全 文 :新疆农业科学 2012,49(1) :40 - 45
Xinjiang Agricultural Sciences
DOI:CNKI:65 - 1097 /S. 20120131. 2123. 007 网络出版时间:2012 - 1 - 31 21:23:59
网络出版地址:http:/ /www. cnki. net /kcms /detail /65. 1097. S. 20120131. 2123. 007. html
新疆野生杏花粉量及花粉活力研究初报
刁永强1,耿文娟2,廖 康2,许 正1,杨 磊3
(1. 新疆伊犁州林业科学研究院,新疆伊宁 835000;2.新疆农业大学新疆特色果树研究中心,乌鲁木齐 830052;
3. 新疆农业科学院园艺作物研究所,乌鲁木齐 830091)
摘 要:【目的】对新疆野生杏(Armeniaca vulgaris Lam.)的花粉量及花粉萌发特性进行初步研究,旨在为田间
人工辅助授粉提供参考依据,为野生杏资源的开发利用奠定基础。【方法】采集新疆野生杏 6 个单株的花粉
量进行测定,并采用离体培养法,对野生杏花粉活力进行观察研究。【结果】(1)供试 6 株野生杏每枚花药花
粉量平均为 1 516 粒;新疆野生杏单株间的花粉量存在极显著差异,其中 6 号单株的花粉量最多,为每花药
2 039粒;而 2 号单株最少,为 1 038 粒。(2)新疆野生杏花粉离体萌发适宜的培养基为 D 培养基(1%琼脂 +
10%蔗糖 + 0. 01%硼酸) ,贮藏第 3 d花粉萌发率达 75. 4%。(3)野生杏 5 号花粉在蔗糖浓度分别为 20%、
10%时萌发率达到最大值(贮藏 3 d) ,分别为:94. 6%、88. 0%;其次为 4 号,萌发率为 74. 0%(10%蔗糖浓
度) ;最低为 1 号,萌发率为 9. 9%(20%蔗糖浓度)。【结论】新疆野生杏花粉常温保存 3 d 内具有较高活力,
萌发率能达到 90. 0%以上,常温保存至 30 d丧失活力,适宜浓度的蔗糖和硼酸对新疆野生杏花粉萌发具有一
定促进作用。
关键词:野生杏;花粉量;花粉活力
中图分类号:S662. 2;S601 文献标识码:A 文章编号:1001 - 4330(2012)01 - 0040 - 06
收稿日期:2011 - 11 - 21
基金项目:新疆杏产业发展关键技术集成与示范(200931101) ;高等学校博士点专项科研基金课题(20070758001) ;新疆维吾尔自治区
果树学重点实验室
作者简介:刁永强(1981 -) ,男,四川江津人,工程师,硕士,研究方向为果树种质资源,(E - mail)fengye811@ 163. com
通讯作者:廖康(1962 -) ,男,四川梓木童人,教授,博士生导师,研究方向为果树栽培生理、果树资源,(E - mail)13899825018@ 163. com
Preliminary Study on the Pollen Amount and Its
Viability of Wild Apricot in Xinjiang
DIAO Yong - qiang1,GENG Wen - juan2,LIAO Kang2,XU Zheng1,YANG Lei3
(1. Ili Forestry Research Institute,Yining Xinjiang 835000,China;2. Xinjiang Feature Fruit Tree
Research Center,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;3. Institute of Horticultural Crops,
Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830091,China)
Abstract:【Objective】A preliminary study was conducted on the pollen amount and germination
characteristics of Xinjiang wild apricot in order to provide reference for artificial pollination and lay the
foundations for developing and utilizing this resource.【Method】6 wild apricots were collected and their pollen
viability was observed and studied in vitro culture.【Result】(1)The average of the pollen number of grain
was 1,516 per anther and there were extremely significant differences between the individual plants. For
example,there were the highest pollen grains (2,039 grains)in one anther code 6,but only 1,038 grains for
code 2. (2)The suitable culture medium for pollen germination in vitro of wild apricot was No. D,which
contained 1% agar,10% sucrose,and 0. 01% boric cid,where pollen germination rates was 75. 4% . (3)
The code 5 had the highest germination rate which ranged from 94. 6% to 88. 0% when the sucrose
1 期 刁永强等:新疆野生杏花粉量及花粉活力研究初报
concentration was 20% and 10%,the code 4 ranked second with the germination rate of 74. 0% when the
sucrose concentration was 10%,and the lowest was code 1 which was only 9. 9% when the sucrose
concentration was 20% .【Conclusion】The pollen of wild apricot had higher activity,and the germination rate
reached up to 90. 0% under normal temperature preservation of 3 days,but the pollen could hardly germinate
after preservation of 30 days. The suitable concentration of sucrose and boric acid had certain promotion
function for germination.
Key words:wild apricot;pollen amount;pollen viability
0 引 言
【研究意义】近几年,我国杏树授粉生物学研究取得了一些成果,明确了我国华北生态群杏品种自
花不实,异花授粉结实率因授粉组合而异,既丰富了杏授粉生物学理论,又可以在实践中指导栽培杏园
授粉树的合理配置,对于缺少授粉树的低产杏园可以通过人工授粉和改接授粉树,为丰产提供保障。
【前人研究进展】新疆野生杏(Armeniaca vulgaris Lam.)属蔷薇科(Rosaceae) ,杏属(Armeniace Mill.)植
物[1],被认为是世界栽培杏的原生起源种群,曾对世界栽培杏的驯化起过决定性的作用[2]。杏树花芽
休眠期短,春季萌芽及开花较早,易受晚霜危害,不仅直接造成花器官冻害,而且花期低温影响蜜蜂等昆
虫传粉活动,导致授粉受精不良,从而造成大量的落花落果而影响坐果[3]。人们常采用人工辅助授粉
的方法,不仅解决了因授粉受精不良而造成落花落果的问题,而且可以促进果实的膨大、提高果实品质。
对此,由于人们对野生杏树花朵和花药中花粉量的多少及花粉萌发率的高低还不十分清楚,人工授粉时
在用粉量上存在一定的盲目性。【本研究切入点】关于新疆野生杏开花生物学特性及授粉受精情况已
做过报道[4],未见其它与之相关的报道。【拟解决的关键问题】以新疆伊犁新源原生野生杏为试材,对
新疆野生杏花粉量及花粉萌发特性进行研究,旨在为田间人工辅助授粉提供参考依据,为野生杏资源的
开发利用奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 材 料
田间试验在伊犁新源县交吾托海野果林进行,室内实验在新疆农业大学林学与园艺学院综合实验
室进行。新源县交吾托海野果林位于新疆伊犁河谷东部,气候湿润,冬暖夏凉。年平均气温 7. 7℃,1 月
平均气温 - 8. 1℃,7 月平均气温 20. 4℃,年降水量 580 mm,≥10℃有效积温 3 006. 3℃,日照时数
2 674. 5 h,土壤为山地黑棕色土,有机质含量 12% ~14%[5]。随机选取 6 株野生杏树编号定点。表 1
表 1 野生杏花粉采集单株地理坐标
Table 1 The geographic coordinate of phenophase on individual wild apricot
单株号
Code
北纬 N(°)
North latitude
东经 E(°)
East longitude
海拔 A(m)
Altitude
野生杏 1 号 Wild apricot No. 1 43. 379 76 83. 579 72 1 298
野生杏 2 号 Wild apricot No. 2 43. 379 71 83. 579 96 1 292
野生杏 3 号 Wild apricot No. 3 43. 379 73 83. 578 83 1 289
野生杏 4 号 Wild apricot No. 4 43. 379 59 83. 578 4 1 282
野生杏 5 号 Wild apricot No. 5 43. 379 06 83. 577 11 1 285
野生杏 6 号 Wild apricot No. 6 43. 379 07 83. 579 1 1 290
1. 2 方 法
1. 2. 1 花粉量
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采集野生杏树各单株已达气球期、饱满、正常、未开裂的花蕾,各取完整的 10 朵单花花药放入 1. 5
mL离心管中,待其自然开裂,花粉散出后,加入含较低浓度番红溶液 1 mL,高速离心机中离心 3 min,使
花粉粒均匀分布于溶液中,然后用移液器吸取 1 μL 稀释液(注意每次吸取时都要充分振荡)滴于载玻
片上,在放大 40 倍(物镜为 4 倍)的 Motic BA400 TYPE 102M型显微镜下观察并统计每滴药液中的花粉
粒数,每朵花观察 10 滴,重复 5 次,计算平均数。按下列公式计算每朵花药的花粉量:
每枚花药花粉量(粒 /花药)=(每个载玻片上总花粉粒数 × 1 000)/单花花药数.
1. 2. 2 花粉离体萌发培养基的筛选及萌发率
采摘大蕾期花朵,在室内剥取花药,阴干,用石蜡纸包好后置于室温干燥 1 ~ 2 d,待花粉散出后装
入青霉素小瓶中。花粉萌发采用固体培养基法,培养基用下列五种:
A:1%琼脂 + 10%蔗糖;
B:1%琼脂 + 20%蔗糖;
C:1%琼脂 + 0. 01%硼酸;
D:1%琼脂 + 10%蔗糖 + 0. 01%硼酸;
E:1%琼脂 + 20%蔗糖 + 0. 01%硼酸;以不加蔗糖和硼酸为对照。
培养基的 pH值调至 6. 5,用头发丝蘸上花粉均匀分散播于培养基上(注意不要播的太密,否则不易
观察) ,在 25℃恒温箱中培养 4 h后,在 Olympus BH -2 型显微镜下观察并统计萌发数。每组 2 个重复,
每个重复观察 3 个视野,观察花粉 300 粒左右,以花粉管长度超过花粉粒直径为萌发标准[6],然后将 6
个视野数据平均作为 1 次重复的数据,按下列公式计算野生杏的花粉萌发率:
花粉萌发率(%)=(已萌发的花粉数 /观察花粉总粒数)× 100%.
数据分析采用方差分析及 Duncan多重比较。
2 结果与分析
2. 1 不同单株野生杏花粉量的差异比较
果树单花或每枚花药花粉量的多少,主要取决于树种、品种自身的遗传特性;其次,与树体营养及花
芽发育情况、当年气候条件、管理水平等因素有关[6,7]。研究表明,不同野生杏单株间的花粉量存在很
大差异,其中 6 号单株的花粉量最多,为每花药 2 039 粒;而 2 号单株最少,为 1 038 粒;供试 6 株野生杏
中每枚花药花粉量平均为 1 516 粒。研究还表明:野生杏单株间每朵花的花药数也不同,约为 28 ~ 36
枚。由于花药数及每枚花药内花粉粒数的不同,因而每朵花的花粉量也有较大的差异。表 2
经过系统方差分析结果表明:野生杏 6 号花粉量与其它单株花粉量差异达到极显著水平(F =
7. 073) ;各单株间 5 号与 4 号花粉量差异不显著,但极显著高于 2 号、3 号;1 号、2 号和 3 号单株间无显
著性差异。图 1
表 2 野生杏单株间花粉量差异多重比较
Table 2 The difference of pollen amount by multiple comparison of wild apricots
单株号
花药花粉量
(粒 /花药)
单花花药数
(枚 /单花)
单花花粉量
(粒 /单花)
5%显著水平 1%极显著水平
野生杏 6 号 Wild apricot No. 6 2 039 33. 8 68 880 a A
野生杏 5 号 Wild apricot No. 5 1 896 29. 4 55 760 a AB
野生杏 4 号 Wild apricot No. 4 1 803 31. 4 56 440 a AB
野生杏 1 号 Wild apricot No. 1 1 258 29. 4 37 100 b BC
野生杏 3 号 Wild apricot No. 3 1 061 29. 6 31 000 b C
野生杏 2 号 Wild apricot No. 2 1 038 31. 4 32 460 b C
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2. 2 不同培养基对野生杏花粉萌发的影响
2. 2. 1 蔗糖浓度对花粉萌发的影响
花粉的萌发取决于培养基的蔗糖浓度,一定浓度的蔗糖可以提供花粉萌发和花粉管生长所需要的
糖源,同时维持外界环境一定的渗透压。培养基中糖浓度过低或过高都不利于花粉的萌发[8,9]。研究
表明,在 10%及 20%蔗糖浓度下,新疆野生杏花粉萌发率随着时间变化呈现先增大后减小,最后停止萌
发的趋势;野生杏 5 号花粉在蔗糖浓度分别为 20%、10%时萌发率达到最大值(贮藏 3 d) ,分别为:
94. 6%、88. 0%;其次为 4 号,萌发率为 74. 0%(10%蔗糖浓度) ;最低的为 1 号,萌发率为 9. 9%(20%蔗
糖浓度) ;而野生杏 2 号花粉在第 4 d萌发率达到最大(20%蔗糖浓度) ,为 86. 6%;之后花粉活力迅速
下降,到第 6 d基本失去活力;常温保存 3 d以内野生杏花粉具有较高活力,保存 5 d以后花粉活力开始
明显下降,30 d后基本失去萌发力。试验结果表明:新疆野生杏花粉常温保存 3 d 内具有较高活力,萌
发率能达到 90. 0%以上;适宜浓度的蔗糖对新疆野生杏花粉萌发具有一定促进作用;野生杏花粉常温
保存至 30 d丧失活力。图 2 ~ 3
图 1 不同单株野生杏花药花粉量均值比较
Fig. 1 Comparison of average pollen amount on different wild apricot
图 2 10%蔗糖对野生杏花粉萌发率的影响
Fig. 2 Effect of pollen germination rate of wild apricots by 10% sucrose
2. 2. 2 不同培养基与贮藏天数对野杏花粉萌发的影响
研究表明,野生杏花粉在培养基 D(1%琼脂 + 10%蔗糖 + 0. 01%硼酸)上的萌发率最高,为75. 4%,
其次为 E培养基(1%琼脂 + 20%蔗糖 + 0. 01%硼酸) ,花粉萌发率为 74. 3%。经系统方差分析,培养基
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D、E之间对野生杏花粉萌发率无显著性差异(P > 0. 05) ,但极显著高于其它各培养基。培养基中的蔗
糖浓度和硼酸对野生杏花粉萌发具有显著影响(P < 0. 05 )。在蔗糖浓度为 10%时,培养基中不加
0. 01%硼酸,其花粉萌发率为 43. 7% ,加入 0. 01%的硼酸,花粉萌发率提高到 74. 6%;加入少量硼酸的
培养基,野杏花粉萌发率与花粉管的长度普遍优于不加硼酸的培养基;野杏花粉在加入 0. 01%的硼酸
而不添加任何浓度蔗糖的培养基中,其花粉萌发率较低,为 30. 7%;但极显著高于对照,说明适宜浓度
的硼酸对花粉萌发有促进作用。图 4
图 3 20%蔗糖对野生杏花粉萌发率的影响
Fig. 3 Effect of pollen germination rate of wild apricots by 20% sucrose
图 4 不同培养基与贮藏天数对野生杏花粉萌发率的影响
Fig. 4 Effect of pollen germination rate in different culture medium and
days of storage for wild apricots
3 讨 论
果树树种及品种不同,单花花粉量也不同,核果类果树的花粉量普遍较少,仁果类果树如苹果、梨等
花粉量大[6]。研究表明,野生杏每枚花药花粉量为 1 516 粒,这与张绍铃等[6]对杏的研究结果基本一
致;野生杏单株间单花药花粉量差异较大,多者为 2 039 粒,最少的为 1 037 粒。依据单花花粉量的多
少,在选择授粉树时应尽量选择与主栽树种花期一致、花粉数量多、花粉萌发率高的类型,而尽量不用单
花花粉量少且萌发率低的树种作为授粉树。
花粉活力的测定有很多方法,比较直观的方法就是离体萌发法,在培养基的选择上,适宜于花粉萌
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发及花粉管生长的培养基组分因树种不同而异[10]。赵长星等[11]研究表明:不同的果树花粉萌发所需
的蔗糖浓度不同,杏和巴旦杏在 10%的蔗糖培养基上发芽率最高,李、枣、大海棠的最适蔗糖浓度为
20%,试验结果与赵长星等[11]的研究基本一致。黄家兴等[12]对凯特杏花粉的离体培养研究表明,凯特
杏花粉在 20%的蔗糖浓度下其萌发率最高。任广兵等[10]对 44 个梅花品种的花粉量和 41 个品种的花
粉离体萌发率进行测定时,表明不同离体萌发培养液对花粉萌发有较大影响,多数品种的适宜培养液为
10%蔗糖 + 0. 01%硼酸。张绍铃等[13 ~ 15]认为培养基中含有适量的硼酸是花粉萌发和生长所必需的,一
定浓度的硼酸有利于花粉萌发和花粉管的生长,Wang等[16]研究表明,硼离子浓度不足会降低花粉的萌
发和阻碍花粉管生长,而且会使花粉管的形态异常,试验结果也表明低浓度的硼酸对野生杏花粉萌发起
到促进作用;在琼脂浓度与硼酸浓度一定的情况下,10%的蔗糖浓度最适宜野生杏花粉萌发。
影响花粉离体萌发的因素较多,还有其他方面,如多胺、尿素、Ca2 +、NAA、BA、GA3 等
[17 ~ 19]。试验
仅初步探讨了蔗糖和硼酸对野生杏花粉离体萌发的影响,温度、湿度及其它营养元素对野杏花粉离体萌
发的影响还有待于今后进一步研究。
4 结 论
通过研究认为,供试 6 株新疆野生杏每枚花药花粉量平均为 1 516 粒;不同野生杏单株间的花粉量
存在很大差异,其中 6 号单株的花粉量最多,为每花药 2 039 粒;而 2 号单株最少,为 1 038 粒;野生杏单
株间每朵花的花药数也不同,约为 28 ~ 36 枚。
研究结果表明:野生杏 5 号花粉在蔗糖浓度分别为 20%、10%时萌发率达到最大值(贮藏 3 d) ,分
别为:94. 6%、88. 0%;其次为 4 号,萌发率为 74. 0%(10%蔗糖浓度) ;最低的为 1 号,萌发率为 9. 9%
(20%蔗糖浓度) ;新疆野生杏花粉常温保存 3 d内具有较高活力,萌发率能达到 90%以上;野生杏花粉
常温保存至 30 d丧失活力。
野生杏花粉在培养基 D(1%琼脂 + 10%蔗糖 + 0. 01%硼酸)上的萌发率最高,为 75. 4%,其次为 E
培养基(1%琼脂 + 20%蔗糖 + 0. 01%硼酸) ,花粉萌发率为 74. 3%。适宜浓度的蔗糖和硼酸对新疆野
生杏花粉萌发具有一定促进作用。
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