全 文 ：第 33 卷第 3期 河 南 林 业 科 技 Vol. 33 No. 3
2013 年 9 月 Journal of Henan Forestry Science and Technology Sep. 2013
收稿日期：2013-02-15

西府海棠花粉生活力最佳培养基的研究
张素华，吕晓燕，王奇

（漯河市园林管理处，河南 462000）
摘 要：在离体培养条件下，利用正交试验设计，对西府海棠花粉萌发的最佳培养基进行了选择，通过方差
分析和多重比较，试验结果表明：西府海棠花粉萌发的最佳培养基配方是蔗糖 15 mg·L-1+硼酸 1.5 mg·L-1+
钙离子 1×10-6 mg·L-1。
关键词：西府海棠；花粉活力；离体萌发；最佳培养基
中图分类号：S 661.4 文献标志码：A 文章编号：1003-2630（2013）03-0005-03
花粉是种子植物特有的结构，相当于一个小孢
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，萌发孔的数目等，可以鉴定到
科和属，甚至可以鉴定到植物的种[1]。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]。
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[3]。花粉
离体萌发一般在培养基上进行，常用的培养基基本
成分是蔗糖和硼酸。其浓度一般为蔗糖 10%~20%，
硼酸 0.001%~0.005%，pH 5.8~6.5，蔗糖的作用是提
供合适的渗透压和花粉管所需能量，硼酸中的硼元
素为微量元素，能促进花粉管的萌发。不同植物花
粉萌发所需的培养基种类和浓度不同，二细胞型花
粉较易萌发，一般在培养基上培养即可，而三细胞
型花粉如菊花、水稻、甘蓝等较难萌发，要在基本
培养基的基础上添加其他促进花粉萌发的因素，如
Ca（NO3）2，MgSO4，PEG1261 等。钙是花粉萌发
所必需的，并对花粉管生长具调节作用，硼是调节
花粉管生长的重要微量元素，与钙的作用密切相
关。

1 本研究的目的和意义
西府海棠是山荆子（M. baccata）和海棠花（M.
spectabilis）的杂交种，其树形峭立，花大，芽艳，
具有较高的观赏价值，在园林中应用历史悠久，应
用范围广泛[4]。西府海棠资源丰富，花量大，便于
大量采集。海棠的花粉可用于任何苹果品种的人工
授粉，效果与苹果混合花粉效果相当，而且海棠开
花较苹果早，采粉主动，因此在花粉资源不足的情
况下，可采集海棠的花粉来进行人工授粉。本研究
主要针对观赏价值较高的西府海棠品种，利用悬液
萌发的方法，研究花粉生活力同糖浓度、硼酸浓度、
钙离子浓度的关系，以“斜枝”西府海棠花粉为材
料，筛选西府海棠花粉萌发的最佳培养基。

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，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，将花粉
收集后分成 16 等份放入已在高温高压下灭菌的指
形管内备用。
6 河 南 林 业 科 技 第 33 卷
2.2 实验方法
2.2.1 试验仪器和试剂
试验仪器：显微镜、移液枪、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
培养基选择以“斜枝”西府海棠的花粉为材料，
采用 3因素 4水平的正交试验设计，所选择的因素
水平见表 1，所选择的正交见表 2。每处理重复 3
次。
表 1 培养基因素水平
序号 蔗糖浓度 /（mg·L-1）
硼酸浓度
/（mg·L-1）
氯化钙浓度
/（mg·L-1）
1 5 1.0 1×10-3
2 10 1.5 1×10-4
3 15 2.0 1×10-5
4 20 2.5 1×10-6
表 2 正交设计 L16（43）
试验号 因素（A） 因素（B） 因素（C）
1 5 1.0 1×10-3
2 5 1.5 1×10-4
3 5 2.0 1×10-5
4 5 2.5 1×10-6
5 10 1.0 1×10-4
6 10 1.5 1×10-3
7 10 2.0 1×10-6
8 10 2.5 1×10-5
9 15 1.0 1×10-5
10 15 1.5 1×10-6
11 15 2.0 1×10-3
12 15 2.5 1×10-4
13 20 1.0 1×10-6
14 20 1.5 1×10-5
15 20 2.0 1×10-4
16 20 2.5 1×10-3
注：A-蔗糖浓度（mg·L-1）；B-硼酸浓度（mg·L-1）；
C-氯化钙浓度（mg·L-1）
2.2.3 花粉萌发方法
花粉离体萌发采用悬液萌发法。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[5]），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。

3 结果与分析
3.1 西府海棠的最佳培养基选择
在培养 3 h、6 h、9 h 时，观察“斜枝”西府海
棠花粉萌发情况，每个处理都可使花粉萌发。3 h
后观察的结果显示，16 个处理的花粉萌发率增长幅
度差异较大，但是处理 10 的花粉萌发率是最高的，
其次是处理 5 和处理 12 的花粉萌发率；随着时间
的延长每个处理的花粉萌发率都在增长，在培养6 h
时，观察的结果表明，处理 5、处理 9、处理 10、
处理 11、处理 12 和处理 15 的花粉萌发率增长速度
开始有所降低，但其他处理的花粉萌发率还在继续
增长；培养 9 h 时的观察结果显示，处理 10 的花粉
萌发率最高，达到 32.58%，其他处理的花粉萌发率
几乎达到最高，不再有显著地增长，而在培养过程
中，处理 10 的花粉萌发率一直是最高的。为分析
每种因素及水平对西府海棠花粉萌发的影响，对蔗
糖浓度、硼酸浓度及氯化钙浓度 3因素分别进行了
方差分析和多重比较，比较结果见表 3至表 5。
表 3 “斜枝”西府海棠主效应多重比较
蔗糖浓度
/（mg·L-1）
平均萌发率
/% a=0.05 a=0.01
20 0.211 c C
10 0.263 b B
5 0.292 a AB
15 0.301 a A
由表 3 的数据可以分析得出，蔗糖浓度为 15
mg·L-1 时，花粉萌发率最高，其萌发率平均值为
30.10％，极显著高于蔗糖浓度为 10 mg·L-1和蔗糖
浓度为 20 mg·L-1 的花粉萌发率；蔗糖浓度为 5
mg·L-1 的花粉萌发率显著高于蔗糖浓度为 10
mg·L-1 的萌发率，极显著高于蔗糖浓度为 20
mg·L-1的萌发率，但与蔗糖浓度为 15 mg·L-1的萌
发率差异不显著。因此，“斜枝”西府海棠花粉萌
发最适合的蔗糖培养基浓度为 15 mg·L-1 和 5
mg·L-1。
表 4 “斜枝”西府海棠主效应多重比较
硼酸浓度
/（mg·L-1）
平均萌发率
/% a=0.05 a=0.01
1.0 0.261 a A
2.5 0.261 a A
2.0 0.265 a A
1.5 0.280 a A
由表 4 的数据可以分析得出，“斜枝”西府海
棠的花粉在不同硼酸浓度条件下，虽然在硼酸浓度
为 1.5 mg·L-1时，其萌发率最高，为 28.00%，但
各硼酸浓度之间差异不显著，这说明本试验所设计
范围内的各硼酸浓度对西府海棠花粉萌发的效果
是一致的。
由表 5的数据可以分析得出，氯化钙浓度对西
府海棠花粉萌发的影响在 0.01 水平上差异不显著。
第 3期 张素华等：西府海棠花粉生活力最佳培养基的研究 7
在 0.05 水平上，以氯化钙浓度 1×10-6 mg·L-1和
1×10-3 mg·L-1时花粉萌发率最高，平均为 27.9%
和 27.6%。氯化钙浓度为 1×10-6 mg·L-1和 1×10-3
mg·L-1 时，花粉萌发率显著高于氯化钙浓度为
1×10-5 mg·L-1的萌发率，但和 1×10-4 mg·L-1的
萌发率差异不显著。当氯化钙浓度为 1×10-3
mg·L-1时，花粉的萌发率最低，平均为 24.70%。
由此可以得出在一定范围内，氯化钙浓度对西府海
棠花粉萌发的影响也不是特别显著，当氯化钙浓度
为 1×10-6 mg·L-1和 1×10-3 mg·L-1时，较适合西
府海棠花粉萌发。
表 5 “斜枝”西府海棠主效应多重比较
氯化钙浓度
/（mg·L-1）
平均萌发率
/% a=0.05 a=0.01
1×10-5 0.247 b A
1×10-4 0.269 ab A
1×10-3 0.276 a A
1×10-6 0.279 a A
在选择西府海棠花粉萌发的最佳培养基时，依
照以上各单因素的分析结果，最适合的蔗糖培养基
浓度为 15 mg·L-1和 5 mg·L-1，最适合的氯化钙
浓度为 1×10-6 mg·L-1和 1×10-3 mg·L-1，4 个浓
度的硼酸效果一致，因此最终的最佳组合数为
2×2×4 个，组合数较多；又因为这样的单因素分
析没有考虑各因素之间是否存在互作，为了能够筛
选出适合西府海棠花粉萌发的最佳培养基，在明确
各单因素对西府海棠花粉萌发影响的前提下，对正
交试验中的所有 16 个组合的花粉萌发结果进行了
方差分析和多重比较。在所观察的时间内 9 h 后各
个处理的花粉萌发率不再有显著增长，在 9 h 时几
乎达到最高，因此以 9 h 时各个处理的花粉萌发率
来进行方差分析和多重比较。方差分析的结果表明
蔗糖浓度、硼酸浓度和氯化钙浓度3因素存在互作，
进一步的多重比较结果见表 6。
表 6 “斜枝”西府海棠最佳培养基选择多重比较
处理号 萌发率/% a=0.05 a=0.01
10 32.58 a A
12 31.60 ab AB
3 31.37 abc AB
6 30.90 abc AB
11 29.40 abcd AB
2 29.24 abcd AB
4 29.06 abcd AB
1 27.24 bcde ABC
5 27.23 bcde ABC
9 26.97 cdef ABC
7 25.79 def BCD
13 22.87 efg CDE
16 22.68 fg CDE
8 21.12 g DE
15 19.53 g E
14 19.43 g E
注：小写字母表示差异显著（a=0.05），大写表示差异极显著（a=0.01）
由表 6 可以看出，处理 10 的花粉萌发率最高，
为 32.58%，显著高于处理 1、5和 9，极显著高于处
理 7、8、13、14、15 和 16，但是和处理 2、3、4、
6、11 和 12 之间没有显著差异；其次是处理 12 的
花粉萌发率为 31.60%，显著高于处理 7和 9，极显
著高于处理 8、13、14、15 和 16。处理 12 与其余
的处理均差异不显著。处理 3和处理 6的花粉萌发
率均在 30%以上，显著高于处理 7，极显著高于处
理 8、13、14、15 和 16。虽然处理 2、3、4、6、
10、11 和 12 同属于一个水平，但是处理 10 的花粉
萌发率最高，且显著高于处理 1、5 和 9。处理 12
的花粉萌发率次之，且与处理 1、5 和 9 差异不显
著，经过方差分析和多重比较可知处理 10 为最佳
培养基，即蔗糖 15 mg·L-1+硼酸 1.5 mg·L-1+钙离
子 1×10-6 mg·L-1。
考虑互作后选择出的最佳培养基是处理 10，即
蔗糖 15 mg·L-1+硼酸 1.5 mg·L-1+钙离子 1×10-6
mg·L-1。在单因素比较分析时，蔗糖 15 mg·L-1+
硼酸 1.5 mg·L-1+钙离子 1×10-6 mg·L-1也是最佳
培养基组合之一，二者的分析结果是一致的。因此，
确定离体培养“斜枝”西府海棠花粉的最佳培养条
件为蔗糖 15 mg·L-1+硼酸 1.5 mg·L-1+钙离子
1×10-6 mg·L-1。
4 结论
通过对西府海棠花粉萌发最佳培养基的选择，
得出以下结论：西府海棠花粉萌发的最佳培养基为
蔗糖 15 mg·L-1+硼酸 1.5 mg·L-1+钙离子 1×10-6
mg·L-1。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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（责任编辑：王团荣）