全 文 ：毛葡萄花粉管的萌发与生长情况的观察
张瑛 , 李鸿莉 , 朱建华 , 徐宁 , 卢 江 , 彭宏祥＊ (广西农业科学院园艺研究所南方葡萄研究中心,广西南宁 530007)
摘要 分别于人工授粉后的不同时间段对毛葡萄雌能花株雌蕊进行荧光染色后压片观察 ,结果表明:人工授粉后花粉的萌发率显著高
于自然授粉状态 ,且环境条件在很大程度上制约花粉的萌发。人工授粉 72 h花粉管从珠孔进入胚珠内部 , 且参与受精的花粉管由于先
端膨大出现了生长受阻现象;而自然授粉 72 h内均未见有花粉管到达花柱基部 ,主要在花柱中部停止生长。2种授粉方式出现的花粉管
生长停滞现象 ,均对毛葡萄结实率产生一定影响。
关键词 毛葡萄;花粉管;萌发;生长
中图分类号 S663.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2006)21-5540-02
Observation on the Germination and Growth Course of Pollen Tubse of Vitis quinquangularis Rehd
ZHANGYing et al (Horticulture Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences;Research Centre of Grape in South , Nanning , Guangxi 530007)
Abstract At intervals of 2 ,4 , 8 , 12 , 24 , 48 , 72, 96 and 120 h after pollination , the pollen tubes subsequent growth in the styles was observed after fluores-
cence coloration.The result showed that the germination percentage of pollens in artificial pollination was significantly higher than that in open pollination
and germination of pollens was restricted by surroundings.Pollen tubes reached ovule via micropylewithin 72 h after artificial pollination , and pollen tubes
were arrested after reached carpel in hand pollination and there are no pollen tubes reached the base part of the style in open pollination.Thephenomenon
of pollen tubes arrested in two pollination style influence fructification of Vitis quinquangularis Rehd.
Key words Vitis quinquangularis Rehd;Pollen tube;Germination;Growth
毛葡萄(Vitis quinquangularis Rehd)原产于我国 ,是广西野
生葡萄中分布最广 、蕴藏量最大的种类。广西产区利用毛葡
萄浆果酿造加工的野生葡萄酒 ,以独特的山野味 、果香浓郁
醇厚的酒质及纯天然绿色食品的市场定位而深受消费者青
睐 ,产品供不应求。随着毛葡萄组培快繁育苗技术的突破 ,
推动了人工栽培毛葡萄及酿造加工产业化发展。但人工栽
培毛葡萄表现座果率极低 、果穗稀疏 、松散 ,平均穗重不到
50 g[ 1] ,导致产量低和经济效益差。目前 ,传粉生物学作为一
门研究与传粉事件有关的种种生物学特性及其规律的学科 ,
已越来越受到人们重视 ,它的研究对理解物种的繁育系统 、
居群的遗传结构 、物种分化 、种群的生态特征均具有重要意
义[ 2, 3] 。传粉生物学家们通过研究已经获得了大量的有关传
粉行为对植物生殖结构的组成 、生殖成功及交配方式的影响
的相关资料[ 4] 。因此 ,传粉过程是有花植物完成生殖成功的
必须步骤 ,传粉的效率和方式直接影响植物的生殖和发育。
为此 ,笔者通过人工授粉的方法对毛葡萄雌能花株雌蕊进行
荧光染色压片观察 ,旨在探讨落在毛葡萄雌能花株雌蕊上雄
株花粉形态结构及其萌发 、花粉管伸长和受精过程与坐果的关
系 ,为进一步合理开发毛葡萄资源及品种改良研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料 2005年6月在广西罗城县水源毛葡萄生产
基地进行人工授粉试验 ,授粉雄株花粉和雌能花植株花穗均
来源于广西罗城县水源毛葡萄生产基地。
1.2 试验方法
1.2.1 人工授粉试验。采集尚未开花的雄株花穗的大花蕾
并分离出花药 ,用白纸包好置于干燥器内(室温)1 d ,花粉散
出后待用。授粉前 1 d选取 20穗即将开放的花蕾的雌能花
株花穗 ,去掉枝条上已开放的花即进行套袋。第 2天开袋检
查时 ,把雌能花株花穗上没有开放的花蕾去掉 ,用已干燥好
基金项目 广西科学基金项目(桂科自 0448025);广西科技攻关项目(桂
科攻 0424002-2A)。
作者简介 张瑛(1974-),女 ,广西全州人 ,助理研究员 ,从事植物生理
生化及遗传育种方面的研究。 ＊通讯作者。
收稿日期 2006-10-20
的雄株花粉对其中的 10穗雌株花穗进行授粉后继续套袋 。
而其余作为对照(自然授粉)的 10穗不授粉不套袋。
1.2.2 样品的采集 。分别在授粉后 4、8、12、24、48 、72、96、120
h切取雌蕊部分 ,用卡诺固定 24 h以上 。然后用 70%的酒精
清洗 3次 ,并放入 70%酒精中保存待用。
1.2.3 荧光染料的配制及显微观察。将材料移入指形管 ,
加入 1mol/L NaOH溶液 ,然后放于 50 ℃温水浴中 30 min左
右 ,使组织软化透明 ,再用蒸馏水洗 3次 ,每次 5 min;随后用
0.01%水溶性苯胺兰染色 1 h(苯胺兰 10 mg+pH值 8.2的
KH2PO4100ml+10%～ 20%甘油 ,放置数小时至 24h ,等溶液
变无色即可使用)。将染色液倒掉 ,用镊子将样品小心夹出 ,
置于载玻片上 ,点上甘油封片 ,轻压使样品充分展开;最后用
显微镜镜检 ,在紫外光下观察 ,主要观察不同时期花粉粒在
柱头上萌发 ,花粉管在花柱中生长及伸向胚珠的情况 ,并进
行显微摄影。每个处理观测 10个雌蕊。
2 结果与分析
2.1 花粉管萌发情况观察 使用 0.01%的水溶性苯胺兰对
已授粉的毛葡萄雌蕊染色后 ,其花粉粒和花粉管在荧光显微
镜下呈现强烈的黄绿色荧光 ,可以较为方便地看到花粉粒在
柱头上萌发和花粉管的生长路径。经荧光染色观察发现:花
粉管基本都在柱头上萌发 ,很少有从其他部位萌发花粉管的
情况 。花粉管从柱头进入花柱 、子房伸向珠孔处。
2.2 花粉管的伸长情况观察 用荧光显微镜观察毛葡萄人
工授粉后花粉粒萌发及花粉管的生长过程 ,结果表明:毛葡
萄在授予雄株花粉 2 h后花粉粒在柱头上已萌发出花粉管
(图 1-1),且具一定长度。花粉管在授粉 4 h后生长较整齐
(图 1-2),有个别已深入花柱 1/3处(图 1-3)。在授粉后 8和
12h花粉管在花柱中仍继续伸长 ,有多数已达花柱 1/2处(图
1-4);而自然授粉在这一阶段花粉粒萌发数量少且花粉管长
度较短 ,还没有进入花柱(图 1-5)。授粉 24 h后花粉管已有
多数到达花柱基部(图 1-6);授粉 48 h后部分花粉管已接近
子房(图 1-7)且有个别已伸入胚珠内(图 1-8);而对照仅有几
条花粉管伸入花柱内部不同部位且伸长方式杂乱无章 , 但
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2006, 34(21):5540-5541 责任编辑 孙红忠 责任校对 孙红忠
是没有观察到到达花柱基部的花粉管 ,出现生长停滞现象
(图 1-9)。授粉 72h花粉管已从珠孔进入胚珠内部(图 1-10)。
在观察中普遍发现有多条花粉管同时萌发生长 ,并同时进入
子房伸向胚珠(图 1-11)。同时还发现 ,在人工授粉后 ,进入
花柱的花粉管也存在个别异常现象 ,表现在花粉管先端膨
大 ,形状异常 ,且花粉管停止生长 ,最终无法到达胚囊而不能
完成受精(图 1-12)。
注:1.人工授粉 2 h后花粉管萌发(×100);2.人工授粉 4 h后花粉管生长较整齐(×100);3.人工授粉 4h后花粉管伸入 1/ 3处(×100);4.人工
授粉 8～ 12h花粉管伸入 1/ 2处(×100);5.自然状态 8～ 12 h少数花粉管开始萌发且短(×100);6.人工授粉 24h后多数花粉管到达花柱基
部(×100);7.人工授粉 48h后花粉管接近子房(×100);8.人工授粉 48h后花粉管已伸入珠孔(×100);9.自然状态下 48h花粉管在花柱中
部生长停滞(×100);10.人工授粉 72 h后进入胚珠内部受精(×100);11.多条花粉管同时进入子房(×100);12.人工授粉状态下出现花粉
管先端突起生长停止(×100)。
图 1 毛葡萄花粉管的萌发与生长情况
3 讨论
传粉是被子植物有性生殖过程的重要环节 ,花粉只有落
到柱头上萌发以后 ,雌 、雄配子才有可能实现彼此接近和完
成受精作用 。通过对毛葡萄在人工授粉和自然授粉状态下
花粉管的萌发及生长情况的观察 ,人工授粉后 2h花粉粒在
柱头上即可萌发并有一定长度 ,而自然授粉后 8 ～ 12h 柱头
上才有很少部分花粉粒萌发 ,这说明自然条件下 ,由于周围
花粉源的供应不足 ,影响了访花昆虫的行动和正常的授粉 ,
因此出现了授粉障碍。然而 ,随后观察到人工授粉后在子房
内部参与受精的花粉管由于先端膨大出现的生长受阻以及
自然授粉下均未观察到花粉管伸入花柱基部的过程 ,而是在
花柱中部前后停止生长的现象 ,则可能是花粉管在雌蕊组织
中的生长和竞争的结果[ 5] ;还可能是随着授粉后时间的延
长 ,花粉管的生长过程中伴随着营养物质的消耗 ,而后生长
活力逐渐下降所致;也有可能是因为内部还有特异性抑制花
粉管生长的物质 ,有研究报道梨的花柱上存在一种特异性的
降解自花花粉管 RNA 的核糖核酸酶[ 6] 。因此 ,今后尚需深
入地研究这些抑制物质及抑制花粉管生长的特性。
参考文献
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554134卷21期 张 瑛等 毛葡萄花粉管的萌发与生长情况的观察