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西府海棠不同品种花粉生活力及耐贮性研究



全 文 :CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS
西府海棠不同品种花粉生活力及耐贮性研究
王艳芳,王 静,吕晓燕
(河南省漯河市碧苑绿化工程有限责任公司,河南 漯河 462000)
摘 要:研究不同贮藏条件对西府海棠种系下三个品种花粉生活力的影响,结果表明:贮藏30 d以内,西府海棠
三个品种的最佳贮藏条件存在着相同规律,均以低温(- 4℃)贮藏效果最理想,冷冻(- 20℃)贮藏次之,室温贮藏效
果最差。虽然随着贮藏时间延长,所有品种花粉的生活力均降低,但是不同贮藏条件间花粉生活力降低的速度和
幅度是不同的,室温贮藏下的花粉生活力下降最快,冷冻(- 20℃)贮藏的花粉生活力下降速度次之,低温(- 4℃)贮
藏的花粉生活力下降速度最慢。
关键词:西府海棠;花粉活力;离体萌发;贮藏方法
1 概述
1. 1 花粉简介
花粉是种子植物特有的结构,相当于1个小孢子和由它
发育的前期雄配子体。根据花粉形状大小、对称性和极性、
萌发孔的数目、结构和位置、壁的结构以及表面雕纹等,
往往可以鉴定到科和属,甚至可以鉴定到植物的种[1]。花粉
是植物种质资源的形式之一,它包含该物种的所有基因类
型,具有丰富的遗传多样性,是种质保存和交换以及杂交
育种的重要材料[2]。
1. 1. 1 花粉生活力研究现状 国内外对研究花粉活力的方
法有了很深入的研究,成熟花粉的生活力因种类不同而变
化很大。影响花粉生活力的因素有花粉自身遗传特性和外
界因素,对于不同的物种花粉生活力不同。对于外界因素,
温度和湿度是影响花粉生活力的重要因素,低温和低湿有
助于花粉维持较长时间的生活力。其次,贮藏介质、辐射
和光照对花粉生活力也有一定影响。温度与花粉贮藏寿命
呈负相关性。一般情况下,温度越低,花粉贮藏寿命越长;
温度越高,花粉贮藏寿命越短。大概是因为温度增强了花
粉内部呼吸强度,从而导致花粉营养枯竭。但不是所有的
花粉温度越低越适宜贮藏[3]。在一定范围内,相对湿度与花
粉贮藏寿命也呈负相关性,其原因可能是相对湿度低可使
花粉代谢受到抑制,使酶的活性减弱,降低呼吸作用,从
而使花粉贮藏寿命延长,但极干燥的条件也不利于花粉保
存。大多数植物的花粉最适贮藏湿度都在60%以下。贮藏介
质包括气体和有机溶剂,对花粉贮藏的生活力也有一定影
响,花粉贮藏时周围气体成分和气体压力也影响其生活力。
1. 1. 2 花粉活力研究方法 花粉生活力测定可采用花粉染
色测定法、花粉授粉结实检测法和花粉离体萌发测定法等[4]。
花粉染色常用方法有:氯化三苯基四氮哇染色体法(TTC
法)、联苯胺法、荧光染色法等。花粉授粉结实检测法:将
新鲜花粉与经过贮藏后的花粉给相关植物授粉,观测并比
较花粉贮藏前后授粉之后的结实率。
1. 1. 3 花粉贮藏方法 花粉贮藏要经过采收、干燥、检测
花粉生活力、贮藏、再检验花粉生活力等步骤。采收到的
花粉贮藏前一般要经过干燥处理,使花粉含水量降低,这
样花粉贮藏的时间才会长久。简单的干燥的方法是将花粉
置于室内通风自然阴干,至花粉不沾手时,除去杂质备用;
也可在25℃~28℃的电热鼓风干燥箱中干燥除湿数小时;还
可用红外线干燥法、白炽灯干燥、干燥剂干燥、低温真空
干燥等方法[5]。国内外对花粉贮藏的方法已经有了深入的研
究,花粉贮藏的方法根据影响花粉生活力的因素,可分为
室温贮藏、低温干燥贮藏、冷冻干燥贮藏、超低温贮藏、
有机溶剂贮藏、真空及气体贮藏。
1. 2 西府海棠概述
西府海棠(Malus micromalus)为蔷薇科(Rosaceae)苹果
属(Malus),落叶小乔木,小枝圆柱形,直立。叶片椭圆形
至长椭圆形,先端渐尖或圆钝,基部宽楔形或近圆形;花
序近伞形,花瓣卵形,初开放时粉红色至红色;果实近球
形,黄色,花期4~5月,果期9月。海棠花姿潇洒,花开似
锦,自古以来是雅俗共赏的名花,素有“花中神仙”、“花
贵妃”、“花尊贵”之称,栽在皇家园林中常与玉兰、牡
丹、桂花相配植,形成“玉棠富贵”的意境。同时海棠还
能够忍受- 30℃的低温,抗涝耐瘠薄,病虫害少,对环境的
适应极强,养护简单,因而深受世界各国园艺工作者的重
视,广泛应用于各种园林景观[6]。
1. 3 本研究的目的和意义
本研究主要针对几个观赏价值较高的西府海棠品种,
采用悬液萌发法比较不同贮藏条件下的花粉生活力,探索
西府海棠不同品种花粉的最佳贮藏条件。
2 材料与方法
2. 1 实验材料
本试验所用花粉材料均来自植物园内生长健壮的西府
海棠植株。摘取西府海棠含苞待放的花蕾,将花蕾用保鲜
袋包好带回,分品种用镊子取出花药放入培养皿中,盖上
滤纸后置于阴暗处阴干花药,当花药自然裂开,花粉自然
散出后将其混匀,将各个品种的花粉分别收集,每个品种
分成9等份分别放入已在高温高压下灭菌的指形管内,每种
贮藏条件下各放3管备用。
第一作者简介:王艳芳(1980-),女,助理工程师;主要从事园
林绿化工作。
10
中国园艺文摘 2012年第11期
2. 2 实验方法
2. 2. 1 试验仪器和试剂 试验仪器:电子天平、显微镜、
容量瓶、镊子、滴管、培养皿、指形管、试管等。试验试
剂:蔗糖、氯化钙、硼酸等。
2. 2. 2 试验设计 贮藏试验以‘斜枝’、‘似樱’和‘多
柱’3个西府海棠的花粉为试验材料,对不同贮藏条件下的
各品种花粉,每隔5 d进行一次花粉萌发试验,测定花粉萌
发率。每种处理重复3次。
2. 2. 3 花粉萌发方法 花粉离体萌发采用悬液萌发法。在
试验前应该考虑到低温贮藏和冷冻贮藏的花粉需要解冻才
可以进行培养。低温贮藏的花粉,在室温下(22℃)慢速解冻
(30 min以上);冷冻贮藏的花粉,在2~3℃低温解冻(30 min
以上)。然后才能将不同条件下贮藏的花粉,接种到液体培
养基上进行培养。把培养基滴在凹玻片的凹槽内,每个凹
玻片内所滴的培养基的量都是相同的,用发丝蘸取少量花
粉轻轻弹入培养基表面,将发丝和镊子用酒精消毒灭菌,
防止其他花粉的介入影响试验结果。再用发丝和镊子蘸取
其他品种的花粉,播完花粉后贴上标签并标记培养基配方
号,记录花粉接种的时间。将播有花粉的凹玻片放于有湿
滤纸的培养皿中,置于25℃人工光照培养箱中培养,3 h后
在10×10倍显微镜下观察各处理的花粉萌发率情况(以花粉
管的长度大于花粉粒的直径作为萌发的标准[7]),隔3 h观察
1次,直至其萌发率不再有显著增长为止。每次每个处理3
次重复。记录每个视野的花粉总数和萌发数。在做花粉的
萌发率时,一定要树立无菌意识,将指形管和盛培养基的
器皿消毒灭菌,以防污染试验材料,致使试验不科学,更
有可能导致试验失败。
2. 2. 4 花粉贮藏方法 本试验设以下3种方法贮藏:常温
贮藏,将花粉置于指形管中,在室温阴暗处贮藏(每种花粉
各3管);低温贮藏,将花粉置于指形管中,置于4℃的冰箱
中贮藏(每种花粉各3管);冷冻贮藏,将花粉置于指形管中,
置于- 20℃的冰箱中贮藏(每种花粉各3管)。
2. 2. 5 数据处理方法 数据处理结合Excel和spss18. 0软件
进行。文中所有折线图均来自Excel处理,方差分析和
Duncan’s新复极差测验[8]利用spss18. 0软件进行。
3 结果与分析
3. 1 不同贮藏条件对花粉活力的影响
一般来说花粉的生活力会随着贮藏时间的增加而降低,
不同的贮藏方法在保持花粉生活力方面会有所不同[9]。为研
究西府海棠花粉在室温贮藏、低温(4℃)贮藏和冷冻(- 20℃)
贮藏条件下生活力的保持情况,本试验对采集的3个西府海
棠品种的花粉进行了为期30 d的跟踪试验。
3. 2. 1 不同贮藏条件对‘似樱’花粉活力的影响 ‘似
樱’西府海棠是园林中应用最广泛的西府海棠品种,其花
蕾艳丽、花朵硕大、花期长、观赏价值高,是极好的育种
资源之一。将‘似樱’西府海棠花粉在不同温度下贮藏一
段时间后,花粉萌发率均显著降低(见图1),但不同贮藏条
件下的变化幅度是不一样的,室温下贮藏的花粉生活力下
降最快,在第30 d时已经没有了萌发能力。冷冻(- 20℃)贮
藏的花粉,在最初的10 d内生活力下降很快,第10 d到第
25 d中生活力下降速度变慢,在第30 d时与低温(4℃)贮藏
下的花粉萌发率近乎于相同。低温(4℃)贮藏的花粉生活力
下降幅度最慢且相对平稳,因此,在短期贮藏(30 d)时,低
温(4℃)贮藏是‘似樱’西府海棠贮藏的最佳条件。
为了更明确地分析3种贮藏条件下的贮藏结果,对3种
贮藏条件下花粉的萌发率进行了方差分析和多重比较,比
较结果见表1。
由表1可以看出,各贮藏条件下的花粉萌发率在0. 01水
平上均没有极显著差异,但在0. 05水平上差异显著,以低
温(4℃)贮藏最好,显著优于室温贮藏,但与冷冻(- 20℃)贮
藏间差异不显著;冷冻(- 20℃)贮藏与室温(25℃)贮藏间差
异不显著。
结合图1和表1分析结果可以得出,‘似樱’西府海棠
的花粉在低温 (4℃ )贮藏条件下的贮藏效果最好,冷冻
(- 20℃)贮藏次之,室温贮藏效果最差。
3. 2. 2 不同贮藏条件对‘斜枝’花粉活力的影响
‘斜枝’西府海棠花单瓣,花色粉红,开花量大,观赏
效果也较好,在园林中应用也比较广泛,是较好的育种资
源。‘斜枝’西府海棠花粉生活力在各种贮藏条件下均随
着贮藏时间的延长而下降,但不同贮藏条件下花粉生活力
的下降幅度和下降趋势是不同的(见图2)。3种贮藏方式的花
粉生活力下降幅度差异较大,低温(4℃)贮藏的花粉在最初
的10 d内下降幅度较小,第10 d到第15 d中,花粉生活力
下降幅度较大,第15 d到第30 d下降幅度又趋于平缓,如
表1 桧柏修剪后生长特性表现
贮藏温度(℃)
室温
- 20
4
平均萌发率(%)
5. 66
6. 94
8. 63
a=0. 01
A
A
A
a=0. 05
b
ab
a
11
CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS
果是10 d内的花粉贮藏,则可用低温(4℃)贮藏。室温贮藏
的花粉在最初5 d内,花粉生活力呈直线下降,下降速度极
快,第5 d到第30 d下降幅度有所变缓,但是比另外两种贮
藏温度整体下降幅度大。冷冻(- 20℃)贮藏的花粉在最初的
20 d中,下降幅度较小,在贮藏第20 d到第30 d中,花粉
生活力下降幅度较大。如果是20 d内的花粉贮藏,则可用
冷冻(- 20℃)贮藏。从整体上来看,短期(30 d)贮藏的‘斜
枝’西府海棠花粉在冷冻(- 20℃)贮藏条件下,花粉生活力
下降最慢,低温(4℃)贮藏次之,室温贮藏下降最快。为了
更明确地分析3种贮藏条件下的贮藏结果,对3种贮藏条件
下花粉的萌发率进行了方差分析和多重比较,比较结果见
表2。
由表2可以看出,冷冻(- 20℃)贮藏的平均萌发率最高,
为24. 16%,贮藏效果最好,极显著优于室温贮藏,但与低
温(4℃)贮藏差异不显著;低温(4℃)贮藏与室温贮藏差异不
显著。
结合图2和表2分析结果可以得出,冷冻(- 20℃)贮藏的
效果最理想,低温(4℃)贮藏次之,室温贮藏最差。
3. 2. 3 不同贮藏条件对‘多柱’花粉活力的影响
‘多柱’西府海棠花色粉红,花大,花柱数多达20枚以
上,其开花量也大,观赏效果极好,在园林中应用也比较
广泛,是极好的育种资源之一。‘多柱’西府海棠花粉生
活力随着贮藏时间的延长而下降(见图3),在最初贮藏的5 d
内,室温贮藏的花粉生活力下降幅度较大,第5 d到第30 d
下降幅度有所减缓,但比另外两种贮藏温度的整体下降幅
度均大。与冷冻(- 20℃)贮藏相比,低温(4℃)贮藏的花粉生
活力在最初的10 d内,下降幅度较小,第10 d到第20 d中,
下降幅度加快,在第20 d到第30 d,花粉生活力的下降速
度又变慢。如果是10 d内的花粉贮藏,则可用低温(4℃)贮
藏。冷冻(- 20℃)贮藏的花粉生活力在最初的10 d内下降速
度较快,但第10 d到第20 d下降速度减慢,第20 d到第30 d
花粉生活力下降速度又逐渐加快,因此对‘多柱’西府海
棠进行超过10 d而短于20 d的贮藏时,可采用冷冻(- 20℃)
贮藏。为了更好地分析3种贮藏条件下的贮藏效果,对3种
贮藏条件下花粉的萌发率进行了方差分析和多重比较,比
较结果见表3。
由表3可以看出,低温(4℃)贮藏的花粉萌发率最高,达
到11. 94%,极显著高于室温贮藏,但和冷冻(- 20℃)贮藏的
花粉萌发率差异不显著。冷冻(- 20℃)贮藏和室温贮藏的花
粉萌发率差异不显著。
结合图3和表3分析结果可以得出,‘多柱’西府海棠
花粉在低温 (4℃ )贮藏条件下的贮藏效果最理想,冷冻
(- 20℃)贮藏次之,室温贮藏最差。
由以上分析可以得出:贮藏温度对花粉萌发的影响是
很明显的,本试验研究了室温、低温(4℃)和冷冻(- 20℃)3种
贮藏温度对花粉生活力的影响,结果显示,西府海棠不同
品种花粉生活力在3种贮藏条件下,均随着贮藏时间的延长
而下降,但在不同贮藏条件下其下降幅度不同。在短期贮
藏中,‘似樱’西府海棠和‘多柱’西府海棠花粉在低温
(4℃)贮藏条件下贮藏效果最好。‘斜枝’西府海棠花粉在
冷冻(- 20℃)贮藏条件下贮藏效果最好。
4 结论与讨论
4. 1 结论
通过对西府海棠不同品种贮藏条件的系统研究,得出
以下结论:西府海棠不同品种花粉生活力在3种贮藏条件
下,均随着贮藏时间的延长而下降,但在不同贮藏条件下
其下降幅度不同。在短期贮藏(30 d)中,‘似樱’西府海棠
和‘多柱’西府海棠花粉在低温(4℃)贮藏条件下贮藏效果
最好。‘斜枝’西府海棠花粉在冷冻(- 20℃)贮藏条件下贮
藏效果最好。
4. 2 讨论
花粉具有生命力是确保杂交育种成功的一个重要条件。
在杂交育种过程中,经常涉及到异地采集花粉和花粉贮藏
问题。花粉生活力是评估花粉活性的依据之一,其生活力
测定结果的准确性决定细胞学试验和杂交育种的成败。花
粉生活力的测定是保证花粉质量的重要途径,对于花粉的
贮藏有着重要的意义。
花粉的耐贮性是由遗传因素决定的,但又受到很多外
在因素的影响,例如温度、水分、采集花粉的营养状况等,
特别是温度。不同温度保存广泛应用于不同花粉的保存。
不同植物花粉在不同贮藏条件下所能贮藏的时间和贮藏一
定时间后的生活力有所不同。温度是影响花粉生活力的重
要因素,温度与花粉贮藏寿命呈负相关性。一般情况下,
表2 贮藏温度对‘斜枝’西府海棠花粉萌发的多重比较
贮藏温度(℃)
室温
4
- 20
平均萌发率(%)
14. 18
21. 63
24. 16
a=0. 01
B
AB
A
a=0. 05
b
ab
a
表3 贮藏温度对‘多柱’西府海棠花粉萌发的多重比较
贮藏温度(℃)
室温
- 20
4
平均萌发率(%)
8. 55
11. 35
11. 94
a=0. 01
B
A
A
a=0. 05
b
ab
a
(下转32页)
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CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS
温度越低,花粉贮藏寿命越长,温度高增强了花粉呼吸强
度,导致花粉营养枯竭 [10]。这与本研究的结果基本是一致
的。本研究中 3个品种均表现为低温 (4℃ )贮藏和冷冻
(- 20℃)贮藏优于室温贮藏,但不同品种之间的最适贮藏条
件是有差异的,‘似樱’西府海棠和‘多柱’西府海棠花
粉的最佳贮藏条件是在低温(4℃) 条件下贮藏,‘斜枝’西
府海棠花粉的最佳贮藏条件是在冷冻(- 20℃)条件下贮藏[11]。
‘斜枝’西府海棠是单瓣花品种,‘似樱’西府海棠和‘多
柱’西府海棠是西府海棠中的复瓣花和重瓣花品种,在花
型的演化上较‘斜枝’西府海棠进化,因此,这种差异可
能与不同品种的遗传因素不同有关。
本试验只进行了短期贮藏试验,只研究了贮藏1个月的
花粉活力,如果贮藏时间延长至1年或更长时间结果会如
何,也有待进一步试验。在试验中仅选择了花型不同的3个
品种,虽然表现出单瓣品种和复瓣、重瓣品种间的最佳贮
藏条件有差异,但品种间耐贮藏性的差异也还有待于进一
步研究。本试验花粉的萌发率是在离体培养条件下获得的,
其高低并不完全等同于实际授粉萌发率, 因为在自然条件
下,花粉的萌发率会受更多因素的影响。
参考文献
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3 结论与讨论
(1)根据叶螨春初向树上转移活动的规律,涂在苹果枝
干上的阻隔涂抹剂药环既可使害螨不能到达树体上部,也
可增加越冬雌成螨的死亡率,压低上树的虫源基数,从而
达到防治的目的。
(2)阻隔涂抹剂对果树安全,施药方法简便,持效期长
达35~40 d。秋季施用后,5月虫口密度约为321头/ 叶,有
较好的防治效果。这表明在以叶螨为绝对优势种的果园,
使用阻隔涂抹剂可减少化学药剂喷药防治次数。另据研究,
李始叶螨在 (23±0. 5)℃条件下,其指数增长方程为
Nt=Noe0. 1570 t[5]。据此推算,涂抹剂处理树需要11. 211 d才能增
长到对照树的种群数量,如按常规每7 d需喷药1 次,可减
少喷药次数1~2次。此结论与贺春贵等[6- 7]的测定结果相似,
更进一步证明了该涂抹剂可在果园中推广应用,以此验证
实际的应用价值。
(3)阻隔涂抹剂应在春季应用,即在越冬雌成螨上树
为害前,结合刮树皮在主枝、主干上涂抹,以阻隔其上
树为害。阻隔后药环以上部位翘皮中往往聚集着大量螨
虫,应对此部位进行仔细重点刮除,以便达到较好的防
治效果。
(4)秋季施用阻隔涂抹剂,应在害螨大量迁移活动前进
行,宜将药环涂在翘皮、树缝较多的果树主干、主枝部位
的上方。
参考文献:
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