全 文 ：人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 4 期
玉竹开花习性及花粉生活力测定方法的比较研究
宫丽婷 孟庆龙 吕东明 王天媛 任跃英 *
（吉林农业大学中药材学院·吉林 长春·130118）
骆长林 封安新 康 岩
（通化百泉参业集团股份有限公司·吉林 通化·134000）
摘 要：以玉竹为试验材料，研究其开花习性及花粉生活力快速有效的测定方法。 选取正常生长的玉竹植
株进行定株，观察玉竹花朵并对其朵花期、序花期、株花期、盛花期进行观察并记录；采用 I2-KI染
色法、TTC染色法、亚甲基蓝染色法、改良石炭酸染色法检测花粉生活力，以悬滴培养法进行对照。
结果表明玉竹花期为 4月末到 5月中下旬，持续约 25d左右。 玉竹朵花期从现蕾到凋谢时长 12~
17d，每一花序开花持续时间为 2~4d，盛花期在见花的 9~15d，占整个花期的 58.34%。 I2 -KI 和
TTC染色法对玉竹花粉的染色效果不理想，不适于观测其花粉活力，改良石炭酸染色法使花粉生
活力的测定值偏高，亚甲基蓝染色法使花粉细胞出现蓝色、浅蓝色反应，利于分辨花粉生活力的有
无。 本文旨在对玉竹的开花习性及不同染色法测定花粉生活力的筛选的研究，进一步了解玉竹开
花生物学特性，为研究玉竹的有性繁殖特征积累资料，进一步为玉竹的育种研究工作提供参考依
据。
关键词：玉竹；开花习性；花粉生活力
A comparative study on flowering habits of Polygonatum odoratum and
pollen viability determination method
GONG Li-ting,MENG Qing-long,LV Dong-ming,Wang Tian-yuan,REN Yue-ying*
（College of Chinese Medicinal Materials, Jilin Agricultural University，Changchun 130118）
LUO Chang-lin,FENG An-xin,KANG Yan
（Tong hua Bai quan Ginseng Group Co.,Ltd,JinlinTonghua 134000）
Abstract:ObjectiveIn Polygonatum odoratum as test material,studying on its flowering habits and rapid and
effective method for measuring pollen viability.[Methods]Selecting the normal growth of the plants of
Polygonatum odoratum and given strain,observation Polygonatum odoratum flowers and flowers
flowering, flowering sequence, flowering plants, flowering ,as well as recorded;Using the I2 -KI
staining, TTC staining, methylene blue staining, modified carbolic acid staining pollen viability,and
hanging drop culture method were compared.Rsesults Polygonatum odoratum flowering in late April
to mid-May to late,continue about 25d.Polygonatum odoratum flowering flowers from bud to wither
long 12 ~ 17d,Each inflorescence flowering duration of 2 ~ 4d, see the flowers in full bloom at 9 ~
15d, accounting for 58.34 percent of total flowering.I2 -KI and TTC staining pollen Polygonatum
odoratum dyeing effect is not ideal, is not suitable for observing the pollen viability,Improved
carbolic acid staining the measurement value is high pollen viability, methylene blue staining make
pollen cells appeared blue, light blue response, which will help distinguish the presence or absence
of pollen viability.Conclusion We studied the screening of Polygonatum odoratum flowering habits
and different staining pollen viability was determined to further understand the biological
characteristics of flowering Polygonatum odoratum, Polygonatum odoratum to study sexual
reproduction characteristics accumulate data, further study of breeding Polygonatum odoratum
provide a reference work.
Key words:Polygonatum odoratum; flowering habit; pollen viability
基金项目：吉林省农业综合开发科技示范项目；通化市长白山主要中药材规范化种植技术示范项目。
作者简介：宫丽婷，女，在读硕士，研究方向：药用植物。
* 通讯作者：任跃英，女，教授，博士生导师，主要从事药用植物育种等研究工作。 E-mail:381717169@qq.com.
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 4 期宫丽婷等：玉竹开花习性及花粉生活力测定方法的比较研究
玉竹 （Polygonatum Odoratum (Mill)Druce）为百合
科多年生草本药材，别名尾参，又称玉参、铃铛菜[1]。玉
竹地下根状茎入药，主治燥热咳嗽、咽干口渴、内热消
渴等症。 现代医学研究表明，玉竹具有预防和治疗心
脑血管病、降血糖、降血脂、缓解动脉硬化，抗肿瘤、抗
衰老等作用。 玉竹还有类似肾上腺皮质激素的作用，
也有润肠通便的功效[2]。另外，玉竹中富含钾钙铁铜等
矿质元素及多种氨基酸和维生素 A等。 除药用外，玉
竹还可作为蔬菜、食品、保健品和化妆品等。玉竹作为
保健食品开发，其市场前景广阔。近年来，保健食品成
为世界天然药物中发展最为迅速的产品之一，是我国
中药材出口的重要品种[3]。 主要分于东北、华北、河南、
湖北、湖南等地。 目前在广东、香港地区以及东南亚市
场上，以玉竹为原料加工的保健食品非常畅销，并且需
求量逐年增大。国内外对玉竹活性化学成分、药理作用
以及有关玉竹的栽培管理方面的研究已有报道 [4～7]，但
是对玉竹开花特性及花粉生活力尚未见报道。该试验
通过观察玉竹的开花习性， 采用悬滴液发芽培养法、
碘-碘化钾(I2-KI)染色法、氯化三苯基四氮唑(TTC)染
色法、亚甲基蓝染色法、卡宝品红染色法测定花粉的
生活力，筛选出适宜的花粉生活力测定方法。 旨在进
一步了解玉竹开花生物学特性，为研究玉竹的有性繁
殖特征积累资料，进一步为玉竹的育种研究工作提供
参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
材料取自吉林农业大学药用植物园，经吉林农业
大学药用植物育种教研室任跃英教授鉴定为玉竹。试
验时间为 2014 年~2015 年的 4 月末～5 月中下旬 (玉
竹花期)。 从现蕾期开始对玉竹植株进行选定并观察
记录。花粉的采集：每天上午十点取刚开裂的花药，剥
离其花粉进行研究， 所有花粉的活力均在 Olympus
CX31 RBSFA 型光学显微镜下观察并拍照。 每种染色
方法观察 3 个视野， 每个视野大约观察花粉 100 粒，
计算平均值。试验设置 3 个重复，花粉活力=着色花粉
数/观察花粉总数×100%。
1.2 试验方法
1.2.1 玉竹花器官形态观察
选取生长正常的玉竹花朵进行观察。
1.2.2 玉竹花期观察
朵花期观察：试验地内随机选取现蕾初期的玉竹
花 30朵， 每天定时观察。 从现蕾初期开始到花朵枯
萎，记录其单朵花开放持续时间。开花标准，花蕾刚露
出为始开，全部枯萎为开完。同时记录各个花期（现蕾
期、含蕾期、始花期，盛花期和凋谢期）所持续的时间。
序花期观察：试验地内随机选取玉竹不同植株花
序 20枝，每天定时观察。记录每一花序的第一朵花开
放到最后一朵花凋谢所持续时间。
株花期观察： 在试验地内随机选择 15 株进行观
察，记录每一株第一朵花开放日到该株全部花开完为
止的持续时间。
田间盛花期：选生长健壮，生育期一致的 20 株玉
竹进行观察，从开始见花到终花期，每天 17~18 时观
察一次，对一天所开的花数进行统计计数，然后把所
开的花朵全部摘除，以利第二天计数。
1.2.3 花粉生活里的测定方法
悬滴液发芽法:悬滴液发芽法配制花粉萌发通用
培养基 10%蔗糖+H3BO3100mg/L+ Ca(NO3)2300mg/
L+MgSO4200mg/L+KNO3100mg/L 溶液， 将配置好的
培养基溶液滴于凹槽载玻片上，于上午 10 点取花粉，
将少量花粉置于培养基中，轻晃混匀。 将凹槽载玻片
盖上盖子，放入培养皿中，可在培养皿中适当加水，放
入 25℃恒温箱培养，2h后统计发芽率。
碘-碘化钾（I2-KI）染色法:称取 2g碘化钾溶解于
7mL 蒸馏水中后再加入 1g 碘晶体， 待完全溶解后再
加蒸镏水 300mL，配成碘—碘化钾溶液。 取少量的花
粉放入 1.5mL 离心管中，然后加入几滴碘化钾，使花
粉散开，振荡 30 s，使染色更充分。而后用微量进样器
吸取一定量的花粉液， 至于载玻片上压片，Olympus
CX31RBSFA 型光学显微镜下观察并拍照。 凡被染成
蓝色表示有生活力，黄褐色为缺失生活力。
氯化三苯四氮唑(TTC)染色法:称取 0.5g2,3,5-三
苯基氯化四氮唑（TTC）溶解于 100mL 磷酸盐缓冲液
中即配成 0.5%TTC 溶液。 取少量花粉于凹玻片的凹
槽内，滴入浓度为 0. 5 %的 TTC 溶液 1 滴，用镊子搅
拌均匀，盖上盖玻片，然后放置于 25～30 ℃的恒温箱
内 15～20 min。在显微镜下观察，凡被染成红色的均为
有生活力的。
亚甲基蓝染色法:称取亚甲基蓝粉末 2g，少许蒸
馏水溶解后，蒸馏水定容到 100mL。 将花粉振播于在
凹形载玻片的凹槽内， 滴一滴 0. 2%亚甲基蓝溶液，
用镊子搅拌均匀，然后盖片、镜下观察。凡是染成蓝色
的表示有生活力，没有着色或者着色过浅者为丧失生
活力的花粉。
改良石炭酸染色法 : 将 3g 碱性品红溶于
100mL70%酒精中， 取 10mL 加入到 90mL5%石炭酸
水溶液中。 另取一个 100mL 细口瓶， 注入上述原液
55mL 后加入 6 mL 冰醋酸，再加 6 mL 福尔马林(38%
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 4 期
的甲醛)，充分混合。 取加入冰醋酸和福尔马林的混合
液 15mL， 向其中加 45%冰醋酸 85 mL， 再加山梨醇
1.8g。既可以配成 10%～20%浓度的石炭酸品红液。放
置两周后使用。 取少量花粉于凹玻片的凹槽内，滴入
改良石炭酸溶液 1 滴，用镊子搅拌均匀，盖上盖玻片，
显微镜下观察，有生活力的花粉呈现红色，无生活力
的花粉无色。
2试验结果与分析
2.1 玉竹花器官形态观察结果
玉竹是两性花，少见有单性雄花。 螺状单歧聚伞
状总状花序，腋生，弯而下垂；花略有香气；单被花，花
被下部合生成筒状钟形（白色到淡黄绿色），先端分裂
成 6 枚裂片，裂片覆瓦状排列，卵形或广卵形，黄绿
色，分离；雄蕊 6，花丝扁平，花药条形，基着药，黄色；
花柱单一，线性，着生于花被筒中部，子房、花柱和柱
头全部连合，柱头 3裂；子房上位，倒卵形，中轴胎座，
3心皮合生，3室复子房，每室胚珠不定。 玉竹花的出
现是伴随叶的出现而出现的，当叶片展叶时其叶腋处
就出现玉竹的花。 玉竹不同花期的花器官形态大小，
结果见表 1。
表 1 玉竹不同花期花器官形态大小
Table 1. Flowering Polygonatum floral organ shape and size
2.2 玉竹花期观察结果
2.2.1 玉竹朵花期观察结果
从现蕾期开始到花朵凋谢， 持续时间为 12~17
天，各个花期形态及持续时间，结果见表 2。
2.2.2 玉竹序花期观察结果
通常每个花枝上有花 1~ 4 朵。 开放顺序自下而
上开放。 每一花序开花持续时间平均约为 2~4d。
2.2.3 玉竹株花期观察结果
玉竹每一株上的花序数量随植株大小而不同，至
下而上顺序开放。每一植株上的花序从 4月末到 5月
中旬陆续开放，每株开花持续时间约为 25 d左右。
2.2.4 玉竹盛花期观察结果
调查结果见图 1，可知在见花 13d 时开花数最大
为 120 朵，玉竹盛花期在见花的第 9~16d，开花数为
717 朵，整个花期开花数为 1229 朵，盛花期占整个花
期的 58.34%。
表 2 玉竹各个花期形态特征及持续时间
Table 2.Polygonatum odoratum various flowering morphology and duration
图 1 玉竹日开花频率调查
Figure 1 Polygonatum odoratum flowering frequency questionnaire
2.3 花粉生活力测定结果与分析
通过显微镜观察发现， 玉竹花粉粒呈浅黄色，不
规则球形，较饱满。
2.3.1 悬滴发芽法测定结果
花粉粒在 25℃培养箱中培养 2h后， 显微镜下观
察花粉共计 659 粒，其中萌发的花粉 624 粒，计算得
玉竹花粉的发芽率为 94.67%，亚甲基蓝染色见图 2。
2.3.2 I2-KI 染色法测定结果与分析
I2-KI溶液的作用原理是将花粉粒中积累的较多
淀粉染成蓝色，其中活力较强的花粉粒被染成蓝色至
深蓝色，呈现淡蓝色的花粉是活力较弱的花粉，不着
色的花粉是无活力的花粉。 通过显微镜观察发现，I2-
KI 染色法对玉竹花粉粒染色效果不明显， 将有生活
力花粉壁染成蓝色，花粉内部呈现深褐色，活力较弱
或无活力的花粉内部呈现浅褐色，此法染色不佳可能
与花粉粒中淀粉含量有关。该试验显微镜下观察花粉
共计 872 粒，其中可见染色较深花粉 545 粒，计算得
玉竹花粉的生活力为 62.5%，染色效果见图 3。
2.3.3 TTC 染色法测定结果与分析
TTC 染色法可用于检测花粉呼吸过程中脱氢酶
的活性，具有生活力的花粉中含脱氢酶，它催化底物
生长时期
花器形态大小
花蕾长
（mm）
花蕾直径
（mm）
花被片宽
（mm）
现蕾期 9.97 3.49 3.68
含蕾期 14.26 4.95 4.08
始开期 16.31 5.52 4.55
盛开期 18.38 6.89 5.74
凋谢期 18.56 2.76 1.33
花期 形态特征 持续时间（d）
现蕾期 叶片展叶时，叶腋中开始出现玉竹的花蕾，花蕾似筒状，花蕾从底端白色到顶端嫩黄色 3~4
含蕾期 花冠逐渐生长，颜色由白色逐渐变嫩绿，花被片尖端现绿色，并且颜色逐渐加深，花被片前端尚密闭 3~4
始花期
花被下部合生成筒状钟形（白色到淡黄绿色），花被片
前端分裂成 6枚裂片，可见白色雌蕊伸出，周围有黄色
雄蕊簇拥
2~3
盛花期
花冠裂片覆瓦状排列，花被先端向外张开呈黄绿色，内
侧裂片平展，外侧裂片向后弯曲，花被下部为白色到淡
黄绿色的筒状钟形
0.5~1
凋谢期 花被片伸直闭合，萎蔫、皱缩，颜色变淡黄色或浅棕色，失去光泽，直至脱落 4~5
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使脱下的氢与 TTC结合，生成红色化合物甲月替。 因
此凡有生活力的花粉呈红色， 生活力弱的呈浅红色，
无生活力的不显色或呈黄色。 通过显微镜观察发现，
TTC染色法将有生活力花粉壁外缘染成红色，花粉内
部都呈现黄褐色, 而没有生活力的花粉整个都呈现黄
褐色, 在光学显微镜不易于分辨其生活力的有无，此
法可能与花粉呼吸作用、花粉外壁结构有关，同时与
TTC溶液的 PH值有关。 该试验显微镜下观察花粉共
计 1032粒，其中可见染色较深花粉 672 粒，计算得玉
竹花粉的生活力为 65.12%，染色效果见图 4。
2.3.4 亚甲基蓝染色法测定结果与分析
亚甲基蓝的染色原理是根据花粉粒的细胞质存
在与否判断其活力， 具有生活力的花粉粒被染成蓝
色， 生活力较弱或者无活力的花粉着色较浅或无色。
此法与离体萌发测定呈相关性，迅速简便。 该试验显
微镜下观察花粉共计 923 粒，其中可见染色较深花粉
876 粒，计算得玉竹花粉的生活力为 94.91%，染色效
果见图 5。
2.3.5 改良石炭酸染色法测定结果与分析
改良石炭酸针对细胞核和染色体染色， 方便快
捷。有生活力的花粉呈现红色，无生活力的花粉无色。
光学显微镜下观察发现，花粉粒着色几乎达 100%，全
部被染成红色，其中未成熟、败育、衰老和死亡的花粉
也被染成红色，此方法测定花粉活力结果偏高，染色
效果见图 6。




2-A 2-B
3
6 5
4
图 2 花粉萌发 2h（亚甲基蓝染色 A 萌发的花粉 100×；B 萌发的花粉 400×）
图 3I2-KI 染色花粉 400×；图 4TTC 染色花粉 100×；图 5 亚甲基蓝染色花粉 100×；图 6 改良石炭酸染色花粉 400×
Fig.2Pollen germination 2 h（2-3methylene blue A Germinating Pollen 100×;B Germinating Pollen 400×）
Fig 3I2-KI staining pollen 400 ×; Fig 4TTC staining pollen 100 ×; Fig. 5 methylene blue staining pollen 100 ×; Fig. 6 modified phenolic
staining pollen 400 ×
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3 结论与讨论
3.1 玉竹开花习性
开花是植物发育过程中一个重要的质变过程，花
器官的分化和发育是高等植物从营养生长转向生殖
生长、实现世代交替的关键环节[8]。 任跃英等[9]对薏苡
的开花习性做了详细的报道，陈忠文等 [10]对豆薯的开
花习性作了报道，试验观察结果可知，吉林省农业大
学药园基地的玉竹花期为 4 月末到 5 月下旬，持续约
25d左右。 玉竹朵花期从现蕾到凋谢时长 12~17d；每
一花序开花持续时间为 2~4d； 盛花期在见花的 9~
15d，占整个花期的 58.34%。 玉竹花期可能与温度、湿
度有关，最适宜的温度、湿度范围有待于进一步的观
察分析。 温度、湿度还可能影响玉竹花药的散粉与存
活时间。
3.2 玉竹花粉生活力测定方法的筛选
花粉活力是植物生殖研究的主要内容之一 [11、12]。
张妍等[13]研究发现 MTT 染色法是观测穿龙薯蓣花粉
活力及柱头可授性的最佳方法，高延辉等 [14]对菘蓝花
粉活力测定染色剂进行了筛选。 高巍等[15]对君子兰花
粉活力测定的染色剂进行了筛选，指出 I2-KI 染色法
为测定君子兰花粉生活力的最佳方法。 从表 3、 表 4
中可以看出， 利用 I2 -KI 和 TTC 染色法测定玉竹花
粉的生活力时，只有花粉壁边缘变色，花粉内部仍然
呈现黄褐色，在光学显微镜下不易于观测。 而使用改
良石炭酸染色时，花粉粒着色几乎达 100%，全部被染
成红色，其中未成熟、败育、衰老和死亡的花粉也被染
成红色，此方法测定花粉活力结果偏高，说明以上三
种方法不适用于玉竹花粉生活力的测定。使用亚甲基
蓝染色法观测时，测得花粉活力与悬滴培养法测定结
果符合度高，且这种方法简便，与离体萌发测定具有
一定相关性。 综上所述，使用亚甲基蓝染色法观测定
玉竹花粉活力为最佳方法。
表 3 玉竹花粉活力测定方法比较
Table 3.Polygonatum odoratum determination of pollen viability Comparison
表 4 不同方法测定玉竹花粉生活力
Table4.Different methods of Polygonatum odoratum,s pollen viability
参 考 文 献
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Li,Huai-Den Li,Ning Ma. Antihyperglycemic effects of
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处理方法 生活力强 生活力弱 清晰度 时间（min）
悬滴培养法 花粉管伸长 无变化 清晰 120
I2-KI 蓝色 黄褐色 不清晰 2
TTC 红色 黄褐色 不清晰 20
亚甲基蓝 蓝色 颜色过浅 清晰 2
改良酸性品红 红色 红色 不清晰 2
检测项目 悬滴培养法 I2-KI染色法 TTC染色法 亚甲基蓝染色法 卡宝品红染色法
观察花粉
总数 (个)
659 872 1032 923 836
着色花粉
数(个)
624 545 672 876 831
花粉生活
力（%）
94.67%Bb 62.50%Cc 65.12%Cc 94.91%Bb 99.40%Aa
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