全 文 ：　［收稿日期］　２０１３－０９－２２；２０１４－０１－１９修回
　［基金项目］　武汉市科技攻关项目“藜豆引种与高产栽培关键技术研究”（２０１１２０８２２２８１）
　［作者简介］　张凤银（１９６４－），女，副教授，硕士，从事园艺植物遗传育种及栽培生理研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｆｅｎｇｙｉｎ０８１１＠１２６．ｃｏｍ
［文章编号］１００１－３６０１（２０１４）０３－０１３１－００３１－０３
藜豆花粉的形态及其活力测定方法比较
张凤银，魏传斌，徐小玉，雷 刚
（江汉大学 生命科学学院，湖北 武汉４３００５６）
　　［摘　要］为藜豆的杂交育种及传粉生物学研究等提供基础资料与科学依据，筛选适宜的花粉活力快速
测定方法，以白花黑籽藜豆花粉为材料，用光学显微镜观察花粉形态及萌发花粉管的数目，并用ＴＴＣ法、Ｉ－
ＫＩ法和醋酸洋红法对其花粉活力进行了测定。结果表明：成熟的藜豆花粉近似圆球形，有３个萌发孔，但只
有１个萌发孔长出花粉管；ＴＴＣ法着色效果差，Ｉ－ＩＫ着色时间长（约２０ｍｉｎ），而醋酸洋红染色法着色快（约
２ｍｉｎ），染色清晰；醋酸洋红法适合藜豆花粉活力的快速测定。
［关键词］藜豆；花粉形态；花粉管；花粉活力
［中图分类号］Ｓ５６７．２１＋９ ［文献标识码］Ａ
Ｐｏｌｅｎ　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｌｅｎ　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　Ｓｔｉｚｏｌｏｂｉｕｍ　ｃｏｃｈｉｎｃｈｉｎｅｓｉｓ
ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇｙｉｎ，ＷＥＩ　Ｃｈｕａｎｂｉｎ，ＸＵ　Ｘｉａｏｙｕ，ＬＥＩ　Ｇａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉａｎｇｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００５６，Ｃｈｉｎａ）
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｂａｓｉｃ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｈｙｂｒｉｄ　ｂｒｅｅｄｉｎｇ　ａｎｄ
ｐｏｌｉｎａｔｉｏｎ　ｂｉｏｌｏｇｙ，ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｔｏ　ｓｅｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｒａｐｉｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｉｆｅ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ
ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｔｏ　ｏｂｓｅｒｖｅ　ｔｈｅ　ｐｏｌｅｎ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｏｌｅｎ　ｔｕｂｅ　ｏｆ
Ｓ．ｃｏｃｈｉｎｃｈｉｎｅｓｉｓ　ｂｙ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ｔｏ　ｏｂｓｅｒｖｅ　ｔｈｅ　ｐｏｌｅｎ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｕｓｉｎｇ　ＴＴＣ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，Ｉ－
ＫＩ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ａｃｅｔｏ－ｃａｒｍｉｎｅ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｏ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｌｉｆｅ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｅｌｖｅｔ　ｂｅａｎ
ｐｏｌｅｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍａｔｕｒｅ　ｐｏｌｅｎ　ｗａｓ　ｏｆ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ　ｒｏｕｎｄ　ｂａｌ　ｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｈａｄ　ｔｈｒｅｅ
ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｐｅｒｔｕｒｅｓ，ｂｕｔ　ｏｎｌｙ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｗｏｕｌｄ　ｇｒｏｗ　ｕｐ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｅｎ　ｔｕｂｅ．Ｔｈｅ　Ｉ－ＫＩ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄ　ｔｈｅ　ＴＴＣ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｉｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｂａｄ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｔｉｍｅ（ａｂｏｕｔ
２０ｍｉｎ）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ａｃｅｔｏ－ｃａｒｍｉｎｅ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｗａｙ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｐｏｌｅｎ
ｖｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓ．ｃｏｃｈｉｎｃｈｉｎｅｓｉｓ　ｆｏｒ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｒａｐｉｄｌｙ　ａｎｄ　ｉｄｅａｌ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｔｉｚｏｌｏｂｉｕｍ　ｃｏｃｈｉｎｃｈｉｎｅｓｉｓ；ｐｏｌｅｎ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ｐｏｌｅｎ　ｔｕｂｅ；ｐｏｌｅｎ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ
　　藜豆（Ｓｔｉｚｏｌｏｂｉｕｍ　ｃａｐｉｔａｔｕｍ　Ｋｕｎｔｚｅ），别名猫
豆、狗 爪 豆 等，属 豆 科 （Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｅ）藜 豆 属
（Ｓｔｉｚｏ１ｏｂｉｕｍ）一年生缠绕性草本植物［１］，原产于亚
洲南部，分布于热带和亚热带地区。我国主要种植
在四川、云南、贵州和广西等地区［２］。藜豆具有药
用［３－４］、食用［５］及饲料［６］等多种用途。其种质资源较
为丰富，为其杂交育种奠定了良好的基础。植物花
粉作为植物体携带遗传信息的雄性生殖细胞，其形
态具有较强的遗传保守性，在世代相传过程中，基本
上保持固有形态特征［７］，并且不同的科、属、种植物
之间，花粉的大小和形状差异较大［８］，因此花粉的形
态和结构特征是鉴别植物种的重要依据之一［７］。而
花粉活力大小将直接影响结实率的高低。花粉的产
量及其质量也直接影响育种的成败［８］。测定花粉活
力强弱的常用方法有离体培养萌发法、染色方法等。
离体培养萌发法是最接近花粉真实活力的测定方
法，但花粉的萌发率受培养基的条件（ｐＨ、蔗糖浓度
等）影响，而且周期长，步骤繁琐，不适合大量样本快
速测定［９］。而染色方法能快速测定花粉生活力的大
小［１０］。至今未见有关藜豆花粉形态、花粉活力测定
方法方面的研究报道。对此，笔者以白花黑籽藜豆
花粉为材料，用光学显微镜观察花粉形态及萌发花
粉管的数目，并用ＴＴＣ法、Ｉ－ＫＩ法和醋酸洋红法测
定藜豆花粉活力，以期寻求快速测定藜豆花粉生活
力的方法，为藜豆的杂交育种及传粉生物学研究等
提供基础资料和科学依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料
四川白花黑籽藜豆，种植于江汉大学试验基地。
收集新鲜的花粉作为花粉形态观察及活力测定的试
验材料。花粉形态观察及活力测定于２０１１年９月
在江汉大学生命科学学院实验中心进行。
１．２ 方法
１．２．１ 花粉活力测定
１）氯化三苯基四氮唑法（ＴＴＣ法）［１１］。将现采
　贵州农业科学　２０１４，４２（３）：３１～３３
　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
的花粉轻轻涂抹于载玻片上，加１～２滴０．５％
ＴＴＣ溶液，用镊子搅拌均匀，盖上盖玻片。将制片
置于室温（２５℃左右）及３５℃恒温箱中。１５～４０
ｍｉｎ后置于低倍光学显微镜下观察。凡被染成红色
的为有活力花粉，无色的为无活力花粉。
２）碘－碘化钾（Ｉ－ＫＩ）染色法［１２］。将现采的花粉
轻轻涂抹于载玻片上，加入１～２滴Ｉ－ＫＩ溶液，用镊
子轻轻搅拌均匀。染色后盖上盖玻片，在低倍光学
显微镜下观察，被染成蓝色的为有活力花粉，黄褐色
的为无活力花粉。
３）醋酸洋红染色法［１３］。将现采的花粉轻轻涂
抹于载玻片上，滴加１～２滴１％醋酸洋红溶液，
２ｍｉｎ后盖上盖玻片，用光学显微镜观察，被染成红
色的表示花粉有活力，无色的表示花粉缺乏活力。
１．２．２ 萌发花粉管观察 采摘开花当天的花序插
入清水中，在第２天下午（大约３０ｈ后）将散开的花
粉涂抹于载玻片上，用１％醋酸洋红染色，光学显微
镜下观察萌发花粉管。
２ 结果与分析
２．１ 花粉形态
在光学显微镜下观察到藜豆成熟的花粉近似圆
球形，其边缘为透明状，具有３个萌发孔（图１Ａ），但
只有１个萌发孔在花粉萌发时形成花粉管（图１Ｂ）。
２．２ 花粉活力测定方法比较
花粉用 ＴＴＣ 法染色效果差，为灰褐色（图
２Ａ～Ｂ），而且在室温下保持完整的花粉（图２Ａ），而
在３５℃下，花粉遭到破坏（图２Ｂ）。通过延长染色
的时间（４０ｍｉｎ，一般植物花粉染色１５ｍｉｎ即可观
察颜色效果［１２］）也未见花粉被染成红色。花粉用Ｉ－
ＫＩ染色时，着色时间较长，约需２０ｍｉｎ，饱满而有活
力的花粉被染成红棕色（图２Ｃ左上方箭头），而畸
形无活力花粉被染成金黄色（图２Ｃ右上方箭头）。
用醋酸洋红染色花粉，着色快、效果好，有活力的花
粉被染成红色（图１Ａ），无活力的花粉不着色。
A，成熟花粉粒 B，萌发花粉管
图１ 醋酸洋红染色后藜豆的成熟花粉及萌发花粉管
Ｆｉｇ．１　Ｍａｔｕｒｅ　ｐｏｌｅｎ　ａｎｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｏｌｅｎ　ｔｕｂｅ　ｏｆ　ｖｅｌｖｅｔ
ｂｅａｎ　ｕｓｉｎｇ　ａｃｅｔｏ－ｃａｒｍｉｎｅ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ
图２ ＴＴＣ和Ｉ－ＫＩ染色方法染色后的藜豆花粉
Ｆｉｇ．２　Ｓｔａｉｎｅｄ　ｐｏｌｅｎ　ｏｆ　ｖｅｌｖｅｔ　ｂｅａｎ　ｕｓｉｎｇ　ＴＴＣ　ａｎｄ　Ｉ－ＫＩ　ｓｔａｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ
３ 结论与讨论
１）结果表明，藜豆的花粉为圆球形，具有３个
萌发孔，但只１个萌发孔长出花粉管。醋酸洋红染
色法是适合藜豆花粉活力测定的快速测定方法。研
究结果可为藜豆的杂交育种及传粉生物学研究等提
供科学参考。
２）通常１粒花粉萌发时产生１个花粉管，但有
些多个萌发孔的花粉，如锦葵科、葫芦科和桔梗科植
物可以同时长出数个花粉管［１４］。本研究观察到藜
豆的花粉有３个萌发孔，但只有１个萌发孔长出花
粉管，推测多萌发孔的花粉萌发时长出花粉管的个
数与植物的种类有关。
３）花粉含有丰富的内含物，对保证花粉的进一
步萌发和花粉管的生长是必需的。根据花粉内含物
主要是淀粉还是脂肪而区分为淀粉质花粉和脂肪质
花粉［１４］。Ｉ－ＫＩ染色法［１２］和醋酸洋红染色法［１３］分别
是用来鉴定淀粉质花粉和脂肪质花粉生活力的方
法。Ｉ－ＫＩ对禾谷类植物的淀粉质花粉进行染色时，
被染成蓝色的为发育良好、活力较强的花粉，黄褐色
的为发育不良的花粉，而且淀粉含量越高，染的颜色
越深，越接近深蓝色［１４］。本研究结果表明，用Ｉ－ＫＩ
染色藜豆花粉（着色需要时间较长，约２０ｍｉｎ），饱
满活性强的花粉被染成红棕色，发育不良的畸形花
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　贵 州 农 业 科 学
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
粉被染成金黄色，这和王定康等［１０］在滇重楼的花粉
中的研究结果一致。淀粉分为直链淀粉和支链淀
粉，直链淀粉遇碘反应呈蓝色，而支链淀粉为紫红
色［１６］。因此，藜豆花粉含的淀粉主要是支链淀粉。
藜豆的花粉用醋酸洋红染色时，饱满的花粉被染成
红色，活性弱的为无色。说明藜豆饱满花粉中也含
有丰富的脂肪。另外，醋酸洋红染色时，着色快
（２ｍｉｎ），有活力的为红色，无活力的不着色。
３）ＴＴＣ染色法也常用于测定花粉生活力的强
弱，其染色效果与花粉中脱氢酶的活性有关。有活
力的花粉均被染成红色，无活力的花粉不着色［１２］。
但是不同植物花粉的特性不同，适宜的染色条件不
同［１７］。王艳哲等［１３］和许利彩等［１８］发现，在３５℃下
分别用０．５％ＴＴＣ和１％ＴＴＣ染色１０～１５ｍｉｎ，能
快速、准确测定玉米和西葫芦花粉生活力的强弱；张
雄［１７］发现，ＴＴＣ染色小麦花粉适宜的温度为３７℃，
且ＴＴＣ的浓度高，显色需要的时间短。本研究发
现，用此法测定藜豆花粉生活力的效果不佳。进一
步延长染色的时间（４０ｍｉｎ）也未发现染成红色的花
粉，这和在滇重楼［１０］及青阳参［１９］等的研究结果相
似，同时还发现，藜豆花粉在３５℃易遭到破坏。因
此，ＴＴＣ染色法应用于藜豆花粉活力测定的适宜条
件还有待进一步研究。
［参 考 文 献］
［１］ 林妙正，邝伟生．广西猫豆资源［Ｊ］．广西农业科学，
１９９０（２）：１７，２３．
［２］ 张德纯．蔬菜史话·藜豆［Ｊ］．中国蔬菜，２００９（１９）：
３６．
［３］ 韦棠山，陈元生，杨得坡，等．石山地区猫豆生态生物
学特点与优质高产栽培技术［Ｊ］．亚太传统医学，２００６
（１２）：６８－７１．
［４］ 蔡 军，朱兆仪．藜豆属药用植物资源研究概［Ｊ］．中
草药，１９８８，１（２）：３７－４０．
［５］ 何翠屏，王慧忠，邓国栋．狗爪豆生物碱、左旋多巴及
其营养成分测定［Ｊ］．山地农业生物学学报，２００３，２２
（３）：２３３－２３６．
［６］ 王慧忠．西南喀斯特地区狗爪豆药用与饲用价值研究
［Ｊ］．湖北农业科学，２００３（２）：７８－８０．
［７］ 蓝盛银，徐珍秀．植物花粉剥离观察扫描电镜图解
［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９６．
［８］ Ｋｏｌｏｎ　Ｊ．Ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｐｏｌｅｎ　ｇｒａｉｎ　ｓｃｕｌｐｔｕｒｉｎｇ　ｉｎ
ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ｏｆ　ｒｏｓａｃｅａｅ　ｆａｍｉｌｙ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｓｏｃｉｅｔａｔｉｓ
Ｂｏｔａｎｉｃｏｒｕｍ　Ｐｏｌｏｎｉａｅ，１９８２，５１（３）：３４１－３４４．
［９］ 韩成刚，盖树鹏．芍药花粉活力测定方法的研究［Ｊ］．
江苏农业科学，２０１２，４０（５）：１２４－１２６．
［１０］ 王定康，孙桂芳，郭志明，等．滇重楼的花粉活力测定
方法比较［Ｊ］．安徽农业科学，２００７，３５（３５）：１１４５１－
１１４５３．
［１１］ 李继爱，姜贺飞，赵惠思．洋水仙花粉生活力的测定方
法初探［Ｊ］．中国农学通报，２０１０，２６（１７）：２４２－２４５．
［１２］ 王学奎．植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］．２版．北
京：高等教育出版社，２００６．
［１３］ 张子学，孙 峰．辣椒花粉生活力最佳测定方法的筛
选［Ｊ］．种子，２００２（１）：３２－３３．
［１４］ 胡适宜．被子植物生殖生物学［Ｍ］．北京：高等教育出
版社，２００５．
［１５］ 王艳哲，崔彦宏，张丽华，等．玉米花粉活力测定方法
的比较研究［Ｊ］．玉米科学，２０１０，１８（３）：１７３－１７６．
［１６］ 宋高友，张纯慎，苏益民，等．采用高粱花粉遇碘呈色
反应筛选直连和支链淀粉的方法［Ｊ］．核农学通报，
１９８８，９（５）：１２１－１２３．
［１７］ 张 雄．用“ＴＴＣ”法（红四氮哩）测定小麦根和花粉的
活力及其应用［Ｊ］．植物生理学通讯，１９８２（３）：４８－５０．
［１８］ 徐利彩，李海真，沈火林．西葫芦花粉生活力测定方法
及最佳授粉时间的研究［Ｊ］．河南农业科学，２００９（８）：
１２０－１２５．
［１９］ 王定康，孙桂芳，郭志明，等．青阳参花粉活力测定方
法比较［Ｊ］．安徽农业科学，２００８，３６（１２）：５１０４－５１０６．
（责任编辑：杨　林）
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　张凤银 等　藜豆花粉的形态及其活力测定方法比较
　ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇｙｉｎ　ｅｔ　ａｌ　Ｐｏｌｅｎ　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｌｅｎ　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　Ｓｔｉｚｏｌｏｂｉｕｍ　ｃｏｃｈｉｎｃｈｉｎｅｓｉｓ