全 文 ：收稿日期:2007-07-13
基金项目:河南省创新人才工程项目;河南科技学院博士基
金
作者简介:贾文庆(1978-),男,硕士,助教,E-mail:jiawq
@163.com
垂丝海棠(Malushaliana)为蔷薇科苹果属落叶小
乔木,是著名的庭园美化观赏花木。目前,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
[1-4],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
因保存等均有非常重要的意义。为此,本试验利用离体
萌发法研究了培养基成分对垂丝海棠花粉生活力和花
粉管生长的影响,以期为垂丝海棠组培研究提供理论
依据。
1材料与方法
1.1试验材料
供试的花粉材料采自河南科技学院园林系实验园
内生长健壮的垂丝海棠植株。
2007年4月5日上午11:00～12:00,摘取垂丝海
棠含苞待放的花蕾,参照韩振海等[5]的方法,将花蕾用
保鲜袋包好放入冰箱内于 4℃下保存,晚上 20:00取
出花药放入培养皿中,然后置于恒温干燥箱 25℃下干
燥,10～12h后取出供试。
1.2 试验方法
1.2.1不同蔗糖浓度对花粉萌发的影响试验 在硼酸浓
度均为2.0mg/L的基础上,设蔗糖浓度为0(清水对
照)、10、15、20、25、30mg/L共6个处理。称取0.8g琼
脂于烧杯中,倒入少许硼酸溶液,加热搅拌至琼脂充分
溶解;取6个干净载玻片,分别滴入1滴不同浓度的蔗
糖溶液于载玻片中央,然后用玻璃棒蘸取添加有硼酸
的琼脂于载玻片上;待培养基凝固后,用发丝蘸取少量
花粉轻轻弹入培养基表面,并标记培养基配方号和花
粉接种的时间。接种后分别调查各处理的花粉萌发率。
1.2.2不同硼酸浓度对花粉萌发的影响试验 在试验
筛选出的最适蔗糖浓度基础上,设硼酸浓度为0(清水
对照)、1.0、1.5、2.0、2.5mg/L共5个处理。称取0.8g琼
脂于烧杯中,倒入少许蔗糖溶液,加热搅拌至琼脂充分
溶解;取6个干净载玻片,分别滴入1滴不同浓度的硼
酸溶液于载玻片中央,然后用玻璃棒蘸取添加有蔗糖
的琼脂于载玻片上;待培养基凝固后,用发丝蘸取少量
花粉轻轻弹入培养基表面,并标记培养基配方号和花
垂丝海棠花粉生活力测定的研究
贾文庆,刘会超
(河南科技学院园林学院,河南 新乡 453003)
摘 要:对垂丝海棠花粉的生活力进行了测定,研究了不同培养基和不同浓度 Ca2+对花粉萌发和花粉管生长的影响。
结果表明,垂丝海棠花粉萌发的最佳培养基是琼脂 0.8g+蔗糖 15mg/L+硼酸 2.0mg/L;低浓度 Ca2+促进了花粉萌发和花粉
管的生长,高浓度Ca2+抑制了花粉萌发和花粉管的生长,培养基中Ca2+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
中图分类号:S685.99 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2007)10-0032-03
StudyonpolenviabilityofMalushaliana
JIAWen-qing,LIUHui-chao
(DepartmentofLandscapeArchitecture,HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang453003,China)
Abstract:ThepolenviabilityofMalushalianawasmeasured.Theinfluenceofdiferentculturemediumanddiferent
concentrationofCa2+onpolengerminationandpolentubegrowthwasstudied.Theresultsshowedthatthebestculturemedium
whichwasadvantageousinpolengerminationwasagar0.8g+sucrose15mg/L+boricacid2.0mg/L.LowconcentrationCa2+had
goodefectonpolengerminationandpolentubegrowth,whilehighconcentrationCa2+inhibitedthem.Themostsuitable
concentrationofCa2+topromotepolengerminationandpolentubegrowthwas1.6×10-5mg/Lintheculturemedium.
Keywords:Malushaliana;polen;viability
广东农业科学 2007年第10期32
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2007.10.021
Ca2+浓度
(mg/L)
0(CK)
1.6×10-6
1.6×10-5
1.6×10-4
1.6×10-3
1.6×10-2
萌发率(%)
42.0
44.0
46.0
42.5
43.0
43.5
花粉管长度(μm)
16.13
23.35
29.48
23.58
22.38
16.75
萌发率(%)
50.5
55.5
60.0
55.0
46.5
45.0
花粉管长度(μm)
26.19
37.46
58.89
49.56
38.95
28.65
萌发率(%)
53.5
69.0
78.0
63.0
47.0
45.5
花粉管长度(μm)
32.13
58.36
89.34
62.15
59.34
34.26
接种后1h 接种后2h 接种后3h
表3不同 Ca2+浓度对垂丝海棠花粉萌发及花粉管长度的影响
粉接种的时间。接种后分别调查各处理的花粉萌发率。
1.2.3不同Ca2+浓度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,
在最佳培养基的基础上,设 Ca(NO3)2浓度为 0(清水
对照)、1.6×10-2、1.6×10-3、1.6×10-4、1.6×10-5、1.6×10-6
mg/L共6个处理。先称取0.8g琼脂于烧杯中,倒入少
许硼酸和蔗糖溶液,加热搅拌至琼脂充分溶解;取6个
干净载玻片,分别滴1滴不同浓度的Ca(NO3)2溶液于
载玻片中央,然后用玻璃棒蘸取最佳培养基于载玻片
上;待培养基凝固后,用发丝蘸取少量花粉轻轻弹入培
养基表面,并标记培养基配方号和花粉接种的时间。接
种后分别调查各处理的花粉萌发率和花粉管生长情
况。
1.3调查方法
接种后1h,在10×20倍的光学显微镜下观察垂
丝海棠花粉萌发和花粉管的生长情况,每隔1h镜检
1次,共观察 3次,每次观察左右 2个视野,每个视野
分别观察100粒花粉。以花粉管长度大于花粉粒直径
1/2为萌发标准[6],花粉萌发率采用以下公式计算:花
粉萌发率 (%)=(萌发的花粉粒数/观察的花粉总粒数)×
100%;花粉管的长度用显微测微尺测量。
2 结果与分析
2.1不同蔗糖浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
不同蔗糖浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响调查结
果见表1。由表1可知,在不添加蔗糖的培养基中,垂
丝海棠花粉也能萌发,但萌发率低。随着蔗糖浓度的增
加,花粉萌发率呈先上升后下降的趋势,当蔗糖浓度为
15mg/L时花粉萌发率最高,接种后 1、2、3h分别为
50.0%、55.0%、64.0%;当蔗糖浓度超过 15mg/L时,花
粉萌发率随蔗糖浓度的升高而下降,如蔗糖浓度为30
mg/L时接种后3h花粉萌发率仅为41.0%。可见,垂丝
海棠花粉萌发最适合的蔗糖浓度为15mg/L。
2.2不同硼酸浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
从表2可以看出,在最适蔗糖浓度下,由于花粉本
身含有少量硼,因此在不添加硼酸时,花粉仍可萌发,
但萌发率低;随着硼酸浓度的增加,花粉萌发率先上升
后下降,当硼酸浓度为 2.0mg/L时花粉萌发率最高,
接种后3h达67.0%;当硼酸浓度超过2.0mg/L时,花
粉萌发率随之下降,如硼酸浓度增加至 2.5mg/L时接
种后3h花粉萌发率下降至54.0%。可见,当硼酸浓度
为2.0mg/L时最适合垂丝海棠花粉萌发。
2.3不同Ca2+浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
在琼脂0.8g+蔗糖15mg/L+硼酸2.0mg/L培养基
的基础上添加不同浓度的Ca2+,垂丝海棠花粉的萌发
和花粉管生长情况有所不同(表3)。花粉接种于不同
Ca2+浓度(包括不添加Ca2+的处理)培养基中均能萌发,
且萌发率随着接种时间的延长均呈上升趋势.在一定
范围内,Ca2+浓度越低,花粉萌发率也越低,其中以
1.6×10-5mg/L的花粉萌发率最高,接种后1、2、3h的
萌发率分别为46.0%、60.0%、78.0%;但是,随着 Ca2+浓
度的增加,花粉的萌发率和花粉管的伸长被抑制,当钙
离子浓度为1.6×10-2mg/L时,接种后3h花粉的萌发
率降低至45.5%,花粉管的生长也受到抑制。
蔗糖浓度
(mg/L)
0(CK)
10
15
20
25
30
接种后2h
26.5
38.0
55.0
48.0
45.0
38.5
接种后1h
17.0
25.0
50.0
43.0
36.5
35.0
接种后3h
38.0
42.5
64.0
51.5
47.0
41.0
表1不同蔗糖浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
萌发率(%)
硼酸浓度
(mg/L)
0(CK)
1.0
1.5
2.0
2.5
接种后2h
44.5
49.0
51.5
55.0
46.5
接种后1h
30.0
36.5
38.0
40.0
42.0
表2不同硼酸浓度对垂丝海棠花粉萌发的影响
萌发率(%)
接种后3h
49.0
56.0
58.5
67.0
54.0
33
3结论与讨论
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琼脂、蔗糖和硼酸构成。蔗糖对垂
丝海棠花粉的萌发有着重要作用,可以维持花粉与培
养液之间的渗透平衡[7];同时,蔗糖也可为花粉的萌发
和花粉管的生长提供营养物质。本试验结果表明,在不
含蔗糖的情况下,花粉萌发率仅为17.0%～38.0%;培养
基中加入蔗糖时花粉萌发率显著提高,但蔗糖浓度过
低或过高对垂丝海棠花粉的萌发都会产生不良影响,
浓度过低时花粉壁破裂、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[8]。当蔗糖浓度在
0～15mg/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15mg/L时花粉萌发率呈下降趋势。
崔晓龙等[9]的研究表明,硼酸可以促进蔗糖的吸收
和代谢,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,有利于花粉管的生长。本试验结
果表明,在不含硼酸的培养基中,垂丝海棠花粉仍可萌
发,添加适量硼酸可以促进花粉萌发,但是添加硼酸的
浓度并不是越高越好,以浓度为 2.0mg/L时花粉萌发
率最高,接种后3h达67.0%。
有研究表明,外源钙可以替代花粉萌发时的群体
效应[10],这是因为 Ca2+参与花粉管生长过程中的许多
调节过程,其可能通过花粉管上的钙通道调节钙动态
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[11-12]。花粉萌发和花粉管生长要达到最
佳效果,必须选择适宜的Ca2+浓度,浓度过高将影响花
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[13]。本试验结果表明,培养
基中添加低浓度外源钙能促进垂丝海棠花粉萌发和花
粉管生长,当培养基中Ca2+浓度为1.6×10-5mg/L时,花
粉萌发率在接种后3h达78.0%。
综合本研究结果可知,要提高垂丝海棠花粉的萌
发率,选取适宜的蔗糖、硼酸和钙组合是关键,最适合
垂丝海棠花粉萌发和花粉管生长的培养基为琼脂 0.8
g+蔗糖15mg/L+硼酸2.0mg/L+Ca(NO3)21.6×10-5mg/L。
参考文献:
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