 mg·L-1时,紫丁香花
粉萌发率最大,为 50. 81%,显著高于对照;当质量浓度超过
50 mg·L-1时,随质量浓度的提高花粉萌发率逐渐降低;赤霉
素质量浓度为 25 ~ 100 mg·L-1时,对花粉管生长起促进作
用,花粉管随赤霉素质量浓度的提高而加长;质量浓度为 100
mg·L-1时,花粉管最长为 0. 47 mm,与对照(0. 28 mm)相比差
异显著;当质量浓度超过 100 mg·L-1时,花粉管生长明显受
到抑制。一般地说,花粉管生长长度比花粉萌发率更能代表
花粉的代谢活力,与能否完成受精关系更为密切,所以认为赤
霉素在 50 ~ 100 mg·L-1内更有利于紫丁香花粉的萌发和花
粉管的生长,最适质量浓度为 100 mg·L-1。
表 1 不同质量浓度 GA3 对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响
GA3 质量浓度 /mg·L-1 萌发率 /% 花粉管长度 /mm
0 (9. 46±5. 20)b (0. 28±0. 018)b
25 (15. 43±1. 55)b (0. 29±0. 012)b
50 (50. 81±11. 19)a (0. 32±0. 056)b
100 (43. 79±7. 61)a (0. 47±0. 006)a
200 (11. 55±1. 71)b (0. 17±0. 008)c
400 (0. 62±1. 07)b (0. 03±0. 058)d
注:表中不同字母表示 5%水平差异性显著。
DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.2011.10.017
2. 2 6-苄基腺嘌呤对紫丁香花粉离体萌发的影响
由表 2 可见,不同质量浓度 6-BA 处理的培养基中花粉
萌发率和花粉管长度各不相同。低质量浓度的 6-BA对花粉
萌发和花粉管生长起促进作用,高质量浓度的 6-BA 对花粉
萌发和花粉管生长有显著抑制作用,质量浓度越大抑制作用
越强,达到一定质量浓度时,花粉的萌发则完全被抑制。适宜
花粉萌发和花粉管生长的质量浓度为 10 mg·L-1,花粉萌发
率达 33. 86%,花粉管长度为 0. 31 mm。
表 2 不同质量浓度 6-BA对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响
6-BA质量浓度 /mg·L-1 萌发率 /% 花粉管长度 /mm
0 (9. 46±5. 20)b (0. 28±0. 018)a
10 (33. 86±2. 46)a (0. 31±0. 016)a
25 (2. 42±2. 23)c (0. 11±0. 026)b
50 (1. 00±0. 19)c (0. 08±0. 019)b
100 0c 0c
200 0c 0c
注:表中不同字母表示 5%水平差异性显著。
2. 3 2,4-二氯苯氧乙酸对紫丁香花粉离体萌发的影响
试验结果见表 3,2,4-D 对花粉萌发和花粉管生长有显
著的抑制作用,随 2,4-D 质量浓度的提高,花粉萌发率明显
下降,花粉管生长受到明显抑制。质量浓度超过 10 mg·L-1
时花粉萌发率和花粉管长度与对照相比差异达显著水平。不
加 2,4-D的对照培养基上,花粉萌发率最高为 9. 46%,花粉
管长度为 0. 28 mm,当质量浓度增加到 100 mg·L-1时,萌发
率为 0。
表 3 不同质量浓度 2,4-D对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响
2,4-D质量浓度 /mg·L-1 萌发率 /% 花粉管长度 /mm
0 (9. 46±5. 20)a (0. 28±0. 018)a
5 (7. 05±0. 69)ab (0. 21±0. 048)ab
10 (4. 77±3. 32)abc (0. 13±0. 026)bc
25 (0. 65±0. 59)bc (0. 06±0. 049)cd
50 (0. 55±0. 49)bc (0. 07±0. 056)cd
100 0c 0d
注:表中不同字母表示 5%水平差异性显著。
2. 4 萘乙酸对紫丁香花粉离体萌发的影响
结果如表 4 所示,NAA在一定质量浓度范围内对花粉萌
发和花粉管生长有显著的促进作用,超过一定质量浓度反而
起抑制作用,且抑制作用随质量浓度的提高而增强。质量浓
度为 10 mg·L-1时,花粉萌发率最高为 36. 02%,花粉管长度
为 0. 34 mm,当质量浓度增加到 100 mg·L-1时,萌发率仅为
0. 31%,花粉管长度为 0. 03 mm。
表 4 不同质量浓度 NAA对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响
NAA质量浓度 /mg·L-1 萌发率 /% 花粉管长度 /mm
0 (9. 46±5. 20)cd (0. 28±0. 018)ab
5 (20. 36±5. 56)b (0. 21±0. 028)b
10 (36. 02±3. 63)a (0. 34±0. 031)a
25 (14. 36±2. 76)bc (0. 19±0. 027)bc
50 (1. 73±1. 54)d (0. 09±0. 077)cd
100 (0. 31±0. 54)d (0. 03±0. 043)d
注:表中不同字母表示 5%水平差异性显著。
3 结论与讨论
植物生长调节剂是人工合成的激素具有与内源激素同样
的生理功能,对调节植物的生长发育有重要作用。很多学者
通过研究植物生长调节剂对植物花粉离体萌发的影响对其花
期人工授粉、提高结实率、杂交育种等方面提供了相应的理论
支持。研究报道结果显示不同植物其所适宜的植物生长调节
剂种类及质量浓度各不相同,同一植物生长调节剂对不同植
物花粉离体萌发的影响亦不尽相同。有学者研究认为赤霉
素、三十烷醇、吲哚乙酸、6-BA 和 2,4-D 在低质量浓度时能
促进花粉萌发和花粉管生长,超过一定质量浓度时则起抑制
作用,萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长有抑制作用[2-3,8]。也
有试验结果表明,萘乙酸在低质量浓度时起促进作用,超过一
定质量浓度时起抑制作用,高质量浓度的赤霉素对花粉萌发
有促进作用,低质量浓度的赤霉素对花粉萌发的作用效果不
显著[9]。本研究结果与前者相近,即赤霉素、6-BA、NAA 在
一定质量浓度范围内对花粉离体萌发起促进作用,超过一定
质量浓度后则起抑制作用,其赤霉素适宜质量浓度范围为 50 ~
100 mg·L-1,最适质量浓度为 100 mg·L-1。最适 6-BA质量
浓度为 10 mg·L-1,最适 NAA质量浓度为 10 mg·L-1。2,4-
D对紫丁香花粉离体萌发起抑制作用。
目前,有关较低质量浓度的赤霉素和 6-BA 能促进花粉
的萌发和花粉管生长的机制尚不清楚。但已有研究表明,花
粉自身富含生长素及赤霉素等生长激素类物质,这些物质的
多少对花粉自身的萌发、生长及贮藏寿命均有较大影响,对花
粉管在花柱内生长、受精及果实膨大也有重要作用[10]。此
外,赤霉素能抑制植物体内生长素分解系统的活动,以保证体
内生长素含量水平,因此,一定质量浓度的外源赤霉素处理,
能促进花粉萌发和花粉管生长[2]。
本试验条件下同为生长素的 NAA和 2,4-D 对花粉萌发
及花粉管生长的影响不同,一定质量浓度的 NAA起促进作用
而 2,4-D却表现出抑制作用,且抑制作用随其质量浓度的增
加而增强,结果与其他学者研究结果不同,其原因可能是花粉
自身含有 2,4-D 生长素的质量浓度较高,或者试验误差所
至。另外,不同植物生长调节剂组合及其质量浓度配比和低
温条件下添加植物生长调节剂对紫丁香花粉萌发的影响还有
待于进一步研究。
参 考 文 献
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