全 文 ：收稿日期:2005-09-26
基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(399277)
作者简介:何 琪(1986-),女,浙江衢州人,2004级本科生,(电话)13516817497(电子信箱)heqi914@163.com;
通讯作者:徐根娣(电子信箱)sky113@zjnu.cn。
七子花(Heptacodiummiconioides)为中国特有
的单属单种植物,属忍冬科落叶小乔木,是首批国
家二级重点保护植物[1],也是名贵的观赏植物。七子
花多生于悬崖峭壁、沟谷和山坡灌丛,分布范围窄,
仅在浙江省天台山、四名山、金华北山、昌化汤家湾
及安徽省泾县和宣城等地有分布。目前在七子花林
中极少可见到七子花实生苗,幼苗储备严重不足,
种群年龄结构呈衰退型,濒危程度日益加深,急需
研究其生长发育规律,以对其进行有效的保护。虽
然有关七子花的生理和生态学特性研究较多[1~8],但
对七子花的繁殖生物学的研究较少[9,10]。七子花无性
繁殖发达,而有性繁殖非常困难,在其花粉萌发和
种子发育中都可能存在一些障碍,因此笔者在徐冬
青等[10]研究的基础上开展了对七子花花粉萌发的进
一步研究,探讨 PEG-4000、蔗糖及 pH值对七子花
花粉萌发的影响,旨在寻求较适合七子花花粉萌发
的培养基,以期寻求七子花的濒危机制和生物多样
性的保护途径。
1 材料与方法
1.1 植物材料及培养法
取金华北山成熟的七子花花粉,进行离体培
养。在凹形载玻片的凹槽中滴入配好的培养基,将
花粉均匀地撒在培养基上,放入铺有潮湿滤纸的培
养皿中,以保证空气湿度利于花粉的萌发和防止培
养基较快蒸发。每种培养基 3个玻片,待花粉撒上
去之后,每隔0.5h观察1次,每片取5个花粉数大
于20粒的视野,计算花粉萌发率及破损率。
1.2 试验处理
1)以 H3BO3 10mg·L-1、Ca(NO3)2 0.03%(W/V,
下同)和10%的蔗糖调成pH值分别为5.5、6.0、6.5、
7.0、7.5、8.0的6种液体培养基进行培养,探讨花粉
萌发的最适pH值。
2)在得出最适萌发酸碱度 pH=7后,以 H3BO3
10mg·L-1、Ca(NO3)20.03%分别添加不同浓度的
PEG-4000和蔗糖,对花粉进行培养、观察并计算。
2 结果与分析
2.1 不同pH值对七子花花粉萌发的影响
从图1中可以看出,七子花花粉在较低pH值
的培养基内萌发率随 pH值的升高而逐渐增大,pH
值为7时达到最大值,为74.43%,比pH为5.5处理
提高了31.25%,达到0.05显著水平。而后随pH值
增高花粉萌发率有所下降,当 pH值为 8.0时萌发
率仅为42.78%。从试验结果可以发现,虽然花粉有
较高的萌发率,但破损率非常高,即净萌发率很低,
最高的仅为 26.83%,最低的也达 9.95%,在萌发 1h
后大部分花粉管破损。
2.2 蔗糖对花粉萌发的影响
随着培养基蔗糖浓度的增加,花粉萌发率逐渐
PEG-4000、蔗糖及pH值对七子花花粉萌发的影响
何 琪,何 芳,刘 鹏,徐根娣
(浙江师范大学生物科学系,浙江 金华 321004)
摘要:采用花粉液体培养法研究 PEG-4000(聚乙二醇 4000)、蔗糖和 pH值对七子花花粉萌发及花粉管
生长的影响。结果表明,最适的培养基组分浓度为:H3BO310mg·L-1,Ca(NO3)20.03%,PEG-400015%,蔗
糖15%,最适pH值为7。在该培养基内花粉萌发率约为73.26%,净萌发率约为64.49%。PEG-4000对七
子花花粉萌发有促进作用,但蔗糖也是必不可少的。
关键词:七子花;培养基;花粉萌发率;花粉净萌发率
中图分类号:Q949.781.2;Q944.42 文献标识码:B
文章编号:0439-8114(2006)02-0214-03
第45卷第2期
2006年3月
湖北农业科学
HubeiAgriculturalSciences
Vol.45No.2
Mar.,2006
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2006.02.030
何 琪等:PEG-4000、蔗糖及pH值对七子花花粉萌发的影响
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
萌
发
率
/%
5 8 10 12 15 20 25 30
蔗糖浓度/%
0.5h 1h 1.5h 2h
图2 不同时间和蔗糖浓度对花粉萌发率的影响
c c
bc
b
a
ab b
bc
注:用LSD法进行比较,相同字母代表差异不显著,不同字母代
表差异显著(P<0.05),下同。
图1 不同pH值对七子花花粉萌发率和净萌发率的影响
上升;当蔗糖浓度达到 15%时萌发率最高,可达
75.80%;而随着蔗糖浓度的继续升高,萌发率呈现
下降的趋势(图2)。净萌发率则有所不同,当浓度为
25%时净萌发率最高,可达51.74%(表1)。萌发率与
净萌发率达到最高的浓度处理与最低的相比,达到
0.05显著水平,说明蔗糖对七子花花粉萌发有明显
的促进作用。
萌发时间/h
0.5
1.0
1.5
2.0
蔗糖浓度/%
5
11.04c
12.97d
14.59d
10.21e
8
11.33c
17.31d
15.90d
15.16d
10
25.70b
27.61c
24.23c
21.86c
12
28.90b
30.80bc
26.36c
23.64c
15
35.65c
43.37a
47.50a
41.82b
20
34.14c
39.67a
46.93a
48.05a
25
35.86c
41.62a
46.09a
51.74a
30
33.67c
34.36b
39.35b
41.55b
表1 不同时间和蔗糖浓度对花粉净萌发率的影响
2.3 PEG-4000对花粉萌发的影响
花粉萌发率随着培养基内PEG-4000浓度的增
加而增加,当 PEG-4000浓度达到 15%的时候萌发
率(图 3)和净萌发率(表 2)均达到最高,分别为
68.24%和25.96%。当浓度继续上升时,萌发率有所
降低,但降低幅度并不明显。
2.4 蔗糖与PEG-4000的交互作用
在H3BO310mg·L-1+Ca(NO3)20.03%+PEG-
400015%+蔗糖15%的培养基中培养(表3),花粉的
萌发率高达73.26%,净萌发率达64.49%,破损率仅
为8.74%,萌发率和净萌发率比 PEG-4000或蔗糖
单独作用时高,破损率低,表明PEG-4000和蔗糖的
共同作用能有效地促进花粉的萌发。
表3 蔗糖与PEG-4000对花粉萌发作用的比较
3 讨论
徐冬青等[10]的研究表明,培养基组分及其浓度
对花粉萌发率有很大影响,只有在培养基中含有足
够量的矿质及糖类等组分和适宜的 pH值条件下,
花粉才能正常萌发、生长。但培养基内一些组分浓
度过高时,对花粉萌发起抑制作用。也就是说,花粉
萌发需要一个适宜的组分浓度,浓度过高或过低均
不利于花粉的萌发。我们的研究表明,七子花花粉
萌发时间/h
0.5
1.0
1.5
2.0
PEG-4000浓度/%
13
7.65b
10.16c
12.45b
17.63b
14
10.37b
14.63b
19.78a
24.41a
15
18.91a
19.70a
23.80a
25.96a
16
15.74a
17.98a
20.35ab
24.27a
17
13.98ab
16.67ab
19.43a
21.92ab
表2 不同时间和PEG-4000浓度对花粉净萌发率的影响
PEG-4000
蔗糖
PEG-4000+蔗糖
萌发率/%
68.24b
67.52b
73.26a
破损率/%
43.28c
15.78b
8.77a
净萌发率/%
25.96c
51.74b
64.49a
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
百
分
率
/%
5.5 6 6.5 7 7.5 8
pH值
萌发率% 净萌发率%
c
c
b
c
a
b
a
ab
a
bc
c
c
80
70
60
50
40
30
20
萌
发
率
/%
13 14 15 16 17
PEG-4000浓度/%
0.5h 1h 1.5h 2h
图3 不同时间和PEG-4000浓度对花粉萌发率的影响
a
a
a a
a
第2期 215
离体培养基的适宜 pH值范围为 6.5～7.5,最适 pH
值为7。而在强酸或强碱性条件下,均不利于离体花
粉萌发与生长。另一方面,虽然萌发率较高,但破损
率也很高,最高净萌发率只有 26.83%,低于徐冬青
等的净萌发率[10]。与徐冬青的培养基相比,我们使用
的不是固体培养基,而是液体培养基。虽然固体培
养基中加入的琼脂只起固定的作用,不能为萌发提
供营养,但可能就是因为琼脂的加入平衡了渗透
压,使花粉的破损率降低。
目前有资料[11-13]表明,PEG-4000对花粉萌发和
花粉管生长有促进作用。我们的试验表明,PEG-
4000对七子花花粉萌发也有促进作用,尤其体现在
减少破损率即提高净萌发率上,15%浓度处理与
13%浓度处理相比,达到0.05显著水平。PEG是一
种惰性物质,不参与花粉的代谢活动,亦不能进行跨
膜的交换,从而保证了培养基稳定的物理条件[14,15]。
PEG还有较大的粘度,比较接近柱头表面的物理状
态,能使花粉缓慢水合,较长久地维持花粉膨压[16]。
在没有PEG的培养基中,培养一段时间后花粉大部
分集中在培养基底部,而在加入PEG的培养基中,
花粉一般浮于表面,有利呼吸,这些均是 PEG培养
基的优点。从 PEG-4000与蔗糖单独作用来看,
PEG-4000的萌发率较蔗糖高,但破损率也较高,所
以净萌发率反而较蔗糖低,也说明蔗糖在降低七子
花花粉管破损中有重要的作用。蔗糖作为花粉离体
萌发培养基的组分之一,可以作为渗透压的调节
剂,同时又是碳源参与花粉的代谢与跨膜运输,在
培养过程中不断被消耗,以保持培养基的物理、化
学稳定性。因此,在七子花花粉萌发中,蔗糖也是必
不可少的。
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EfectofPEG-4000,SucroseandpHonPolenGerminationinHeptacodiummiconioides
HEQi,HEFang,LIUPeng,XUGen-di
(DepartmentofBiologicalScience,ZhejiangNomalUniversity,Jinhua321004,Zhejiang,China)
Abstract:TheefectofPEG-4000,sucroseandpHonpolengerminationinHeptacodiummiconioidesbycultivatingpolens
inliquidmediumwerestudied.Theresultsshowedthat10mg·L-1H3BO3,0.03% Ca(NO3)2,15%PEG-4000,15% sucrose,pH
7,wereoptimalforpolengermination.Inthiscondition,polengerminationratewere73.26% andnetpolengermination
ratecouldreach64.49%.PEG4000wasshowntoinducegerminationofHeptacodiummiconioidespolens,butitcouldnot
replacesucrose.
Keywords:Heptacodiummiconioides;culturemedia;polengerminationrate;netpolengerminationrate
(责任编辑 王 珞)
216 湖 北 农 业 科 学 2006年