免费文献传递   相关文献

Preservation Methods of Pollen of Magnolia soulangeana Soul.-Bod.

二乔玉兰花粉贮存条件的比较研究



全 文 :热带亚热带植物学报 2006,l4(4):3 1 8—320
Journal ofTropical and Subtropical Botany
二乔玉兰花粉贮存条件的比较研究
张亚利a 田振坤 a 刘 燕
(北京林业大学,a.园林学院;b.国家花卉q-程技术研究中心,北京 100083)
摘要:探讨了二乔玉兰 (Magnolia sou 帆0 Sou1.Bod.)花粉在不同温度和贮存条件下的活力。结果表明:二乔玉兰
花粉在 5%蔗糖+0.0l%硼酸及 5%蔗糖+0.1%硼酸两种培养液上萌发较好,萌发率均达到 70%以上。随着保存时间的延
长,花粉萌发率不断降低,降低速度从快到慢依次为室温、5~C和 .20~C。超低温 (.196℃)保存花粉的萌发率并没有随着
保存时间的延长而降低,液氮保存 2 a的花粉萌发率达到 79.3%,与新鲜花粉的萌发率差异不显著。超低温反复冻存 6
次的花粉萌发率与新鲜花粉没有显著变化。
关键词:二乔玉兰;花粉;萌发率;贮存;超低温保存
中图分类号:Q944.42 文献标识码:A 文章编号:1005—3395(2006)04—03l8—03
Preservation M ethods of Pollen of Magnolia soulangeana Sou1.一Bod.
ZHANG Ya—l ia, TIAN Zhen.kun , LIU Yan~,b‘
(BeijingForestry University,a.Colege ofLandscapeArchitecture;b.NationalFloricultureEngineeringResearch Center,Beijing100083。China)
Abstract:Viability of polen of Magnolia soulangeana was tested at diferent storage temperatures and methods.
Culture solution of 5% sucrose supplemented with 0.01% or 0.1% boric acid gave good results for pollen
germination,the germ ination rate reaching to above 70%.Pollen viability declined with the increased preservation
time.The decrease of pollen viability was slowered in the order of room temperature,5cI=,and一20cI=.Cryogenic
storage at一1 96cI=had no significant changes,even though the pollen stored for 2 years,the germ ination rate being
79-3%.Polen samples exhibited high tolerance to re—freezing and thawing.
Key words:Magnolia soulangeana;Pollen;Germ ination rate;Storage;Cryopreservation
木兰科 (Magnoliaceae)植物花大芳香,树型优
美,具有极高的观赏价值,广泛应用于园林及庭院
绿化。木兰科植物的研究工作也越来越受到人们的
重视。杂交育种是目前培育木兰科新品种的主要方
法之一,花粉生活力的测定和不同保存温度对花粉
生活力的影响研究对于木兰科植物的杂交育种及
资源保存具有重要意义。本文以北方重要的早春观
赏花木二乔玉兰 (Mognolia soulangeana Sou1.Bod.)
为试验材料,探讨了花粉萌发培养基的筛选和花粉
保存方法,为其资源保存及利用提供参考。
1材料和方法
二乔玉兰 (Mognolia soulangeana Sou1.Bod.)花
粉于2003及 2004年 3月采自北京林业大学校园。
将微开的花朵带回实验室,取出花药置于铺有硫酸
纸的培养皿中室温散粉后收集花粉备用。
花粉萌发率的测定采用悬滴’法【n。最佳培养基
的确定采用单因素法。蔗糖浓度采用 0% (自来
水)、5%、10%和 l5%4种梯度;硼酸浓度对萌发率
的影响在 5%蔗糖条件下采用 0%、0.01%、0.1%、
收稿 日期 :2005-12-16 接受 日期 :2006-04-10
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金项H(20050022002 资助
’通讯作者Corresponding author
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 4期 张亚利等:二乔玉兰花粉贮存条件的比较研究 319
l%、5%5种梯度。培养温度为22—24℃,培养时间为
4 h。花粉萌发以花粉管长度超过花粉粒直径的2倍
为标准。每一处理重复 3次,每重复随机选取 3个
视野观察花粉的萌发情况,然后计算平均值并统计
萌发率。
2003年采集的花粉采用:(1)硫酸纸包装室温
放置;(2)青霉素小瓶包装后放在干燥皿中于冷冻
室 (.20oC)保存;(3)Denmark产 1.8 ml冻存管包
装后直接投入液氮 (.196~C)保存。2004年加大花
粉采集数量,1.8 ml离心管包装后分别放在室温、冷
藏室 (5~C)、冷冻室 (.20oC),1.8 ml冻存管包装后
直接投入液氮 (.196~C)保存,对花粉的最佳贮存方
法进行验证。
花粉的超低温保存采用花粉的采集.干燥 .密
封包装 .投入液氮容器保存 .解冻复苏 .应用的技
术路线[2]。液氮保存后采用自来水冲洗法进行化冻。
花粉反复冻存效果的评价以一次性冻存花粉的萌
发率为对照。
花粉含水量测定采用烘干法[3],烘干温度为
120℃,烘干时间45-6Omin,反复2-3次,直至恒重。花
粉含水量=花粉鲜重一花粉干重/花粉鲜重xlO0%。
2结果和分析
2.1花粉适宜萌发培养基
在 5%的蔗糖溶液中花粉的萌发率最高,达到
33.9~3.73%。10%和 15%的蔗糖对萌发率的影响不
显著,分别为 17.2~2.51%和 14.7~1.51%,但显著低
于 5%蔗糖培养液的萌发率。花粉在 自来水中可以
萌发,但萌发率仅为9.7~0.80%左右。可见在所设定
的 4种蔗糖浓度中,5%蔗糖的效果最好。
在 5%蔗糖浓度的基础上,实验进一步进行了
不同浓度硼酸对花粉萌发率的影响。结果见表 1,随
着硼酸浓度的增加,花粉萌发率呈先升后降的趋
势。0.01%和 0.1%的硼酸浓度能显著提高花粉的萌
发率,花粉萌发率高达 70%以上。
结果表明,不同浓度的蔗糖和硼酸对二乔玉兰
花粉萌发率有很大的影响:在 5%蔗糖+0.1%硼酸和
5%蔗糖+0.01%硼酸两种培养液中花粉萌发率差异
不显著,达到 70%以上,比实验中其他培养液的萌
发率显著提高。在实际应用中可以采用 5%蔗糖+
0.01%硼酸进行二乔玉兰花粉萌发率的测定。
表 1不同硼酸浓度对花粉萌发率的影响
Table 1 Efects ofdiferent concentrations ofH3B03
on pollen germination rates
培养温度为22—24℃,不同字母表示在0.05水平上差
异显著。Polenswereculturedat22-24~C,valuesfolowed
by diferent letters are significant at theP-0.05(LSD test).
2.2花粉贮存方法的对比
分别在2003和2004年进行了室温 (20-24~C)、
5℃、.20℃和 .196~C 4种不同温度下花粉贮存效果
的比较。结果表明(表 2),随着贮存温度的降低,花
粉的保存时间逐渐延长。花粉萌发率降低速度从快
到慢依次为室温 (20—24oC)、5℃、.20oC。.196~C保存
花粉随着保存时间的延长,花粉萌发率基本保持不
变。室温条件下随着保存时间的延长花粉萌发率不
断降低,保存 1 a的花粉萌发率已经降为 0;5℃保存
的花粉降低到 8.6%,.20℃保存20—30 d后花粉的萌
发率由77.5%降至 56.8%,保存 1 a后降到 49.1%;
在 .196~C中保存的花粉,萌发率并没有随着保存时
间的延长而降低,保存2 a后萌发率仍有 79.3%,与
新鲜花粉差异不显著。由此可见,室温、冷藏和冷冻
表 2保存时间和温度对二乔玉兰花粉萌发率的影响
Table 2 Ef~B ofstorage time and temperature on
polen germination rate(%)
不同字母表示在 O.O5水平上差异显著。室温 (20—24℃)、.20~E
和 一196oC为 2003和 2004年平均值, 5℃为2004 年结果。Values
folowed by diferent leters are significant at the P=O.05 (LSD tesO.
Valuesat room temperature(20-24~C),一20~E and-196~Cwere means
from 2003and2004.an dthat at5℃ WClefrom 2004.
维普资讯 http://www.cqvip.com
320 热带亚热带植物学报 第 l4卷
室均无法实现花粉的长期保存,超低温是二乔玉兰
花粉长期保存的最佳方法。
2.3超低温保存花粉的反复冻存
为了探讨超低温保存花粉反复取用是否会对花
粉萌发率造成影响,对超低温保存的二乔玉兰花粉
反复取用和一次性取用的花粉萌发率进行了比较。
结果表明(表 3),在二乔玉兰花粉含水量为21.9%
时,一次性冻存不同时间的花粉萌发率基本不变,均
在 70%以上;反复冻存 6次后的花粉萌发率达到
75.4%,与新鲜花粉的萌发率差异不显著。由此推断
在超低温情况下的反复取用并没有对花粉造成伤
害,但反复取用的结果是否与含水量密切相关以及
反复取用的最高次数还有待于进一步研究。
表 3超低温保存方法对二乔玉兰花粉萌发率的影响
Table 3 Efect ofcryopreservation methods on polen
germination rate(%)
相同字母表示在 O.O5水平上差异不显著。花粉于2004年采集。
Values followed by the same letter do not difer significantly at the
P-0.05(LSD test).Pollens were colected in 2004.
3讨论
花粉生活力的测定方法主要有染色法、萌发法
及授粉法等。林新春采用染色法对木兰科 5种植物
材料进行了花粉萌发率测定,萌发率均在 70%以
上[4]。本试验采用液体培养基,二乔玉兰花粉在 5%
蔗糖+0.1%硼酸和 5%蔗糖+0.01%硼酸两种培养液
上,花粉萌发率均在 70%以上。对于其他木兰科植物
在该培养液上的萌发效果,还有待于进一步研究。
超低温技术是进行种质资源保存的一条新途
径,它可以在不破坏植株体的前提下,实现植物种
质的长期保存。有研究表明,保存 10 a的$~,(Prunus
persica)花粉【sl及保存 了 10 a以上的美 国山核桃
(Carya ilinoinensis)花粉[61仍具有生活力。本研究表
明,随着保存时间的延长,超低温保存2a的二乔玉
兰花粉萌发率仍保持在 70%以上,说明超低温是进
行资源长期保存的最佳方法之一。
目前的研究认为,超低温保存花粉忍受反复冻
存的能力与植物本身的特性及其含水量存在相关
性。Koopowitz等对唐菖蒲(Gladiolus hybrida)花粉
的研究认为,干燥花粉在反复冻存 6次后生活力降
低,未干燥花粉在反复冻存 4次后生活力降低旧。
Sedgley对鳄梨 Persea americana)花粉的超低温保存
研究表明 2次冻存对生活力造成损伤[81。Hughes等
认为反复冻存 3次对耀花豆 (Clianthus fornl~8u$)花
粉 的 生 活 力 影 响不 大 [9]。Sacks等 认 为番 茄
(Lycopersicon esculentum)花粉的2次冻存不影响其
生活力[】ol。Ganeshan认为番木瓜(Carica spp.)花粉对
反复冻存的忍受能力较高[1l】。本试验结果表明,二乔
玉兰花粉在含水量为 21.9%时经过 6次反复冻存后
生活力没有显著变化,与 Hughes等的实验结果一
致,由此看来,影响反复冻存效果的关键因子可能
是植物材料本身的特性。
参考文献
【l】 Hu s Y (胡适宜).Polen viability test from practical methods of
plant embryology(I)【J】.Chin Bul Bot(植物学通报),1993,lO(2):
60-62.(in Chinese)
【2】 Hu J(胡晋).Storage and viability test for polen【J】_Seed(种子)’
l 992,(6):33-35.(in Chinese)
【3】 Chen J F(陈建勋),Wang X F(王晓峰).Plant Physiology
Experiment Guidance【M】.Guangzhou:South China University of
Technology Press,2002.2-3.(in Ch inese)
【4】Lin X c(林新春).Pollen viability offour species ofMagboliaceae
【J】.Jiangxi For Sci Techn(~T西林业科技),2004.(4):4—5.(in
Chinese)
【5】 OnluraM,AkihamaTA. Polen preservation offruittreesfor
genebanksinJapan PlantGen ResourNewsLet,1980,43".28-3I.
【6】 Sparks D,Yams I E.Pecan pollen stored over a decade retains
viability【J】.Hortscience,2002,37(1):l76-177.
【7】 Koopowitz H,Voss O’neil C.Long-term storage ofGladiolus
pollen【J】.Hortscience,1984,19(4):513-514.
【8】 Sedgley M.Storage of avocado pollen【J】.Euphytica,1981,30:
595-599.
【9】Hughes H G,Lee C W,Towil L E.Low-temperature preservation
ofClianthusformosus pollen【J】.Hortscience,l991,26(1 1):141 l—
l4l2.
【10】Sacks E J,Clair D A S.Cryogenic storage oftomato polen:efect
on fecundity【J】_Hortscience,1996,3l(3):447-448.
【l1】Ganeshan S.Cryogenic preservation ofpapaya pollen【J】.Sci Hort,
l 986.28:65-70.
维普资讯 http://www.cqvip.com