全 文 ：文章编号:1001-4721(2012)04-0033-05
收稿日期:2012-09-03
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAI06A12-14);云南省人才培引计划(2006PY02-33);云南省重点产业创新工程
(2008IF006)
作者简介:孙玉琴(1975-), 女 ,吉林临江人 ,副研究员 , 硕士 ,从事以三七为主的中药材栽培和育种研究。
▲通讯作者:陈中坚 , E-mail:08765173@163.com.
屏边三七的花粉活力和柱头可授性研究
孙玉琴1 ,陈中坚1 ,3▲ ,韦美丽1, 3 ,黄天卫1 , 3 ,王朝梁1 ,周世良2
(1.文山三七研究院栽培研究所 , 云南 文山 663000;
2.中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室 ,北京 100093;
3.文山苗乡三七实业有限公司 ,云南 文山 663000)
摘要:用噻唑蓝染色法测定屏边三七花粉不同保存条件下的活力和寿命 , 用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性。结果表
明 ,屏边三七花粉离开母体后活力较高 , 达到 89.91%。在冷藏条件(4℃)下 , 贮藏时间在 12d之内 ,屏边三七花粉活力的衰减
程度小于 20%, 具有较高的活力;屏边三七花粉保存 60d后完全失去活力;在冰冻条件(-20℃)下 , 屏边三七花粉保存 35d 后
活力下降至 2.05%, 至 46d 后完全失去活力。屏边三七的柱头在小花开放后第 8 天开始具有强可授性 ,可授性高峰期持续时
间为 5d , 柱头可授性在 1d 之中的高峰期为11∶00 ～ 16∶00。研究结果为杂交育种时间的选择提供依据。
关键词:屏边三七;花粉活力;柱头可授性
中图分类号:S567.23+6.041　　　　　文献标识码:A
Pollen Viability and Stigma Receptivity of Panax stipuleanatus
SUN Yu-qin1 ,CHEN Zhong-jian1 , 3▲ ,WEI Mei -li1 , 3 ,HUANG Tian-wei1 , 3 ,
WANG Chao-liang1 ,ZHOU Shi-liang2
(1.Institute of Cultivation Wenshan Sanqi Research Academy ,Wenshan 663000 ,China;
2.State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany , Institute of Botany ,
the Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100093;
3.Wenshan Miaoxiang Notoginseng Co.,Ltd ,Wenshan 663000 ,China)
Abstract:The pollen viability of Panax stipuleanatus was determined by MTT , and the stigma receptivity was visualized by using benzidine-
H2O2 reaction.The results showed that the pollen viability of Panax stipuleanatus was higher than 89.91% after leaving maternal.When pollen
was preserved at 4℃ for 60 days , the viability was lost completely and at -20℃ for 35 days , the viability attenuated to 2.05% and for 46 days
the viability was lost completely.The stigmas of Panax stipuleanatus had the highest receptivity for five days from the eighth day after flowering ,
the peak stigma receptivity stages were 11∶00～ 16∶00.The study pollen viability and stigma receptivity of Panax stipuleanatus for cultivar
breeding by artificial hybridization.
Key words:Panax stipuleanatus;Pollen viability;Stigma receptivity
　　屏边三七(Panax stipuleanatus H.T.Tsai et K.M.
Feng)系五加科人参属植物 ,其根具有散淤定痛 、疗
伤止血 、滋补等功效 ,主治肝肾不足所致腰膝酸软无
力 、肢体麻木 、筋骨拘挛等症 。产于云南东南部海拔
特 产 研 究 Special Wild Economic Animal and Plant Research 33　
1 100 ～ 1 700m的山谷潮湿林内 ,越南北部的老街及
贵州水城也有分布[ 1～ 4] ,是国家二级保护植物 。
目前 ,对屏边三七研究和利用都很少 ,仅在化学
成分[ 5] 、植物分类[ 6]及光合作用[ 7]方面有少量报道 。
在同属植物三七[ Panax notoginseng(Burk.)F.H.
Chen]的品种选育研究中 ,屏边三七为同属植物三七
的近缘种[ 8 ,9] ,并且屏边三七抗病性极强 ,田间观察
几乎不感染病害 ,是首选利用的种质资源 ,在与三七
的远缘杂交及种质创新中有重要作用。课题组在前
期研究中对屏边三七的开花物候期 、花序生长动态
及开花和散粉规律已有所了解[ 10] ,但成熟花粉保存
期活力与寿命 、雌蕊柱头的可授性等仍不为人们所
知 ,而杂交育种又必须掌握这些信息。为此 ,课题组
对屏边三七花粉散粉后不同保存条件下花粉活力和
柱头可授性进行了细致的观察和实验分析 ,旨在为
三七 、屏边三七的远缘杂交研究提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
材料来自文山三七研究院砚山试验场种质资源
圃 ,经陈中坚副研究员及周世良研究员鉴定为屏边三
七。该材料野生于云南省马关县古林箐乡老君山自
然保护区 ,转移至种质资源圃内盆栽种植 ,种群总量
共1 984株 ,生长年限不等 、不详 ,多为20 ～ 40年生。
1.2　不同保存条件下屏边三七花粉活力测定
在屏边三七盛花期 ,中午于田间收集已散粉的
屏边三七花粉于滤纸中 ,迅速转至冷藏条件(4℃)及
冷冻条件(-20℃)保存 ,考察屏边三七花粉在这 2
种条件下的活力变化及寿命。屏边三七花粉活力测
定采用噻唑蓝(MTT)染色法 。称取 0.1g MTT ,溶解
于10mL 配置好的 5%的蔗糖溶液中 ,摇匀置于冰箱
中避光保存 。取少量屏边三七花粉置于载玻片上 ,
加1 ～ 2滴MTT 溶液 ,盖上盖玻片。将制片在室温下
放置15min ,然后在低倍镜下观察 。凡是染成紫红
色的花粉 ,其生活力为强 ,淡红的次之 ,无色的为不
具活力的花粉或不育花粉 。观察 3个制片 ,每片取
5个视野观察花粉中紫红色花粉所占比例 ,然后计
算花粉的活力百分率 。
1.3　屏边三七柱头可授性测定
每个时间段标记 10个柱头检测 ,测定屏边三七
小花从开花到谢花后一段时间柱头可授性的变化 ,
确定小花开花后柱头可授性的高峰期 ,在高峰期检
测屏边三七柱头在 1d之内(8∶00 ～ 18∶00)的可授性
变化。柱头可授性测定方法采用联苯胺-过氧化氢
法[ 11] 。在屏边三七盛花期(4月中旬),每天中午采
开花后不同天数的花朵 ,将其柱头浸入凹面载片中
含有联苯胺-过氧化氢反应液(1%联苯胺-3%过
氧化氢-水=4∶11∶22 , v/v)的凹陷处。若柱头具可
授性(呈现出过氧化物酶活性),则降解过氧化氢 、氧
化联苯胺 ,柱头周围的反应液呈现蓝色并有大量气
泡出现 ,根据气泡数的多少确定其柱头可授性的强
弱 ,3次重复 。
2　结果与分析
2.1　不同保存条件下屏边三七的花粉活力比较
在不同保存条件下 ,通过持续 60d周期性地测
定屏边三七花粉活力 ,结果见表 1。屏边三七花粉
离开母体后活力较高 ,达到 89.91%。在冷藏条件
(4℃)下 ,花粉随着贮藏时间的延长活力逐渐下降。
在贮藏12d之内 ,花粉活力的衰减程度小于 20%,表
明具有较高的活力;在贮藏 12d 之后花粉活力明显
下降 ,保存 60d后完全失去活力 。
　　表 1　不同保存条件下的屏边三七花粉活力变化
　　Table 1　The change of pollen viability of Panax stip-
uleanatus under different conditions
测定时间(月-日)
Detection period
冷藏条件(4 ℃)
Fresh-keeping condition
冰冻条件(-20 ℃)
Freezing condi tion
活力(%)
viabi lity
衰减(%)
decay
活力(%)
viability
衰减(%)
decay
04-18 89.91 0 89.91 0
04-21 83.72 6.88 60.56 32.64
04-25 78.63 12.55 36.48 59.43
04-29 73.57 18.17 14.16 84.25
05-10 46.35 48.45 13.57 84.91
05-23 30.58 65.99 2.05 97.72
06-03 24.78 72.44 0 100
06-06 20.59 77.10 0 100
06-09 15.35 82.93 0 100
06-12 10.41 88.42 0 100
06-15 2.23 97.52 0 100
06-20 0 100 0 100
注:4月 18日的屏边三七花粉活力为离开母体的基数
Notes:The number of pollen viability on Apr 18 is the cardinal number
在冰冻(-20℃)条件下 ,屏边三七花粉活力下
降速度较快 ,贮藏 3d后花粉活力已降至 60.56%,活
力衰减了 32.64%,表明在冰冻条件下贮藏 3d之内
34　 特 产 研 究 2012 年第 4 期
具有较高的活力 。保存 35d 后活力下降至 2.05%,
至46d后完全失去活力 。以 4月 18日花粉活力为
基数 ,屏边三七花粉在冷藏(4℃)条件下活力衰减相
对缓慢 ,保存 22d衰减 48.45%,还有一半的花粉具
有活性;而在冰冻(-20℃)条件下保存 3d左右时间
花粉活力便开始迅速下降 , 7d即衰减 59.43%,保存
10d活力衰减达 84.25%,基本失去人工杂交的应用
价值 。
2.2　屏边三七开花后不同天数柱头的可授性
从始花起对屏边三七柱头的可授性进行连续
21d测定表明 ,小花开放后柱头并非即刻具有可授
性 。待小花开放后第 3天 ,柱头才开始表现有弱可
授性 ,直到第 8天才表现出有强的可授性 ,此时柱头
表现出伸长变粗并外翻变白的形态特征。柱头的可
授性从小花开放后的第 3 天一直可以持续到第 20
天 ,但可授性高峰期出现在小花开放后的9 ～ 13d
(表 2)。
　　表 2 屏边三七开花后不同天数柱头的可授性(n=10)
　　Table 2 Stigma receptivity of Panax stipuleanatus on different days after anthesis
小花开放后
的天数(d)
Days af ter
anthesis(d)
柱头可授性
Stigma
receptivity
产生气泡的柱头数(个)
The number of the stigma with bubbles
气泡多
a mass of
bubbles
气泡中
moderate quanlity
bubbles
气泡少
a tiny amount
bubbles
具强可授性
柱头占被测
柱头的比例
(%)
Proportion of
receptivity
stigmas to the
total stigma
柱头外翻
变白数(个)
Numbers of the
stigma evagination
and whitening
柱头外翻数
占被测柱头
的比例(%)
Proportion of the
stigma evagination
to the total stigmas
0 - 0 0 0 0 0 0
1 - 0 0 0 0 0 0
2 + 0 1 2 0 0 0
3 + 1 3 1 10 0 0
4 + 1 3 2 10 2 20
5 + 1 4 3 10 4 40
6 ++ 2 5 2 20 4 40
7 ++ 2 4 2 20 6 60
8 ++ 4 5 1 40 8 80
9 +++ 10 0 0 100 10 100
10 +++ 9 1 0 90 10 100
11 +++ 9 1 0 90 10 100
12 +++ 8 2 0 80 10 100
13 +++ 8 2 0 80 10 100
14 ++ 6 3 1 60 10 100
15 ++ 6 2 2 60 10 100
16 ++ 5 4 1 50 10 100
17 ++ 5 3 2 50 10 100
18 ++ 4 4 1 40 10 100
19 ++ 2 5 1 20 10 100
20 + 0 3 3 0 10 100
21 + 0 2 1 0 10 100
注:“-”示不具可授性;“+”示具可授性;“++”示具较强可授性;“ +++”示具强可授性(表3同)。
Notes:“-”means nostigma has receptivity;“+”means stigmas have receptivity;“++”means stigmas have higher receptivity;“+++”means stigmas have the highest receptivity
第 4期 孙玉琴 , 等:屏边三七的花粉活力和柱头可授性研究 35　
2.3　屏边三七柱头在 1d中不同时间段的可授性
在田间作杂交 ,无法知道小花具体开放的时间 ,
所以课题组测定屏边三七 1d 内柱头可授性高峰期
时 ,选择柱头具有强可授性时所表现出的外观形态
特征 ,即柱头伸长分叉并外翻变白状态时的小花进
行测定 ,检测屏边三七柱头在 1d中8∶00 ～ 18∶00的
可授性变化。见表 3。结果表明 ,柱头在上午 11∶00
左右到达可授性高峰期 ,此时有 90%左右的柱头具
有强过氧化物酶活性 ,此后柱头一直保持强过氧化
物酶活性 ,柱头的可授性高峰期一直可以维持到下
午 16∶00左右 。屏边三七柱头的可授性受空气温 、
湿度影响不大。
　　表 3 屏边三七柱头在 1d中不同时间段的可授性(n=10)
　　Table 3 Stigma receptivity of Panax stipuleanatus at different periods during a day
时间
Time
柱头可授性
Stigmas
receptivity
产生气泡的柱头数(个)
The number of the stigma with bubbles
气泡多
a mass of
bubbles
气泡中
moderate quanlity
bubbles
气泡少
a tiny amount
bubbles
具强可授性
柱头占被测
柱头的比例
(%)
Proportion of
receptivity
stigmas to the
total stigma
温度(℃)
Temperature
湿度(%)
Humidity
8∶00 ++ 3 2 5 30 16.0 91.4
9∶00 ++ 4 2 4 40 17.2 89.6
10∶00 ++ 5 2 3 50 18.5 87.9
11∶00 +++ 7 1 2 70 19.4 72.2
12∶00 +++ 9 1 0 90 21.3 69.6
13∶00 +++ 9 1 0 90 21.4 69.1
14∶00 +++ 8 1 1 80 22.1 69.0
15∶00 +++ 8 1 1 80 21.9 71.2
16∶00 +++ 7 2 1 70 20.8 75.3
17∶00 ++ 5 2 3 50 20.2 77.6
18∶00 ++ 4 3 3 40 19.4 78.9
3　结论与讨论
MTT 法染色速度快 ,显微镜视野下对屏边三七
花粉染色效果清晰 ,容易观察 ,适宜作为屏边三七花
粉活力的测定方法。在本项研究条件下 ,屏边三七
花粉在冰冻(-20℃)条件保存效果不如冷藏(4℃)
条件 ,花粉离开母体后在冷藏(4℃)条件下适宜 20d
内完成杂交工作 ,在该保存条件下花粉最长能保存
56d。
屏边三七作为三七育种研究的重要种质资源 ,
以屏边三七为父本 ,将其花粉授粉到三七进行杂交 ,
再以三七为轮回亲本进行回交 ,可能是转移屏边三
七抗性基因的有效杂交方式之一。然而 ,屏边三七
与三七的花期不遇。课题组前期研究已经探明 ,三
七栽培群体是 6月现蕾 , 7 ～ 8月开花[ 12] ;屏边三七
群体从 3月 17日始花到 5月 24日完全谢花[ 10] 。本
研究屏边三七花粉最长保存时间是 56d ,而保存的
花粉实际有效活性的时间仅 1个月左右 ,尚不能完
全解决三七和屏边三七间花期不遇的间隔时间 。因
此 ,屏边三七花粉的有效保存显得极其重要 ,还需要
进一步探索更有效的花粉保存方法 ,以延长保存时
间 。同时 ,开展基于栽培措施的花期调控技术研究
也很有必要 。
屏边三七小花开放后 ,柱头高度低于雄蕊 ,包在
花瓣里 ,此时柱头颜色是翠绿色 ,且柱头并拢粘在一
起 ,待花瓣及雄蕊脱落后 ,柱头便开始慢慢伸长 ,经
过3 ～ 5d ,柱头逐渐分叉并且加粗 ,呈现外翻变白的
36　 特 产 研 究 2012 年第 4 期
外观形态 ,此时的柱头才开始具有较强过氧化物酶
活性 ,可以作为田间杂交时判断柱头是否具有可授
性的标志性特征 。
若以三七为父本与屏边三七进行杂交 ,花期间
隔达8 ～ 9个月。前期研究表明 ,3 年生三七花粉在
-20℃保存条件下 ,经过 80d 仅有2%～ 3%的花粉
具有活力[ 13] 。因此 ,以屏边三七为母本与三七杂交
目前尚不可行 ,有待于三七花粉长期存储技术的突
破。
参 考 文 献
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