全 文 ：Vol. 31 No.4
Dec. 2013
第 31卷 第 4期
2013年 12月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期：2013-06-04
基金项目：江苏省农业科技自主创新项目 [CX（13）2045]；国家林业局科技推广项目（〔2011〕19）；江苏省高校科研成果产业化推进项目
（JHB2012-8）。
作者简介：史锋厚（1981—），男，山东兖州人。实验师，博士，主要从事林木种苗学、林木遗传育种的研究。Tel：025-85427403，
E-mail：fhshi406@yahoo.com.cn。
通讯作者：沈永宝（1963—），男，江苏新沂人。教授，博士研究生导师，主要从事林木种苗学、园林植物与观赏园艺的研究。
Tel：025-85427502，E-mail：ybshen@njfu.com.cn。
在植物的常规育种工作中，人工授粉常需提
前采集花粉并贮藏花粉。花粉贮藏可以解决杂交
亲本花期不遇产生的时间差问题，同时能解决远
距离人工辅助授粉的问题。花粉活力主要受到植
物遗传特性的制约，但贮藏条件也会影响花粉的
寿命 [1-2]。影响花粉贮藏效果的条件主要为贮藏温
度和花粉含水量，且各自的影响效果存在差异 [3-6]。
海棠为我国传统观赏植物，关于其花粉贮藏和萌
发的研究报道并不多见。因此，文中以垂丝海棠
Malus halliana为研究对象，对其花粉萌发率进行
了测定，分析了不同贮藏条件对花粉活力的影响
情况，以期为垂丝海棠花粉的保存和利用提供技
术支持。
垂丝海棠花粉贮藏特性研究
史锋厚，范蓉蓉，周 婷，沈永宝
（南京林业大学 森林资源与环境学院，江苏 南京 210037）
摘 要：为了研究垂丝海棠花粉的贮藏特性，采用花粉离体培养法，研究了花粉含水量和贮藏温度对花粉萌发
的影响情况。结果表明：促使垂丝海棠花粉萌发的最佳培养基为 0.6%琼脂＋ 10%蔗糖＋ 2.0%硼酸，以此培养
基培养的新鲜花粉萌发率为 81%；贮藏温度和花粉含水量对花粉活力的保持具有显著的影响，低温环境有助于
花粉贮藏，对贮藏效果影响大小的温度条件依次为－ 38 ℃＞－ 18 ℃＞ 4 ℃＞室温（25 ℃）；适度自然干燥对
花粉萌发率的影响不大且更有助于花粉的贮藏，当垂丝海棠花粉含水量为 10.35%时，花粉在适宜的温度条件下
仍可较长时间地保持其活力。
关键词：垂丝海棠；花粉活力；花粉萌发率；花粉贮藏
中图分类号：S685.99 文献标志码：A 文章编号：1003—8981(2013)04—0190—05
Storage characteristics of pollen in Malus halliana
SHI Feng-hou, FAN Rong-rong, ZHOU Ting, SHEN Yong-bao
(College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)
Abstract: In order to learn storage characteristic of pollen in Malus halliana, effects of water content in pollen and
storage temperature on pollen germination were researched by using in vitro pollen culture method. The results show that
the optimum culture medium for pollen germination is the medium supplemented with 0.6% agar, 10% sucrose and 2.0%
H3BO3, and germination rate of fresh pollens is 81% in the culture medium. The effects of storage temperature and water
content on pollen vigor are signifi cant. Low temperature can contribute to pollen storage, and the effect order from high
to low is － 38 ℃ , － 18 ℃ , 4 ℃ , 25℃ (room temperature). Moderation natural drying can contribute to pollen storage
and has no effect on pollen germination. The pollen vigor can maintain for a long time when water content in pollen is
10.35% and stored at suitable temperature.
Key words: Malus halliana; pollen vigor; pollen germination rate; pollen storage
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.04.028
191第 31卷 经 济 林 研 究
1 材料与方法
1.1 花粉采集
2010年 4月上旬，在南京林业大学校园内采
集垂丝海棠的花粉。从 5株植株中剪取着生花芽
较多的枝条约 20枝，带回实验室水培催花。待花
瓣张开时，用镊子拨出并抖动花药，用硫酸纸收
集花粉并将花粉充分混合以待用。
1.2 花粉干燥
花粉干燥采用室内自然风干法。将收集的花
粉均匀平铺于硫酸纸表面，每隔 1 h搅拌 1次花粉，
促使其中的水分均匀散失。分别风干 3和 6 h后，
获得不同含水量的花粉样品，以未风干的花粉作
为对照。按照高芬等人 [1]所用的烘干法测定花粉
含水量。
1.3 花粉贮藏
将不同含水量的花粉分别密封于 10 mL的离
心管中，并分别置于室温（25 ℃）、4 ℃、－ 18 ℃、
－ 38 ℃的冰箱中保存，每隔 5 d测定各处理花粉
的萌发率，持续测定 30 d。
1.4 花粉萌发试验
花粉萌发试验采用琼脂、蔗糖、硼酸固体培
养基。为了优选最佳培养基，采用了单因素梯度
试验设计，各处理所用花粉培养基的具体配方详
见表 1。
表 1 花粉培养基配方
Table 1 Formula of pollen media %
处理编号 No. 琼脂 Agar 蔗糖 Sucrose 硼酸 H3BO3
Ⅰ 0.6 0 1.0
Ⅱ 0.6 5 1.0
Ⅲ 0.6 10 1.0
Ⅳ 0.6 15 1.0
Ⅴ 0.6 20 1.0
Ⅵ 0.6 10 0.0
Ⅶ 0.6 10 1.0
Ⅷ 0.6 10 1.5
Ⅸ 0.6 10 2.0
Ⅹ 0.6 10 2.5
培养时将花粉均匀地散落在盛有培养基的凹
形载玻片上，置于底部带有湿润滤纸的培养皿内，
在 25 ℃恒温箱内培养 6 h后，置于显微镜下观察
花粉萌发情况，每份样品设 3个重复，每个重复
观察 3个视野，以花粉管长度超过花粉直径作为
萌发标准，统计萌发率。
2 结果与分析
2.1 蔗糖和硼酸对花粉萌发的影响
先以 0.6%琼脂＋不同浓度蔗糖＋ 1.0%硼酸
作为培养基进行新鲜花粉的萌发试验，再以 0.6%
琼脂＋ 10%蔗糖＋不同浓度硼酸为培养基进行新
鲜花粉萌发试验，各处理花粉萌发结果见表 2。由
表 2 可知，培养基中添加蔗糖对花粉萌发的促进
作用达极显著水平（P＜ 0.01），花粉萌发率随着
蔗糖浓度的增大呈先上升后下降的变化趋势；当
培养基中的蔗糖浓度为 10%时，花粉萌发率最高，
为对照的 4倍；当蔗糖浓度超过 10%时，花粉萌
发率则显著下降。
表 2 蔗糖和硼酸对花粉萌发的影响†
Table 2 Effect of sucrose and H3BO3 on pollen
germination %
处理编号
No.
蔗糖浓度
Concentration of sucrose
花粉萌发率
Pollen germination rate
Ⅰ 0 18±2 Dd
Ⅱ 5 55±4 Bb
Ⅲ 10 73±3 Aa
Ⅳ 15 60±1 Bb
Ⅴ 20 41±4 Cc
处理编号
No.
硼酸浓度
Concentration of H3BO3
花粉萌发率
Pollen germination rate
Ⅵ 0.0 27±1 Bc
Ⅶ 1.0 73±6 Ab
Ⅷ 1.5 75±2 Aab
Ⅸ 2.0 81±3 Aa
Ⅹ 2.5 76±2 Aab
† 采用 Duncan法进行多重比较；不同大写字母表示差异达极显著水
平（P＜0.01），不同小写字母表示差异达显著水平（0.01＜P＜0.05）；
表 3与表 5中的字母含义与此相同。
The data are analyzed by using Duncan Multiple comparison method.
The different capital letters mean signifi cant differences at 0.01 level, and
the different lowercases mean signifi cant differences at 0.05 level. The
same as below.
在 0.6%琼脂＋ 10%蔗糖配方的基础上，在
培养基中添加不同浓度的硼酸进行新鲜花粉萌发
试验，各处理的花粉萌发率亦见表 2。培养基中
添加硼酸可以极显著地提高花粉的萌发率（P＜
0.01）；在添加了不同浓度硼酸的培养基后，各处
理花粉萌发率之间的差异达到了显著水平。硼酸
浓度为 2.0%时，花粉萌发率高达 81%。综合分析
可知，宜用 0.6%琼脂＋ 10%蔗糖＋ 2.0%硼酸的
配方培养基作为垂丝海棠花粉萌发培养基。
2.2 自然干燥对花粉含水量和活力的影响
在自然干燥过程中，花粉含水量下降，花粉活
力随之发生变化（见表 3）。经不同时间自然干燥
处理后，花粉萌发率之间的差异达到了极显著水平
（P＜ 0.01）。当花粉含水量降至 10.35%时，花
192 第 4期史锋厚，等：垂丝海棠花粉贮藏特性研究
粉萌发率下降 3个百分点，即自然干燥 3 h后花粉
仍能保持较高的活力；而当其含水量下降至 8.72%
时，花粉活力却显著下降，此时花粉的萌发率仅为
58%。上述结果说明：花粉萌发率随其含水量的下
降而降低，但当含水量的下降幅度不大时，花粉活
力仍能保持较高水平；但自然干燥时间较长时，花
粉萌发率却显著降低。因此，新鲜花粉采集后，应
防止过度失水，避免花粉活力明显下降。
表 3 干燥时间对海棠花粉活力的影响
Table 3 Effect of drying time on pollen vigor in Malus halliana
干燥时间
Drying time /h
花粉含水量
Water content in pollen /%
花粉萌发率
Pollen germination rate /%
0（CK） 12.63±0.42 81±3 aA
3 10.35±0.16 78±4 aA
6 8.72±0.29 58±2 bB
2.3 不同贮藏条件对花粉萌发的影响
将不同含水量的花粉分别贮藏在不同温度条
件下，各处理花粉萌发率的变化情况如图 1～ 3
所示。对不同贮藏条件下海棠花粉的萌发率进行
方差分析与多重比较，结果分别见表 4与表 5。
在不同贮藏时间和贮藏温度条件下，新鲜花
粉的萌发率随贮藏时间的延长而呈现出逐渐下降
的变化趋势（如图 1）；不同贮藏温度、不同贮藏
时间下花粉萌发率之间的差异均达到了极显著水
平，贮藏温度和时间之间具有极显著的交互作用
（见表 4）。室温贮藏的花粉其萌发率下降速度最快，
贮藏 5 d时，花粉萌发率已下降 52个百分点，贮
藏 15 d时已完全不能萌发。贮藏于 4 ℃和－ 18 ℃
温度条件下的花粉其萌发率具有相同的变化趋势；
但贮藏于 4 ℃温度条件下的花粉萌发率其下降幅
度更大；贮藏在－ 38 ℃温度条件下的花粉，在贮
藏前 5 天花粉的萌发率降低了 13个百分点；继续
贮藏至 30 d时花粉萌发率的变化不大。
在不同贮藏温度条件下，含水量为 10.35%的
花粉其萌发率的变化情况见图 2。贮藏温度和贮藏
时间对花粉萌发的影响均达极显著水平，贮藏温
度和时间之间具有极显著的交互作用（见表 4）。
分别贮藏于室温和 4 ℃条件下的花粉其萌发率持续
下降；分别贮藏于－ 18 ℃和－ 38 ℃条件下的花粉
其萌发率的变化趋势基本一致。花粉在室温中贮藏
5 d，其萌发率降低 33个百分点；贮藏至 30 d时其
萌发率已降至 0。在 4 ℃贮藏环境中，花粉萌发率
均匀下降。在－ 18 ℃和－ 38 ℃温度条件下贮藏前
10 d，花粉萌发率的变化情况基本相似；贮藏 10 d
后，贮藏于－ 38 ℃条件下的花粉其萌发率的降幅
较小，贮藏至 30 d时其萌发率仍有 67%。
自然干燥 6 h后，花粉萌发率已降至 58%，贮
藏于各温度条件下的花粉其萌发率均呈下降趋势
（图 3）。不同贮藏温度之间、不同贮藏时间之间
花粉萌发率的差异均达极显著水平，贮藏温度和时
间之间具有极显著的交互作用（表 4）。室温贮藏
前 10 d，花粉萌发率持续下降，室温贮藏至 10 d时，
萌发率仅为 2%。贮藏于－ 18℃和－ 38 ℃条件下
图 1 新鲜垂丝海棠花粉萌发率的变化情况
Fig. 1 Variation of germination rate of fresh pollens in
Malus halliana
图 2 干燥 3 h后的垂丝海棠花粉萌发率的变化情况
Fig. 2 Variation of germination rate of pollens dried for
three hours in Malus halliana
图 3 干燥 6 h后的垂丝海棠花粉萌发率的变化情况
Fig. 3 Variation of germination rate of pollens dried for
six hours in Malus halliana
193第 31卷 经 济 林 研 究
的花粉其萌发率的变化趋势和变化幅度相似，贮藏
至 30 d时萌发率已分别降至 35%和 39%。贮藏 5 d
后，贮藏于 4 ℃条件下的花粉其萌发率降低 19个
百分点；而后花粉萌发率均匀下降，贮藏至 30 d时，
花粉萌发率仅为 12%。
表 4 不同干燥时间与不同贮藏条件下花粉萌发率的方差
分析结果†
Table 4 Variance analysis of pollen germination rates dried
for different duration under different storage
conditions
干燥时间
Drying
time
变异来源
Source of
variance
平方和
SS
均方
MS
F值
F value
P值
P value
0 h（CK）
贮藏温度 32 456.14 10 818.71 1 210.08** 0.000 1
贮藏时间 17 643.78 2 940.63 328.91** 0.000 1
温度×时间 7 151.35 397.29 44.44** 0.000 1
3 h
贮藏温度 23 203.71 7 734.57 866.27** 0.000 1
贮藏时间 11 528.78 1 921.46 215.20** 0.000 1
温度×时间 6 143.78 341.32 38.23** 0.000 1
6 h
贮藏温度 15 658.60 5 219.53 1 188.19** 0.000 1
贮藏时间 12 097.50 2 016.25 458.98** 0.000 1
温度×时间 3 159.64 175.53 39.96** 0.000 1
† *0.01＜ P＜ 0.05，**P＜ 0.01。
表 5 各处理花粉萌发率的多重比较结果
Table 5 Multiple comparisons of pollen germination rates
in different treatments
贮藏条件
Storage condition
不同干燥处理的花粉萌发率
Pollen germination in different treatments /%
干燥 0 h(对照 )
Drying 0
hours (CK)
干燥 3 h
Drying
3 hours
干燥 6 h
Drying
6 hours
贮藏温度
Storage
temperature
室温 17 dD 30 dD 11 dD
4 ℃ 50 cC 58 cC 29 cC
－ 18 ℃ 60 bB 69 bB 42 bB
－ 38 ℃ 68 aA 72 aA 46 aA
贮藏时间
Storage
duration
0 d 81 aA 78 aA 58 aA
5 d 54 bB 65 bB 40 bB
10 d 46 cC 62 cB 32 cC
15 d 45 cCD 57 dC 27 dD
20 d 42 dD 50 eD 24 eE
25 d 38 eE 46 fE 23 efEF
30 d 34 fF 42 gF 22 fF
3 讨论与结论
3.1 蔗糖和硼酸对花粉萌发的影响
花粉离体萌发培养是花粉活力检验的常用方
法，具有简单、迅速、定量的特点 [7]。离体培养基
一般由蔗糖、琼脂和硼酸组成，蔗糖和硼酸的浓度
对花粉萌发具有不同程度的影响 [4，8]。在本实验中，
培养基中添加蔗糖可以显著促进花粉萌发，这与有
关新疆野苹果M.sieversii的研究结论一致 [4]，蔗糖
可以为花粉萌发和花粉管生长提供营养物质，同时
能维持花粉与培养基之间的渗透平衡 [9]。垂丝海棠
花粉萌发培养基中蔗糖的最佳浓度为 10%，这与
樊新民等人 [3]和张鲜鲜等人 [10]的研究结论相符。
蔗糖具有浓度效应，当超过一定浓度时，其表现
出抑制作用 [8]，花粉萌发率反而会降低，而高浓
度蔗糖可引起花粉质壁分离，抑制花粉萌发 [11]。
硼酸是花粉萌发时必需的微量元素，可以促
进糖的吸收和代谢，增加氧气的含量和吸收量，
促进果胶物质的合成，有利于花粉萌发和建造花
粉管 [12]。本实验结果证实，培养基中添加硼酸有
利于花粉萌发，促使花粉萌发的适宜硼酸浓度为
1.5%～ 2.5%，其中浓度为 2.0%的硼酸对花粉萌
发的促进效果最佳，这与张鲜鲜等人 [10]的研究结
论相似。综合试验结果来看，应选择 0.6%琼脂＋
10%蔗糖＋ 2.0%硼酸的培养基作为垂丝海棠花粉
萌发检测的基本培养基。
3.2 花粉贮藏特性
花粉贮藏条件对于花粉活力的保持具有重要
作用，影响花粉寿命的关键因子是花粉含水量和
贮藏温度，一般认为，干燥处理、低温是保存花
粉的必要前提 [13]。不同花粉贮藏所需的最佳含水
量和贮藏温度存在差异，如室内凉干 24 h的苹果
M.domestica花粉在常温条件下贮藏的时间不能超
过 1周，在－ 20 ℃条件下贮藏 30 d的花粉其萌发率
高于 90%[6]；海棠M.spectabilis花粉贮藏效果的温度
条件依次为超低温（－ 196 ℃）＞ 0 ℃＞－ 20 ℃＞
常温 [3]；新疆野苹果花粉于 4 ℃温度条件下贮藏
的效果较好 [4]；银杏 Ginkgo biloba花粉含水量在
6.7%～ 8.9%时，贮存温度在 6 ℃以下其萌发率
均较高 [14]；沙田柚 Citrus maxima cv. Shatian花粉
低温贮藏的适宜含水量为 11.2%～ 13.5%[15]；蔗茅
Erianthus rufi pilus花粉含水量在低于 10%时才能
较长时间地保持花粉活力 [16]。因此，不同种类的
花粉在贮藏时需要寻求其最佳花粉含水量和适宜
贮藏温度范围。
本实验中，不同含水量的垂丝海棠花粉贮藏
在 4种温度环境中，各处理花粉萌发率呈现出不
同的下降趋势，但各处理花粉萌发率的变化存在
显著差异，贮藏温度和花粉含水量对于花粉活力
的保持具有显著的交互作用。在各含水量梯度内，
垂丝海棠花粉贮藏能力的排序均为：室温＜ 4 ℃＜
－ 18 ℃＜－ 38 ℃，这与有关苹果混合花粉的研
究结果一致 [5]。室温贮藏不利于花粉活力的保持，
194 第 4期史锋厚，等：垂丝海棠花粉贮藏特性研究
花粉在短期贮藏时间内均丧失活力。－ 38 ℃低温
环境更有利于花粉活力的保持，其原因在于低温
可抑制物质代谢，减弱酶活性，降低呼吸作用 [7]。
适度降低花粉含水量有利于花粉活力的保持，但
花粉失水过多则会导致花粉活力快速下降。当花
粉含水量为 10.35%时，与新鲜花粉相比，花粉仍
然具有较高活力，且在适宜的贮藏温度条件下可
以长时间保持其较高活力；当花粉自然干燥 6 h时，
花粉萌发率显著下降，花粉活力在贮藏过程中丧
失较快。
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[本文编校：伍敏涛 ]