全 文 ：西府海棠花粉生活力测定
尤 扬 ,贾文庆　(河南科技学院园林学院 ,河南新乡 453003)
摘要　[目的 ]研究分析了不同染色方法和离体萌发法对西府海棠花粉生活力的影响 ,以期为选出影响西府海棠花粉生活力的最佳方法
提供理论依据。 [方法 ]以西府海棠花粉为试材 ,利用碘 -碘化钾染色法、醋酸洋红染色法、离体萌发法和 TTC(氯化三苯基四氮唑)染色
法对花粉生活力进行测定 ,并研究了不同浓度的钙对花粉萌发和花粉管生长的影响。 [结果]适合西府海棠花粉萌发和花粉管生长的最
佳培养基是:0.8 g琼脂+15.0 mg/L蔗糖+2.0mg/L硼酸;低浓度的钙对花粉萌发和花粉管的生长有促进作用 ,高浓度的钙对花粉萌
发和花粉管的生长有抑制作用 ,培养基中Ca(NO3)2 浓度为 1.6×10-5mg/L时最适合西府海棠花粉萌发和花粉管的生长。 [结论] 3种
染色方法均不适合测定西府海棠花粉生活力。
关键词　西府海棠;花粉;生活力;测定方法
中图分类号　S685.99　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2011)06-03423-03
MeasurementonPolenVitalityofMalusmicromalusMakino
YOUYangetal　(ColegeofLandscapeArchitecture, HenanInstituteofScienceandTechnology, Xinxiang, Henan453003)
Abstract　[ Objective] Thestudyaimedtostudytheefectsofdiferentdyeingmethodsandthevitropolengerminationmethodsonthepolen
vitalityofMalusmicromalusMakinosoastoprovidethetheorybasisforchoosingthebestwayofafectingthepolenvitalityofM.micromalus.
[Method] WiththepolensofM.micromalusasthetestedmaterials, thepolenvitalityofM.micromaluswasdeterminedbythemethodsofI2-KIdyeing, canaineacetatedyeing, germinationinvitroandTTC(Triphenyltetrazoliumchloride)dyeingandtheefectsofthecalciumwithdiferent
concn.onthepolengerminationandpolentubegrowthwerestudied.[ Result] Thebestmediumthatwasadvantageoustothepolengermination
andpolentubegrowthwasasfolows:0.8gagar+15.0mg/Lsucrose+2.0mg/Lboricacid.Thelowconcn.ofcalciumhadtheauxoactionon
thepolengerminationandpolentubegrowthandthehighconcn.ofcalciumhadtheinhibitiononthem.Thecalciumat1.6×10-5mg/Linthe
mediumwasmostsuitabletopromotethepolengerminationandpolentubegrowth.[ Conclusion] 3dyeingmethodsofwereallnotsuitableto
determinethepolenvitalityofM.micromalus.
Keywords　MalusmicromalusMakino;Polen;Viability;Determiningmethod
基金项目　河南科技学院重点科研基金资助项目(050122)。
作者简介　尤扬(1973-),男 ,河南罗山人 ,讲师 , 硕士 ,从事园林植物
的教研工作 , E-mail:youyang1028@ 126.com。
收稿日期　 2010-12-02
　　西府海棠(MalusmicromalusMakino.),为蔷薇科苹果属
落叶小乔木 [ 1] ,是著名的庭园美化观赏花木 。由于种源等原
因 ,其繁殖系数及数量下降 ,这就需要进行大量的育苗实
践 [ 2] 。花粉贮藏方法的优劣 ,最终要以贮藏后花粉的生活力
高低作为衡量标准 ,因此 ,研究花粉生活力是研究花粉贮藏
不可缺少的重要部分 ,并且与其他器官的生活力测定相比 ,
花粉生活力的测定容易且可行性强 。不同类群植物花粉在
自然条件下的寿命 、储藏条件以及生活力的测定存在着差
异 [ 3] 。这些差异对于研究花粉与柱头的相互作用 、作物改良
与育种操作 、基因库的保存 、不亲和性与受精关系 、生理调节
对花粉萌发的影响等基因工程均有非常重要的实际意义 。
国内学者主要对西府海棠的栽培技术 、嫁接育苗技术和
扦插生根技术进行了较为深入的研究 [ 4-6] ,但有关西府海棠
花粉生活力测定的研究报道很少。为了进一步开展西府海
棠的选育工作 ,笔者分析了不同染色方法和离体萌发法对西
府海棠花粉生活力的影响 ,以期为选出影响西府海棠花粉生
活力的最佳方法提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料　供试西府海棠花粉 , 2010年 4月 5日 11:00 ～
12:00采于河南科技学院西区 ,于生长健壮的植株上采摘含
苞待放花蕾。将采摘来的花蕾用保鲜袋包好放入 4 ℃的冰
箱内 ,于当天 20:00取出花药 ,分成 2份放入培养皿上 ,置 25
℃的恒温干燥箱中培养 ,干燥 10 ～ 12h后一份即用 ,一份放
入 4℃的冰箱内 6h后备用。
1.2　试验方法
1.2.1　离体萌发试验法。
1.2.1.1　不同浓度蔗糖对花粉萌发的影响试验。设置蔗糖
浓度分别为 0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mg/L,硼酸浓度为
2.0mg/L,共 6种处理。蔗糖和硼酸溶液配好后 ,称取 0.8 g
琼脂放入烧杯中 ,将硼酸溶液倒入少许与琼脂加热搅拌至充
分溶解 ,然后取 6个载玻片 ,分别先滴 1滴不同质量浓度的
蔗糖溶液 ,再用玻璃棒蘸取溶解好的加有琼脂的硼酸溶液 ,
立即滴入干净的载玻片中央 ,使载玻片成为一个表面完整的
球面。待培养基凝固后用头发丝取少量花粉轻轻弹入培养
基表面 ,并标记上培养基配方号和洒入花粉的时间。
1.2.1.2　不同浓度硼酸对花粉萌发的影响试验。经过
“1.2.1.1”的试验选出最适蔗糖浓度 ,此浓度不变 ,设置硼酸
质量浓度分别为 0、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/L,共 5种处理。方
法同 “1.2.1.1”。
1.2.1.3　不同浓度钙对花粉萌发和花粉管生长的影响试
验。经过 “1.2.1.1”和 “1.2.1.2”2组试验确定出最佳培养基
后 ,加入不同浓度的钙溶液来研究其对海棠花粉萌发和花粉
管生长的影响。共设置以下几个处理:对照(清水),处理①
(1.6×10-2mg/L),处理②(1.6×10-3mg/L),处理③(1.6×
10
-4mg/L),处理④(1.6 ×10-5mg/L),处理⑤(1.6 ×10-6
mg/L)。
1.2.2　碘 -碘化钾染色法。根据淀粉遇碘变蓝的特性 ,从
蓝色的深浅程度判断花粉粒中淀粉的含量 ,进而确定花粉粒
活性的高低 [ 7] 。用头发丝刮取少许花粉散落到载玻片上 ,加
1滴蒸馏水使花粉散开 ,再滴 1滴碘 -碘化钾溶液(称取 1.3
g碘化钾溶解于 10 ml的蒸馏水中 ,然后再加入 0.3 g的碘 ,
待全部溶解后加蒸馏水定容到 100 ml棕色容量瓶中),立刻
置显微镜下观察 。凡被染成蓝色的均为有生活力的花粉。
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2011, 39(6):3423-3425 责任编辑　李菲菲　责任校对　况玲玲
1.2.3　TTC染色法。具有生活力花粉的脱氢酶 ,在催化去
氢的过程中 ,把氢转移到 TTC上 , TTC与氢结合后 ,使有生活
力的花粉变成红色;变成淡红色的为生活力下降的花粉 ,不
宜用于授粉;不显色是丧失生活力或败育的花粉 [ 8] 。取少量
花粉于载玻片上 ,加水 1滴 ,再加 1滴 0.4%TTC溶液(取
0.04 gTTC溶解在 10 ml磷酸盐溶液中 ,置入 4 ℃冰箱中待
用),在 25 ℃的恒温箱中培养 15 min后置于显微镜下观察 。
凡被染成红色的均为有生活力的花粉。
1.2.4　醋酸洋红染色法。醋酸洋红法的染色主要靠花粉中
的脱氢辅酶而染色 [ 9] 。取少许花粉于载玻片上 ,加水 1滴 ,
再滴 1滴醋酸洋红溶液(将 0.5 g洋红与 50 ml的冰醋酸混
合煮沸 ,煮时加铁钉 1枚 ,以增强染色效果),立刻置于显微
镜下观察。凡被染成红色的均为有生活力的花粉。
1.2.5　统计标准。花粉培养 1 h后在 10×20倍的光学显微
镜下观测花粉的萌发和花粉管的生长情况。每隔 1h镜检 1
次 ,每次观察左右 2个视野 ,每个视野观察 100粒 , 2个视野
分别观察 3次 ,以花粉管长度大于花粉粒直径 1/2为萌发标
准 [ 10] 。花粉管的长度用显微测微尺测量。计算:花粉萌发
率 =(萌发的花粉粒数 /观察的花粉总数)×100%。
2　结果与分析
2.1　离体培养法对花粉萌发的影响
2.1.1　不同浓度蔗糖对西府海棠花粉萌发的影响。由表 1
可见 ,不同的蔗糖浓度对西府海棠花粉的萌发率和萌发速度
均有影响。西府海棠花粉萌发率随蔗糖浓度的增加而呈先
上升后下降的趋势。当培养基中蔗糖浓度为 15.0 mg/L时 ,
花粉的萌发率达到最高 ,为 64.0%。当蔗糖浓度为 30.0
mg/L时 ,花粉的萌发率下降为 41.0%。即超过 15.0 mg/L
时 ,花粉的萌发率随蔗糖浓度的升高而下降 。在不含蔗糖的
情况下 ,花粉也能萌发 ,但萌发率低。这说明西府海棠花粉
萌发最适合的蔗糖浓度为 15.0 mg/L。
表 1　不同蔗糖浓度对西府海棠花粉萌发的影响
Table1　Effectofdiferentsucroseconcentrationonpolengermina-
tionofMalusmicromalusMakino
蔗糖浓度∥mg/LConcentrationofsucrose
不同时间萌发率∥%Thegerminationrateatdiferenttime
1h 2h 3h
0 17.0 26.5 38.0
10.0 25.0 38.0 42.5
15.0 50.0 55.0 64.0
20.0 43.0 48.0 51.5
25.0 36.5 45.0 47.0
30.0 35.0 38.5 41.0
2.1.2　不同硼酸浓度对西府海棠花粉萌发的影响 。硼酸是
花粉萌发时必需的微量元素 ,对花粉萌发至关重要。一般情
况下 ,花粉中硼酸含量不足 ,是由柱头和花柱内的硼酸来进
行补偿。试验观察 ,在离体条件下硼酸浓度对海棠花粉萌发
率的影响 ,结果见表 2。从表 2可以看出 ,选出最适蔗糖浓度
后 ,在不同硼酸浓度条件下 ,花粉萌发频率呈现出明显的规
律性变化:随着硼酸浓度的增加 ,花粉的萌发率呈先上升后
下降的趋势。当培养基中硼酸浓度为 2.0 mg/L时 ,花粉的
萌发率最高 ,达到 67.0%,硼酸浓度超过 2.0 mg/L时 ,花粉
的萌发率随之下降。当培养基中的硼酸浓度增加到 2.5
mg/L时 ,花粉的萌发率下降为 54.0%。花粉本身又含有少
量的硼 ,在硼酸浓度为 0 mg/L时 ,花粉仍可萌发 ,但萌发率
低。这说明 ,当硼酸浓度为 2.0 mg/L时最适合西府海棠花
粉的萌发。
表 2　不同硼酸浓度对西府海棠花粉萌发的影响
Table2　Effectofdifferentboricacidconcentrationonpolengermina-
tionofMalusmicromalusMakino
硼酸浓度∥mg/LConcentrationofboricacid
不同时间萌发率∥%Thegerminationrateatdiferenttime
1h 2h 3h
0 30.0 44.5 49.0
1.0 36.5 49.0 56.0
1.5 38.0 51.5 58.5
2.0 40.0 55.0 67.0
2.5 42.0 46.5 54.0
2.1.3　不同浓度钙对西府海棠花粉萌发的影响。通过以上
的初步试验得出了适合西府海棠花粉萌发的最佳培养基为
0.8g琼脂 +15.0 mg/L蔗糖 +2.0 mg/L硼酸 ,在此培养基
上添加不同浓度的钙 ,观察钙对花粉萌发和花粉管生长的影
响 ,结果见表 3。
表 3　不同钙浓度对西府海棠花粉萌发的影响
Table3　EfectofdifferentCa2+ concentrationonpolengermination
ofMalusmicromalusMakino
Ca2+浓度∥mg/L
ConcentrationofCa2+
不同时间萌发率∥%
Thegerminationrateatdiferenttime
1h 2h 3h
0 42.0 50.5 53.5
1.6×10-2 43.5 45.0 45.5
1.6×10-3 43.0 46.5 47.0
1.6×10-4 42.5 55.0 63.0
1.6×10-5 46.0 60.0 78.0
1.6×10-6 44.0 55.5 69.0
　　表 3表明 ,花粉培养 1 h后 ,无钙及不同的钙离子浓度条
件下 ,花粉均能萌发 ,其中以处理④(1.6×10-5 mg/L)的花
粉萌发率最高 ,达 46.0%。在一定浓度范围内 ,低浓度钙可
以促进花粉萌发和花粉管的伸长。处理①(1.6×10-2mg/L)
和处理②(1.6×10-3 mg/L)在前 1h内的萌发率较高 ,随着
时间的增加 ,花粉的萌发和花粉管的伸长受到抑制 ,这可能
是西府海棠花粉的结构或者观察时间有差异 ,在较高的浓度
下萌发也快 ,具体原因有待进一步研究。但随着钙浓度的增
加 ,花粉的萌发率和花粉管的伸长被抑制。不同钙浓度条件
下 ,花粉管生长速度也不相同。当钙离子浓度为 1.6×10-2
mg/L时 ,花粉的萌发率降低为 45.5%,花粉管的生长也受到
抑制。在不含外源钙的情况下 ,花粉萌发和花粉管的生长与
含低浓度钙的情况差别不太大。最终观察结果得 ,当钙离子
的浓度为 1.6×10-5 mg/L时 ,花粉萌发率最高 ,达 78.0%,花
粉管伸长最快。
2.2　碘 -碘化钾染色结果　观察发现 ,西府海棠的花粉粒
均为圆球型。用碘 -碘化钾染色后 ,染成深蓝色(即有生活
力)的花粉有 36%,黄褐色(即缺失生活力)的花粉为 64%。
结果表明 ,碘 -碘化钾染色法不能准确地测定海棠花粉生
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活力。
2.3　TTC法染色结果　观察统计结果表明 ,用 TTC染色
后 ,所观察的视野中西府海棠的花粉粒均未染色 ,这说明
TTC法对西府海棠花粉染色困难 ,不能作为测定西府海棠花
粉生活力的染色剂。
2.4　醋酸洋红染色结果　醋酸洋红染色后 ,呈深红色(即有
生活力)的花粉粒达 97.5%,浅红(无生活力)的花粉粒为
2.5%。结果表明 ,醋酸洋红染色法测定的花粉生活力明显
高于离体萌发法的测定结果 ,也不能准确地测定西府海棠花
粉生活力。
3　结论与讨论
3.1　结论　硼酸可以促进糖的吸收和代谢 ,与糖结合能极
大地提高花粉的萌发率 ,增加氧气的含量和吸收 ,参与果胶
物质的合成 [ 11] ,利于花粉管的建造 ,而培养基中添加低浓度
外源钙时 ,促进了西府海棠花粉萌发和花粉管生长。因此 ,
要使西府海棠花粉的萌发率最高 ,选取适宜的蔗糖 、硼酸和
钙组合是关键 。最终试验结果得出 ,最适合西府海棠花粉萌
发和花粉管生长的培养基为 0.8 g琼脂 +15.0 mg/L蔗糖 +
2.0 mg/L硼酸 +1.6×10-5 mg/LCa(NO3)2。
3种染色方法中 ,碘 -碘化钾染色法测定西府海棠花粉
生活力结果较离体萌发法明显偏低 , TTC无法使西府海棠花
粉着色 ,而醋酸洋红染色后的西府海棠花粉生活力比离体萌
发法测定的结果明显高出 19.5%,三者都不适合作为测定西
府海棠花粉生活力的染色剂。
3.2　讨论
3.2.1　离体萌发法对西府海棠花粉萌发的影响。在离体培
养花粉萌发试验中 ,测定植物花粉萌发率的培养基一般都由
蔗糖 、琼脂和硼酸构成 。蔗糖对西府海棠花粉的萌发有着重
要的作用 ,在培养基中可以维持花粉与培养液之间的渗透平
衡 [ 12-13] 。试验结果表明 ,蔗糖浓度在 0 ～ 15.0mg/L时 ,西府
海棠花粉的萌发率随蔗糖浓度的增加而增加 ,超过 15.0
mg/L时 ,花粉萌发率呈下降趋势。蔗糖也为花粉的萌发和花
粉管的生长提供营养物质 ,在不含蔗糖的情况下 ,花粉的萌
发率仅为 17% ～ 38%;培养基中加入蔗糖的 ,萌发率显著提
高 。但蔗糖浓度过高或过低对西府海棠花粉的萌发都会产
生不良的影响 ,浓度过低时 ,花粉壁易破裂 ,内容物散出;浓
度过高 ,会造成花粉的质壁分离 ,抑制花粉萌发生长 [ 14] 。试
验结果表明 ,不含硼酸的培养基中 ,西府海棠花粉仍可萌发 ,
添加适量的硼酸可以促进花粉的萌发 ,但是对硼酸的需求并
不是越多越好 ,它也有一个最适花粉萌发的梯度。钙是影响
花粉萌发和花粉管生长的重要的矿质元素 。在一定的浓度
范围内加入不同浓度的外源钙与不加钙相比较 ,花粉的萌发
率和花粉管生长都有所提高。
有研究表明 ,外源钙可以替代花粉萌发时的群体效
应 [ 15] 。当培养基中钙的浓度为 1.6×10-4 ～ 1.6×10-6 mg/L
时 ,均可不同程度地增加花粉的萌发率和花粉管的生长 。钙
离子之所以对花粉管的生长有明显的促进作用 ,是因为钙离
子参与花粉管生长过程中的许多调节过程 ,外源钙浓度可能
通过花粉管上的钙通道调节花粉管内的钙动态来影响花粉
管的生长 ,尤其在花粉管的极性 、顶端和定向生长过程
中 [ 16-18] 。要使花粉萌发和花粉管生长达到最佳的效果 ,就要
选择适宜的钙浓度。浓度过高影响花粉管内细胞骨架的生
理活动 ,在花粉管顶端形成较厚的管壁 ,影响花粉管的生
长 [ 19] 。该试验即在特定的范围内加入了不同浓度的钙 ,与
储立民等 [ 20] 、金爱红等 [ 21]的研究结果相符 。
3.2.2　染色法对西府海棠花粉萌发的影响。一般情况下 ,
染色法测定结果大都明显高于离体萌发法测定结果 。但染
色法和离体萌发法测定的结果不能相互比较 ,它们之间存在
差异 ,差异一方面说明花粉在染色法测定条件下可能比在柱
头上自然条件下萌发的能力高;另一方面说明发芽法测定结
果可能比实际情况偏低 [ 22] 。在最适浓度条件下 ,不同植物
花粉的萌发力不同 ,如肉苁蓉花粉的萌发率比西府海棠花粉
的萌发率高 ,而东方百合的萌发率比海棠低。不同植物花粉
生活力保持时间的长短也不一样 ,一方面是由遗传因素所决
定 ,另一方面也受环境因素的影响 。花粉萌发率虽不能完全
等同于生活力 ,但在实践中大多数是以花粉萌发率来表示生
活力的 [ 14-15] 。
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