全 文 ：＊离体萌发法测定垂丝海棠花粉生活力的研究
刘会超 , 贾文庆
(河南科技学院园林学院 ,河南新乡 453003)
摘　要:应用离体萌发法对垂丝海棠的花粉生活力进行测定 , 同时研究了不同浓度的钙对花粉萌发和花粉
管生长的影响。研究结果表明 , 垂丝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 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;培养基中的 Ca(NO
3
)
2
浓度为 1.6 ×10-5mg/L时最适合垂丝海棠花粉萌发和花粉管
的生长。
关键词:垂丝海棠;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:1002-2481(2007)05-0039-03
DeterminationonPolenViabilityofMalusHaliana
LIUHui-chao, JIAWen-qing
(DepartmentofLandscapeArchitecture, HenanInstituteofScienceandTechnology, Xinxiang453003 , China)
Abstract:TheviabilityofpolenofMalushalianawasstudiedwiththemethodsinwhichthegerminationwasinvitro,
andtheinfluenceofthedifferentconcentrationofcalciumonpollengerminationandpollentubegrowthwasstudied.There-
sultsshowedthat, thebestculturemediumthatwasadvantageousinpollengerminationandpolentubesgrowthwas:0.8gagar
+15 mg/Lsucrose+2.0 m/Lboricacid;lowconcentrationofcalciumhadagoodefectonpolengerminationandpolen
tubegrowth, andhighconcentrationofcalciumwasinhibitedtothem.Themostsuitableconcentrationofcalciumtopromote
polengerminationandpolentubesgrowthwas1.6×10-5 mg/Lintheculturalmedium.
Keywords:Malushaliana;Polen;Viability;Assaymethod
　　垂丝海棠(Malushaliana)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之
一 。国内学者已对垂丝海棠的栽培 、育苗技术进
行了较为深入的研究(王嘉祥[ 2] ,李晓东[ 3] ,许晓
岗 [ 4] )但有关垂丝海棠花粉生活力测定的研究尚
未见报道。
研究花粉生活力对于作物品种改良与育种
操作 、基因保存等研究均有非常重要的意义 。为
此 ,笔者利用离体萌发法对垂丝海棠花粉生活力
进行了测定 ,并对培养基成分对测定结果的影响
进行了研究 ,以期为垂丝海棠花粉的研究提供理
论依据 。
1　材料和方法
1.1　材料及处理
2007年 4月 5日上午 11 ～ 12时采集垂丝海
棠含苞待放花蕾的花粉。所采植株生长于河南
科技学院园林系实验园 ,植株生长健壮。花粉采
集与处理参照韩振海 [ 3]的方法 ,将采摘来的花蕾
用保鲜袋包好放入 4 ℃的冰箱内 ,于当天晚上 8
时取出花药 ,分成两份放入培养皿上 ,置 25 ℃的
恒温干燥箱中培养 ,干燥 10 ～ 12 h后一份即用 ,
一份放入 4℃的冰箱内 6 h后备用。
1.2　试验方法
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山西农业科学 2007, 35(5):39 ～ 41　　　　　　　　　　　　　　　　　　　JournalofShanxiAgriculturalSciences
＊收稿日期:2007-06-21
项目来源:河南省创新人才工程项目(2005126-49);河南科技学院博士基金项目(HK05-1226)
作者简介:刘会超(1964-),男 ,河南南阳人 ,博士,副教授 ,主要从事园林植物生物技术研究。
1.2.1　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, 15, 20, 25, 30 mg/L,
硼酸浓度为 2.0mg/L,共 6个处理。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 ,分别先滴一滴不同质量浓度的
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 。
1.2.2　不同浓度硼酸对花粉萌发的影响试验　
经过 1.2.1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,
2.5mg/L,共 5个处理。方法同 1.2.1。
1.2.3　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, 1.2.2两组试验确定出
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:处理 0(清水对照),处理 1(1.6×
10
-2 mg/L),处理 2(1.6 ×10-3 mg/L),处理 3
(1.6×10-4 mg/L),处理 4(1.6×10-5 mg/L),处
理 5(1.6×10-6 mg/L)。
1.3　统计标准
花粉培养 1h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 1
h镜检 1次 ,每次观察左右两个视野 ,每个视野观
察 100粒 ,两个视野分别观察 3次 ,以花粉管长
度大于花粉粒直径 1/2为萌发标准 [ 4] 。花粉管
的长度用显微测微尺测量 。
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　不同浓度蔗糖对垂丝海棠花粉萌发的影响
表 1表明 ,垂丝海棠花粉萌发率随蔗糖浓度
的增加而呈现先上升后下降的趋势 。当培养基
中蔗糖浓度为 15 mg/L时 ,花粉的萌发率达到最
高 ,为 64%。当蔗糖浓度为 30mg/L时 ,花粉的
萌发率下降为 41%。即蔗糖浓度超过 15 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 ,但萌发率较
低 。这说明垂丝海棠花粉萌发最适合的蔗糖浓
度为 15 mg/L。
表 1　不同蔗糖浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
蔗糖浓度(mg/L)
不同时间萌发率(%)
1h 2h 3h
0 17.0 26.5 8.0
10 25.0 38.0 42.5
15 50.0 55.0 64.0
20 43.0 48.0 51.5
25 36.5 45.0 7.0
30 35.0 38.5 1.0
2.2　不同浓度硼酸对垂丝海棠花粉萌发的影响
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
率呈现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%。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%。花粉本身
含有少量的硼 ,在硼酸浓度为 0 mg/L时 ,花粉仍
可萌发 ,但萌发率较低 。这说明 ,当硼酸浓度为
2.0mg/L时最适合垂丝海棠花粉的萌发。
表 2　不同硼酸浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
硼酸浓度(mg/L)
不同时间萌发率(%)
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
2.3　不同浓度钙对垂丝海棠花粉萌发的影响
通过以上初步试验得出 ,适合垂丝海棠花粉
萌发的最佳培养基为 0.8g琼脂 +15 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 。
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)的萌发率最高 ,达 46%。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(1.6×10-2 mg/L)和处理 2(1.6×
10
-3 mg/L)在前 1h内观察的萌发率较高 ,随着
时间的增加 ,花粉的萌发和花粉管的伸长受到抑
制 ,这可能是垂丝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
40
山西农业科学 2007年第 35卷第 5期
钙的情况下 ,花粉萌发和花粉管的生长与含低浓
度钙的情况差别不是太大。最终观察结果得出 ,
当钙离子的浓度为 1.6×10-5 mg/L时 ,花粉萌
发率最高 ,达 78%,花粉管伸长最快 。
表 3　不同钙浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
Ca2+浓度(mg/L)
不同时间萌发率(%)
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
3　小结与讨论
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 [ 5] ,利于花粉管的建造 ,
而在培养基中添加低浓度外源钙时 ,促进了垂丝
海棠花粉萌发和花粉管生长 。因此 ,要使垂丝海
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 ,最适合垂丝
海棠花粉萌发和花粉管生长的培养基为 0.8 g琼
脂 +15 mg/L蔗糖 +2.0 mg/L硼酸 +1.6×10-5
mg/LCa(NO3)2。
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 。蔗糖对垂丝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 [ 6] 。试验结果表明 ,蔗糖浓度在 0 ～ 15
mg/L时 ,垂丝海棠花粉的萌发率随蔗糖浓度的
增加而增加 ,超过 15 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%;培养基中加入蔗糖时 ,花
粉萌发率显著提高。但蔗糖浓度过高或过低对
垂丝海棠花粉的萌发都会产生不良的影响 ,浓度
过低时 , 花粉壁就会破裂 ,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 。
试验结果表明 ,不含硼酸的培养基中 ,垂丝海棠
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。
有研究表明 ,外源钙可以替代花粉萌发时的
群体效应 [ 7] 。当培养基中钙的浓度为 1.6×10-4
～ 1.6×10-6mg/L时 ,均可不同程度地提高花粉
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[ 8, 9] 。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 。钙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 [ 10] 。本试验在特定的范围内加入
了不同浓度的钙 ,与储立民 [ 11] 、金爱红 [ 12]的研究
结果相符。
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刘会超等:离体萌发法测定垂丝海棠花粉生活力的研究