全 文 ：文章编号:1001-4829(2004)04-0493-04
收稿日期:2004-03-20
基金项目:广西区科技厅科技三项项目
作者简介:邹 瑜(1965-),男 ,广西容县人 , 副研究员 , 主要从
事植物组培研究开发等工作。
广西野生毛葡萄花粉特性研究
邹 瑜 ,林贵美 ,何海旺 ,李小泉 ,牟海飞 ,李朝生 ,韦华芳
(广西农业科学院植物组培苗有限公司 ,广西 南宁 530007)
摘 要:对原生于广西的 31份野生毛葡萄花粉进行电镜扫描、萌发等系统研究。毛葡萄雌雄异株 ,雌能花花粉无萌发沟和萌发
孔 ,培养不萌发 ,属于败育花粉。雄能花花粉为三沟孔型 ,培养能萌发 ,但在萌发率 、萌发速度 、花粉管长度等性状上存在较大差
异 ,在生产上要加以选育并按一定比例间种雄株作授粉树。不能单纯地从形状 、畸形率或 I-KI 染色来判断花粉的可育性。广西毛
葡萄花粉呈圆球形 ,较小型 ,与其他报道有显著差异 ,由此推测可能是另一个不同的种群。
关键词:毛葡萄;花粉;电镜扫描;萌发
中图分类号:S663.1 文献标识码:A
Studies on the pollen characteristics of Vitis quinquangularis Rehd.in Guangxi
ZOU Yu , LIN Gui-mei , HE Hai-w ang , LI Xiao-quan , MOU Hai-fei , LI Chao-sheng ,WEI Hua-fang
(Guangxi Plant Tissue Culture Co., Ltd.,Guangxi Academy of Agricultu ral Sciences , Nanning 530007 , China)
Abstract:31 kinds of pollen of Vit is quinquangularis Rehd.inGuangxi w as observed by scanning elect ron microscope , and the pollen ger-
mination w as tested in vit ro.T he result show ed that Vi tis quinquangular is Rehd.w as gonochorism.The pollen of female functional flower
w as lack of germ furrow and apertu res, and could not germinate.In the other hand , the pollen of male funct ional f low er could germinate ,
but there w ere signi ficantly dif ferent in rate of germinat ion, grow th rate and the length of pollen tube.S o it was necessary to plant some
male plant in production.The fertile pollen could not be recognized wi th shape and the rate of anomalous pollen or the test of I-KI dyeing.
The pollen grains of Vit is quinquangular is Rehd.in Guangxi w as sphereical and smaller , w hich w as different from that reported before.
Key words:Vi tis qu inquangu laris Rehd.;pollen;scanning electron microscope;germinat ion
毛葡萄(Vitis quinquangularis Rehd.)是葡萄
属中较古老的一个种 ,广泛分布于我国黄河以南的
各省区[ 1] 。在广西 ,毛葡萄较集中地分布在桂中 、
桂北 、桂西的喀斯特地貌地区 ,野生资源蕴藏量十分
丰富 ,自古以来 ,广西少数民族就懂得利用野生毛葡
萄浆果进行酿酒 。随着酿酒业的发展和市场的需
求 ,近几年 ,出现了毛葡萄大面积的人工种植[ 2～ 3] 。
为了对毛葡萄在微观上有一个更深刻的认识 ,也为
今后的植物学分类 、育种研究 、栽培应用提供依据 ,
特对广西罗城 、都安 、南宁三地的野生毛葡萄进行花
粉形态 、萌发等方面的研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料
原生于广西罗城县 、都安县 、南宁市的野生毛葡
萄株系的花粉 ,共 31份 ,其中罗城县 19 份(♀8 , ♂
11),都安县 4 份(♀1 , ♂3),南宁 8份(♀7 , ♂1)。
从中再选出雌株花粉 16 份(罗城 8 、都安 1 、南宁
7)、雄株花粉 5 份(罗城 3 、都安 1 、南宁 1),进行扫
描电镜观察 。采样时间为 2003年 5月8日至6月9
日上午 9:00 ～ 12:00时 ,萌发试验分 6次采样进行 ,
电镜观察分 4次。
1.2 方法
1.2.1 花粉粒电镜扫描 将准备开放的成熟花蕾
脱水干燥后 ,剥开花药 , 取出花粉 , 制成样品 , 在
Jem-1200ex/S 型扫描电子显微镜下进行观察 、统
计 、测量和拍照 ,工作电压为 40KV ,每个样品观察
视野 5 ～ 10个。
1.2.2 I-KI 染色 称取 1 gI 、2 gKI ,同时溶于 300
493
2004年 17卷 4期
Vol.17 No.4
西 南 农 业 学 报
S outhwest China Jou rnal of Agricultu ral Sciences
DOI :10.16213/j.cnki.scjas.2004.04.020
mL 蒸馏水中备用 。将花药在载玻片上压碎 ,加上 2
滴 I-KI溶液 ,在光学显微镜下观察花粉粒显色结
果。
1.2.3 花粉萌发 按 100 mg/L 硼酸 、10 %蔗糖 、
0.4 %～ 0.5 %琼脂浓度比例配制好培养基并装入
凹玻片的凹槽中 ,凝固后备用 。取花序中部成熟花
蕾 ,压碎花药 ,取出花粉放到培养基上 ,在25 ～ 29 ℃
温度下培养 3 ～ 5h ,然后在光镜下观察花粉萌发和
花粉管伸长情况 ,每份花粉测定 5个视野。
2 结果与分析
2.1 花粉电镜扫描
2.1.1 花粉粒的大小及形状 从表 1看 ,广西毛葡
萄花粉粒 P/E 值在 1.05 ～ 1.21 之间 ,平均约为
1.14 ,在3 000 ～ 5 000倍扫描电镜下 ,呈典型的圆球
状(图 1 ,2),这与有关报道的长椭球或橄榄球状有
明显不同[ 4～ 6] 。花粉粒极轴长 13.39 ～ 17.12 μm ,
赤道轴上 12.57 ～ 15.27μm ,根据 G·埃尔特曼分类
法[ 7] ,处在 10 ～ 25μm 区间 ,属于小型花粉 ,明显比
其他报道的毛葡萄的花粉[ 4 ～ 6] 要小 。同一单株
图 1 毛葡萄雄能化花粉赤道观(×5000 倍)
Fig.1 The pollen grains of male functional flower of Vi tis quin-
quangulari s Rehd., equatorial view(5000×)
图 2 毛葡萄雌能花花粉(×5000倍)
Fig.2 The pollen grains of female funct ional flower of Vit is quin-
quangulari s Rehd., polar view(5000×)
(扦插苗),其花粉的极轴及赤道轴长 ,人工栽培的要
比野生或半野生的分别大 13.0 %和 11.8 %,在同
一地区 ,雌能花的花粉粒要比雄能花的大些 。两种
花型的花粉粒均呈圆球形 ,不同的是 ,雄能花的花粉
粒具有三条开口 、底部平坦的萌发沟 ,沟开口宽约为
1.38 ～ 2.76 μm ,萌发孔在萌发沟的中部即赤道部
位 ,极面观为三角型(图 3),属典型的三沟孔型花
粉 ,而雌能花无上述萌发结构特征。不管是雄能花
还是雌能花 ,均有 2.2 %～ 17.4 %的畸形瘪粒花粉
粒(图 4),形状像帽子或腌制的酸梅状等 ,畸形率出
现的规律是:二次花多于一次花 ,肥水条件差的多于
水肥条件好的 ,种植期短的多于种植期长的 ,雌能花
多于雄能花 。
2.1.2 花粉壁的纹饰 两种花型花粉的纹饰均以
孔穴状为主 ,一般在两极较多 ,个别花粉呈不规则的
孔穴 ,孔穴大小 、深浅 、密度 ,不同的花粉表现有些差
异 。雄能花花粉孔穴比较清晰 、明显 ,分布均匀 ,但
从花粉壁的纹饰上 ,很难区分雄 、雌能花。
2.2 花粉染色
供试的 17份花粉(♀14 、♂3),经 Ⅰ-K Ⅰ染色 ,
图 3 毛葡萄雄能花花粉极面观(×5000倍)
Fig.3 The pollen g rains of male funct ional f low er of Vit is quin-
quangu laris Rehd., polar view(5000×)
图 4 毛葡萄雌能花的畸形花粉(×3000倍)
Fig.4 T he anomalous pollen grains of female funct ional flower of
Vit is quinquangulari s Rehd.(3000×)
494 西 南 农 业 学 报 17卷
表 1 广西毛葡萄花粉粒形状及大小
Table 1 Shape and size of Vit is quinquangulari s Rehd.in Guangxi
编号
No.
产地
Origin
花型
Sex
极轴长(μm)
Polarized
diameter(P)
赤道轴长(μm)
Equatorial
diameter(E)
极赤比
Rat io of polarized
diam eter to
equatorial diameter
(P/ E)
形状
Shape
V
都安
Duan ♂ 13.39 12.57 1.09±0.38
圆球形
Rotundity
1-6 罗城
Luocheng
♂ 15.85 13.91 1.14±0.12 圆球形
Rotundity
4-3 南宁
Nanning
♂ 16.42 14.57 1.13±0.11 圆球形
Rotundity
Ⅰ 都安
Duan ♀ 14.91 13.03 1.15±0.12
圆球形
Rotundity
1-1 罗城
Luocheng
♀ 17.12 15.27 1.12±0.09 圆球形
Rotundity
LS7
罗城
Luocheng
♀ 16.09 13.36 1.21±0.15 圆球形
Rotundity
3-2 南宁
Nanning
♀ 16.85 14.57 1.16±0.22 圆球形
Rotundity
均呈黄褐色 ,经多次反复试验 ,均没有发现被染成蓝
色的花粉 ,说明毛葡萄花粉粒没有淀粉积累。因此 ,
无法用染色办法鉴别和说明葡萄花粉的活性或可育
性 ,这一现象与山葡萄(V .amurensis Rupr.)不
同[ 8] 。
2.3 花粉萌发
供试的 16 份雌能花花粉 ,没有一份能正常萌
发 ,这与上述电镜观察到的现象是相吻合的。而雄
能花花粉均能萌发 ,但在萌动率 、萌动速度及花粉管
长度 、粗细 、先端表现有一定的差异。表 2可看出 ,
与雌能花花期相近的雄能花花粉 ,萌发率较高 ,达到
40 %以上 ,个别甚至达 69.7 %以上 ,而偏早 、偏晚
的则萌发率稍低 ,一般在 30 %左右 。花粉萌动情况
可能与株系 、肥水状况 、取材时间有极大关系 。
3 小 结
研究结果表明 ,广西的野生毛葡萄雌雄异株 ,雌
株花粉败育 ,连续 2年多点的套袋自交不实也充分
证明了这一点。因此 ,在毛葡萄人工种植生产中 ,必
须根据雌株的花期 ,按一定比例间种花期(花时)合
适 、花粉萌发率高的雄株 ,作为雌株的授粉树 ,这样
才能正常结实。
花粉的形态特征受基因控制 ,具有极强的遗传
保守性 ,形态和纹饰极为稳定 ,其中带有的大量遗传
信息可为植物的系统分类提供依据[ 7] 。研究表明 ,
广西毛葡萄花粉的纹饰与其他报道的毛葡萄[ 4～ 6]
相差不大 ,但在形状(圆球形)和大小(相对偏小粒
型)性状上存在明显差异 ,因此 ,广西的野生毛葡萄
可能是有别于其它区域的毛葡萄的一个不同的种
群 。
经过研究发现 ,毛葡萄花粉粒的大小与花序大
小 、树体营养状态呈一定的正相关。人工种植下 ,花
粉粒明显大于野生状态。花粉粒极轴长为 14.91 、
16.09 、17.12μm 的雌株 ,其花序长分别是 10.13 、
16.7 、23.7cm ,因此 ,能否通过花粉粒大小来推断其
花序甚至果粒大小 ,有待以后进一步研究 。
表 2 花粉萌发情况
Table 2 Informat ion of pollen germinat ion
编号
No. 花期
1)
Florescence
总粒数
Total number
of pollen
萌发数
Number of
germination
萌发率
Rate of
germinat ion(%)
萌发速度等
Germinating speed
of pollen tube
16
早
Early
232 64 27.6 快 ,花粉管长
4
中偏早
Earlier than middling
228 73 32.0 慢 ,花粉管短
桂雄 2号
Guixiong 2
中
Middling
101 48 47.5 速度及花粉管中等
桂雄 4号
Guixiong 4
中偏晚
Later than middling
104 46 44.2 慢 ,花粉管中等
12
晚
Late
162 47 29.0 快 ,花粉管长
注:1)参照雌能花盛花期(5月 23～ 26日),与雌能花花期相近者 ,花期定为“中” , ±7～ 10d ,则称为“晚” 、“早” 。
4954期 邹 瑜等:广西野生毛葡萄花粉特性研究
花粉粒能否被 I-KI染成蓝色的畸形率的高低 ,
与花粉的育性没有直接相关性 ,有些雌能花甚至见
不到畸形的花粉粒 ,而花粉具萌发沟和萌发孔是判
定毛葡萄花粉可育性的首要特征。
致 谢:花粉的电镜制样及观察在广西大学电镜室
完成 ,并得到文宗振教师的大力支持 ,在此致谢!
参考文献:
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[ 7] G·埃尔特曼.孢粉学手册[ M] .北京:科学出版社 , 1978.
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(责任编辑 廖振钧)
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496 西 南 农 业 学 报 17卷