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麻核桃及普通核桃花粉营养成分含量对花粉生活力的影响



全 文 :西北林学院学报 2015,30(6):95~98
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2015.06.16
麻核桃及普通核桃花粉营养成分含量对花粉生活力的影响
 收稿日期:2014-12-25 修回日期:2015-04-08
 基金项目:国家“十二五”科技支撑计划项目(2013BAD14B0103)。
 作者简介:陈梦华,女,在读硕士,研究方向:经济林栽培生理。E-mail:839290035@qq.com
*通信作者:张雪梅,女,副研究员,博士,硕士生导师,研究方向:经济林栽培生理。E-mail:zhangxuemei888@163.com
陈梦华1,韩飞腾1,邓明净2,李保国1,3,张雪梅1,3*
(1.河北农业大学 林学院,河北 保定071000;2.保定职业技术学院,河北 保定071000;
3.河北省核桃工程技术研究中心,河北 邢台054000)
摘 要:以涞水县郭各庄村4个麻核桃品种和2个普通核桃品种的新鲜花粉为试验材料,测定了其
花粉的生活力以及花粉中游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉的含量。结果表明:麻核桃花
粉的生活力极低,平均仅为25.37%,普通核桃花粉生活力平均为97.58%,麻核桃花粉生活力极显
著低于普通核桃。在花粉营养成分方面,麻核桃花粉游离氨基酸含量平均为0.63%,普通核桃花
粉游离氨基酸含量平均为0.38%,麻核桃花粉游离氨基酸含量显著高于普通核桃;麻核桃花粉可
溶性蛋白、可溶性糖含量分别为0.67%和5.65%,普通核桃花粉可溶性蛋白、可溶性糖含量分别为
2.55%和12.4%,麻核桃花粉可溶性蛋白、可溶性糖含量均极显著低于普通核桃;麻核桃花粉淀粉
含量平均为3.96%,普通核桃花粉淀粉含量平均为3.85%,二者之间淀粉含量无显著差异。
关键词:麻核桃;普通核桃;花粉;生活力;营养成分
中图分类号:S722.34   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2015)06-0095-04
Influence of Nutrient Contents on the Polen Viability of Two Walnut Species
(Juglans hopeiensis and Juglans regia)
CHEN Meng-hua1,HAN Fei-teng1,DENG Ming-jing2,LI Bao-guo1,3,ZHANG Xue-mei 1,3*
(1.College of Forestry,Agricultural University of Hebei,Baoding,Hebei 071000,China;2.Baoding Vocational and Technical College,
Baoding,Hebei 071000,China;3.Research Center for Walnut Engineering and Technology of Hebei,Xingtai,Hebei 054000,China)
Abstract:The fresh polens of four cultivars of Juglans hopeiensis and two cultivars of J.regia were used
as materials to analyze the polen viability,the contents of free amino acid,soluble protein,soluble sugar
and starch.The results showed that the polen viability of J.hopeiensis was extremely low,with an aver-
age value of 25.37%,however,it was 97.58%for J.regia.The content of free amino acid content for J.
hopeiensis was 0.63%,0.38%for J.regia.The content of soluble protein was 0.67%for J.hopeiensis,
and 2.55%for J.regia.The soluble sugar content was 5.65%for J.hopeiensis,and 12.4%for J.re-
gia.The starch content was 3.96%for J.hopeiensis,and 3.85%for J.regia,no significant difference.
Key words:Juglans hopeiensis;J.regia;polen;viability;nutrient content
  麻核桃(Juglans hopeiensis)为胡桃科胡桃属
植物,是核桃与核桃揪的天然杂种,天然分布在河
北、天津、山西和北京的部分山区[1],因麻核桃内果
皮质地坚硬,花纹多样,多被用于把玩,所以又名文
玩核桃[2]。麻核桃在自然状态下坐果率极低,仅为
普通核桃的5%左右[3]。花粉质量的好坏直接影响
其能否进行正常受精,从而影响麻核桃的坐果。而
花粉的碳、氮代谢及生长发育状况影响花粉质量,花
粉能否在柱头上正常萌发、伸长生长是保证正常受
精的关键因素,关于麻核桃与普通核桃花粉营养成
分对花粉生活力的影响尚未见报道,因此,以4个麻
核桃品种和2个普通核桃品种(授粉品种)的新鲜花
粉为材料,研究了花粉中游离氨基酸、可溶性蛋白、
可溶性糖和淀粉含量对花粉生活力的影响。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于河北省保定市涞水县郭各庄村(39°
33′55″N、115°38′52″E),海拔123~130m,属暖温带
半干旱区大陆性气候,年平均气温12℃,无霜期约
194d,年降水量550mm。土壤为砂壤土。
1.2 试验材料
供试材料为涞水县郭各庄村4个麻核桃品种
(‘百花山’、‘麦穗虎头’、‘鸡心’、‘白狮子头’)和2
个普通核桃品种(‘上宋6号’、‘中林1号’),在盛花
期从生长健壮的树上采集将要散粉(花序由绿变黄)
或刚刚散粉的雄花序,在室内阴干后将花粉收集于
洁净的小玻璃瓶内,置于-80℃的冰箱中保存备用。
1.3 试验方法
花粉生活力的测定采用 TTC染色法[4];花粉
游离氨基酸含量的测定采用茚三酮比色法[5];可溶
性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G-250法[6];可
溶性糖和淀粉含量的测定采用蒽酮比色法[7]。采用
邓肯新复极差法进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 麻核桃和普通核桃的花粉生活力
由表1可知:麻核桃的花粉生活力极低,平均仅
为25.37%,其中‘百花山’花粉的生活力最高为
28.52%,‘麦穗虎头’的花粉生活力最低为23.25%;
而普通核桃花粉的生活力平均为97.58%,‘上宋6
号’花粉的生活力高于‘中林1号’。麻核桃花粉的
生活力极显著低于普通核桃,平均仅为普通核桃的
26%。
表1 麻核桃和普通核桃的花粉生活力
Table 1 The polen viability in J.hopeiensis and J.regia
类别 品种 生活力/% 平均生活力/%
麻核桃
(J.hopeiensis)
百花山 28.52±1.62bB  25.37±2.38bB
麦穗虎头 23.25±1.21cB
鸡心 25.87±1.5bcB
白狮子头 23.83±1.75cB
普通核桃
(J.regia)
上宋6号 98.61±1.21aA  97.58±1.19aA
中林1号 96.55±3.45aA
注:同列数字后不同大写和小写字母分别表示0.01和0.05的显著
水平,下同。
2.2 麻核桃和普通核桃花粉的游离氨基酸含量
由表2可知:麻核桃花粉的游离氨基酸含量平均
为0.63%,其中‘鸡心’花粉的含量最高为0.76%,‘白
狮子头’花粉的含量最低为0.55%;普通核桃花粉的
游离氨基酸含量平均为0.38%,‘上宋6号’花粉的含
量低于‘中林1号’。麻核桃花粉游离氨基酸的含量
显著高于普通核桃,平均为普通核桃的1.66倍。
表2 麻核桃和普通核桃花粉的游离氨基酸含量
Table 2 The free amino acid content in J.hopeiensis and
J.regiapolen
类别 品种
游离氨基酸
含量/%
平均含量
/%
麻核桃
(J.hopeiensis)
百花山 0.64±0.06bAB  0.63±aA
麦穗虎头 0.56±0.03bBC
鸡心 0.76±0.02aA
白狮子头 0.55±0.01bBC
普通核桃
(J.regia)
上宋6号 0.31±0.03dD  0.38±bA
中林1号 0.44±0.04cC
2.3 麻核桃和普通核桃花粉的可溶性蛋白含量
由表3可知:麻核桃花粉的可溶性蛋白含量平
均为0.67%,其中‘白狮子头’花粉的含量最高为
1.03%,‘百花山’花粉的含量最低为0.41%;普通
核桃花粉的可溶性蛋白含量平均为2.55%,‘上宋6
号’花粉的含量高于‘中林1号’。麻核桃花粉可溶
性蛋白的含量极显著低于普通核桃,平均仅为普通
核桃的26.27%。
表3 麻核桃和普通核桃的花粉可溶性蛋白含量
Table 3 The soluble protein content in J.hopeiensis and
J.regiapolen
类别 品种
可溶性蛋白
含量/%
平均含量
/%
麻核桃
(J.hopeiensis)
百花山 0.41±0.02dD  0.67±0.3bB
麦穗虎头 0.43±0.06dD
鸡心 0.82±0.02cC
白狮子头 1.03±0.1cC
普通核桃
(J.regia)
上宋6号 2.99±0.1aA  2.55±0.63aA
中林1号 2.10±0.16bB
2.4 麻核桃和普通核桃花粉的可溶性糖含量
由表4可知:麻核桃花粉的可溶性糖含量平均为
5.65%,其中‘鸡心’花粉含量最高为6.38%,‘麦穗虎
头’花粉的含量最低为4.62%;普通核桃花粉的可溶
性糖含量平均为12.4%,‘上宋6号’花粉的含量低于
‘中林1号’。但麻核桃花粉可溶性糖的平均含量极
显著低于普通核桃,为普通核桃的45.56%。
表4 麻核桃和普通核桃花粉的可溶性糖含量
Table 4 The soluble sugar content in J.hopeiensis and
J.regiapolen
类别 品种
可溶性糖
含量/%
平均含量
/%
麻核桃
(J.hopeiensis)
百花山 6.00±0.32bcB  5.65±0.76bB
麦穗虎头 4.62±0.61cB
鸡心 6.38±0.27bB
白狮子头 5.60±0.43bcB
普通核桃
(J.regia)
上宋6号 12.25±0.78aA  12.4±0.21aA
中林1号 12.55±0.94aA
69 西北林学院学报 30卷 
2.5 麻核桃和普通核桃花粉的淀粉含量
由表5可知:麻核桃花粉的淀粉含量平均为
3.96%,其中‘百花山’花粉的含量最高为4.54%,
‘白狮子头’花粉的含量最低为3.24%;普通核桃花
粉的淀粉含量平均为3.85%,‘上宋6号’花粉的含
量和低于‘中林1号’。麻核桃和普通核桃花粉淀粉
的平均含量无显著差异,但麻核桃花粉的平均含量
较高,为普通核桃的1.03倍。
表5 麻核桃和普通核桃花粉的淀粉含量
Table 5 The starch content in J.hopeiensis and J.regiapolen
类别 品种 淀粉含量/% 平均含量/%
麻核桃
(J.hopeiensis)
百花山 4.54±0.14a 3.96±0.66
麦穗虎头 3.54±0.24ab
鸡心 4.50±0.96a
白狮子头 3.24±0.16b
普通核桃
(J.regia)
上宋6号 3.50±0.21ab  3.85±0.48
中林1号 4.19±0.43ab
3 结论与讨论
花粉是遗传信息的载体,是自然条件下种子植
物遗传信息交流的工具,其生活力直接影响植物授
粉受精乃至坐果[8-9]。花粉生活力是评估花粉细胞
活性的依据之一,是检验花粉质量的重要指标[10]。
徐颖[11]等的研究表明,普通核桃花粉的生活力在
80%以上,自然授粉坐果率在65%~78%之间,而
麻核桃的坐果率极低,仅为普通核桃的5%左右。
本研究表明普通核桃花粉生活力平均97.58%,麻
核桃平均25.37%,其花粉生活力仅为普通核桃的
26%,说明花粉生活力低是导致麻核桃坐果低的主
要因素,这与王森[12]等研究的花粉败育导致扁桃开
花结实率低或不结实以及杨恒[13]等研究的核果类
果树增产技术结果相似。
游离氨基酸参与合成蛋白且为花粉萌发和花粉
管伸长提供能源、同化力及碳骨架等,对植物的生长
发育有很大影响[14-16]。本研究结果表明,育性较低
的麻核桃花粉游离氨基酸含量显著高于普通核桃,
与S.Izhra[17]等研究的细胞质雄性不育和隐性核不
育的矮牵牛中,在小孢子败育之前,不育花药内游离
氨基酸的含量一直高于可育花药一致,但与罗来
水[18]和霍光华[19]等研究的桃树不同育性品种花器
官中游离氨基酸含量可育品种比高度败育品种略高
结果不同。这可能与植物种类有关,关于麻核桃花
粉内游离氨基酸含量与花粉育性的关系有待进一步
研究。
可溶性蛋白大多是参与各种代谢的酶类,包括
蛋白激酶、受体激酶相互作用蛋白、GDP解聚抑制
因子等,主要参与信号转导、细胞壁代谢、胁迫防御
和糖代谢过程。戴绍军[20]的研究表明钙网蛋白和
含有C2结构域的蛋白可能参与了花粉-柱头的信
号识别过程,而富含半胱氨酸蛋白是花粉体外水合、
萌发和体内花粉管生长所必备的。麻核桃花粉的可
溶性蛋白含量显著低于普通核桃,这可能导致作用
于花粉-柱头的信号识别与花粉管生长的蛋白量不
足,从而影响麻核桃的受精,导致其坐果率极低。
可溶性糖在植物体内的含量和种类极其丰富,
调节了植物生长、发育、抗性形成等多个生理过程,
同时参与了胞内信号调节或转导[21]。可溶性糖能
够以类似植物激素的方式作为一种信号分子存在,
在植物的生长、发育、成熟和衰老等许多过程中发挥
调控作用[22],其中对植物花转变的调控具有多重效
应且糖分子可能以不同的浓度水平同时参与多种代
谢调节[23-25]。本研究结果表明麻核桃花粉的可溶性
糖含量极显著低于普通核桃,这可能导致麻核桃花
粉中的糖类营养物质无法达到花粉萌发的条件致使
坐果率极低,也可能与其生长环境有关。
花粉个体发育过程中所需营养物质由绒毡层提
供,淀粉粒是常见的营养贮存方式之一。李国平[26]
等研究表明成熟花粉中含有大量淀粉粒,但在散粉
前1天淀粉粒全部转变为脂肪,散出的成熟花粉中
不具淀粉粒,但在花粉萌发过程中,淀粉粒重新在其
花粉管中出现。常童洁[27]的研究表明,毛白杨不育
雄株BM-1成熟花粉外壁和绒毡层内都含有淀粉
粒,而无明显的脂类物质分布,导致花粉发育不完全
而败育,这与本研究中花粉生活力很低的麻核桃花
粉的淀粉含量高于普通核桃结论相同,这可能是麻
核桃花粉发育不完全而败育,从而导致坐果降低的
原因,但是麻核桃成熟花粉外壁的淀粉和脂类物质
的分布特点、探寻改善麻核桃花粉质量的方法都有
待于进一步研究。
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