全 文 ：中国麻作 CH N I A, 5 F IB E R C R O P S 2 9 9 0 ( 2 ) : 4一 7
竺麻花粉粒形态与倍性关系的研究 `
赵立宁
( 中国农业科学院麻类研究所 )
竺麻多倍体诱导成功 , 只是多倍体育
种的开始 。 培育多倍体品种 , 必须筛选大
量多倍体群体供选择应用 。 倍性鉴定最权
威的检测手段自然是染色体镜检计数法 ,
但染色体镜检技术性强 , 手续繁琐 , 特别
是竺麻染色体镜检难度则更大。 可见 , 寻
找简便 、 快速 、 准确的检测手段 , 是竺麻
多倍体育种中急需解决的技术关键之一 。
本研究从观察竺麻花粉粒形态特征入手 ,
分析其与倍性的关系 , 探索出新的切实可
行的快 速鉴定技术 , 供多倍体育种应用 。
材料与方法
供试材料包括亲本二倍体 “ 圆叶青” 、
“ 黑皮莞 ” 等 12 个品种 ( 或品系 ) 及来源
于上述品种 ( 或品系 ) 并经根尖染色体镜
检计数确认为多倍体的材料一批 。
取 即将开放的花蕾 , 使其花粉粒散落
在载玻片上 , 分别用以下两种方法染色镜
检观察 。 ( l ) 5 %红墨水染色 , 测量花
粉粒直径 , 每组测量花粉粒10 个 , 三次重
复 ; 与此同时统计花粉染败率和典败率 ,
每组 1 0 粒 , 三次重复 。 另外在不花蕾发
育时期取材 , 观测花粉粒直径大小 。 ( 2 )
用 0 . 5%次甲基兰染色法观 察成熟花 粉粒
萌发孔数 , 比较不同倍性材料的差异 。 花
粉粒体积按球体积公式 v : 拿二 R “ 计算 。, , ,一 · · , , · 一 , , ” 一 ’ 一 ’ 4
, 本研究在罗素玉 、 潘昌立两位副研究 员指导下完成 ,
得到肖瑞芝副研究员帮助 、 在此一 并致谢 。
采用组平均数进行统计分析 。
结果与分析
( 一 ) 竺麻花粉粒形状 、 育性与倍性
的关系
镜检观察表明 , 二倍体与多倍体竺麻
均有三种类型花粉 , 即正常可育花粉 、 染
败花粉 、 典败花粉 。 在普通显微镜下观
察 , 可育花粉与染败花粉均为圆形 , 但可
育花粉直径较大 , 花粉粒 内油滴状内含物
较多较大 。 典败花粉则为畸形花粉 ( 见图
1 )
。 染败花粉与典败花粉能被红墨水染
成红色 , 可育花粉则不染色 。 从表 l 可
以看 出 , 二倍体品种 花粉平均染 败率为
1 1
.
46 %
, 典败率为 5 . 0 % , 花粉可育率为
8 4
.
5 3%
, 多 倍 体 花 粉平均 染 败 率;为
1 7
.
2 8%
, 典败率 1 1 . 9 3% 。 多倍体与二倍
体比较 , 花粉染败率增加 5 . 82 % , 典败率
增加 6 . 9 3% ,而花粉育性则降低 1 3 . 74 % 。
除 25 1典败率较高外 , 其余均以染败率高
于典败率 。 畸形花粉与染败花粉增多是导
致 四倍体育性降低的原因 , 也是四倍体与
二倍体的差别之一 。
竺麻花粉粒极小 , 通常其萌发孔在电
镜下才清晰可见 。 本研究在采用次甲基兰
染色后镜检中发现 , 花粉粒 被染成 浅蓝 、
色 , 萌发孔则染成深蓝色 , 因而在普通显
微镜下亦可明显看到萌发孔 。 特别是经反
论文经罗素玉 、 潘昌立宙阅并提供宝贵意见 , 显微摄影

复观察比较 , 发现不同倍性花粉粒 上 萌
发孔数目有显著差别 ( 见图 2 ) 。 即二倍
体品种花粉粒最多只有萌发孔 3 个 , 而多
倍体材料花粉粒萌发孔则在 4 个以上 , 多
的达 7 个 , 出现频率最 高的为 5 个 或 6
个 , 因多倍体基因型不同而异 (见表 2 ) 。
表 2 倍性与花粉粒萌发孔数的关系
差仅为 1 . 9 卜L m ( 见表 6 ) 。
表 3 不同花曹期花粉粒直径大小比较
\ 项目 }花蕾…蕾直径{
\ l } }时期 习 色 }( nI m )1
花粉直径 ( “ m ) 差异显
著性均平一l一州成熟花蕾近熟花蕾
未熟花蕾
8 9 {24
0 {2 0 3 0一20
1 7
.
3 6 17
,`,目J.l白绿黄淡浓
争料·协卜, 珠千杀下不平万万耳万刃砰周丁万不叮
!留 …井 {`+i] , , }十+; +
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i皿互三口卫二川州川 {`+/ 十 十 }二+j +)
6 6…24
2 8一2 0
, `
1
` 8
表 4 不同日期取材成熟花粉粒大小比较
孟黔渭髻二留…二鳄潇蔗…: .:洲: .挑.卜
表 5 二倍体品种间花粉直径大小 比较
差异显著性供试材料 花
粉直径
( 卜 m )
黑皮莞
V 10
玉山麻
平塘园麻
海南黄皮兰
圆 }玲青
19
.
8 9
19
.
2 9
1 8
.
9 9
注 : 1 . 以多倍体及相应亲本分组 。 2 . + + + 、 + 十 、
+
、 分别表出现频率高 . 较高与低 。
( 二 ) 花粉粒大小与倍性的关系
同品种 ( 或品系 ) 不 同花蕾发育时期
取材 , 花粉粒大小差异极显著 。 幼蕾花粉
直径最小 , 随着花蕾增大 , 花粉粒亦增
大 , 成熟花蕾花粉直径最大 (表 3 ) 。 同一
品种成熟花蕾的花粉粒大小较稳定 , 不因
取材 日期不同而发生显著变化 ( 表 4 ) 。
二倍体品种间及亲本来源不同的多倍
体材料间花粉粒直径大小差异较明显 , 二
倍体各供试品种 ( 或品系 ) 平均花粉直径
为 1 8 . 8 一、 : , 1 ,变 I隔z ,.l . 4 7一 1 9 . 8 9 卜t m , 品种
间极差为 2 . 4 2 卜, m ( 见表 5 ) ; 基因型不同
的多倍体花粉粒平均直径为 2 4 . 4 卜m , 变
幅 2 3 . 8 9一 2 5 . 7 9 拼 m , 多倍体基因型间极
1色 . 6 1
1 8
.
5 5
1了. 4 7
5 %
表 6 多倍体材料间花粉直径大小比较
} 花粉直径 { 差异显著性
供试材料 } {—} ( 协m ) { “ % } l %“ ` } 2 5 · , , } · ` “` 3` … 2` · 6` … b … “2“ 1 2` · ` 2 … b . B`“ 6
{
2`
·
0`
{
b
{
B
3 8 3 J Z,
·
, 9
l
b 」 “
2 5 1 2 3
·
8 9 b 一 B
不 同倍性材料间的花粉直径之差则远
远大于相同倍性材料间的差异 , 多倍体与
其亲本二倍体花粉粒直径差异均达到极显
著水平 ,平均差值为 5 . 45 卜m ,变幅 5 . 08 一
7
.
18 件m 。 多倍体花粉粒直径比其亲本二
倍体大。 . 3倍左右 。 如果以多倍体花粉粒体
积与亲本二倍体花粉粒体积进行比较 , 其
比值为 2 . 21 : 1 ( 见表 7 ) 。 竺麻四倍体
染色体数为 56 条 , 二倍体为 28 条 , 染色体
之比为 2 : 1 , 经显著性测定 , 花粉粒体
积之比与染色体数 目之比差异不显著 。 花
粉粒大小可作为竺麻倍性鉴定的可靠指标
之一 。
表 7 不同倍性材料间花粉粒大小比较
础生竺擎鹦典鲤擎蝉主巨鉴到缪{竺卫巡
小 结
1
、 竺麻多倍体花粉染败率和典败率
明显高于其亲本二倍体 , 说明竺麻二倍体
经染色体加倍后育性下降 , 这与前人在其
它作物上的研究结果一致 。
2
、 竺麻多倍体比其亲本 二 倍 体 花
粉平 均直径显著增大 。 二倍体平均花粉
直径为 1 8 . 8 卜Lm , 多 倍体花粉平均直径为
2 4
.
4 1 终m , 多倍体花粉直径为其亲本二倍
体的 1 . 3倍 。花粉粒直径大小可作为竺麻倍
性鉴定指标之一 , 但由于相同倍性材料之
间花粉粒大小差异亦显著 , 在进行倍性鉴
定时必须与对应的亲本二倍体进行 比较 。
3
、 以竺麻花粉粒萌发孔数作为倍性
鉴定指标 , 未见文献报道 。 本研究首次采
用次甲基兰染色法观察竺麻成熟花粉粒萌
发孔获得成功 。 通过根尖染色体计数与花
粉萌发孔对应镜检观察表明 , 二倍体花粉
粒萌发孔数最多不超过 3 个 , 四倍体则有
4 个以上萌发孔 。 可见花粉粒萌发孔数可
作为竺麻倍性鉴定的重要指标之一 。 而且
在应用中与染色体镜检及其它间接鉴定方
法比较 , 具有操作简便 , 快速的特点 , 准
确率亦相当高 。
参考文献
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试相供组别
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