全 文 ：第 2 3卷 第 2期
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.
2 3N o
.
2
植 物 研 究
BU L L E竹N O B FOA T NI CA A R L R E E SCH
么犯 3
A P i r
年 4月
2) X ( 3
东方百合花粉萌发培养基组分的优化 ’
车代弟 樊金萍
(东北农业大学 ,哈尔滨
王金刚
150() 30 )
摘 要 以 东方百合 6 个品种的花粉作实验材料 ,选用 2 个培养基配方 ,在研究棚酸和蔗糖浓
度对花粉萌发和花粉管伸长影响的基础上 , 对东方百合花粉培养基配方进行了优化 。 研究结
果表明东方百合离体花粉萌发培养基的最佳组成是 : 蔗糖 13 % ,硼酸 143 m g · k g 一 ` , 琼脂 1% 。
关键词 东方百合 ;花粉 ;培养基
S T U D Y O N O P T刀城I Z A T IO N O F T H E C U L T U R E M E D IU M F O R
O F J E N T A L H Y B F J D S P O L L E N G E R M I] N A T I O N
CH E D ia 一 D i F A N Ji n 一 P in g W AN G Ji n 一 G an g
( N
o rt h e a s t A扣 e d tu er U亩ve o i yt , H abr i n 15X() 3 0 )
A bs tr 毗 H a v i n g a d o p t e d ht e s i x s p e e i e s p ol e n o f o ir e n alt h y b ir d s an d wt e n yt 一 wot fo mr ul a t io n of
e u lut er m e d iu m
.
W e s t u d i e d ht e e fe
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s u e or s e a n d b o ir e a e id e o n e e n atr t i
o n o n ht e P o l l e n ge mr i
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t i o n an d 卯 l e n t u b e e lon g a t i o n , a n d fo hrt e r o p t im i z e d ht e isol a et d e u lut er m e d i u m fo r ior e n alt h yibr d s
卯 Ue n ge mr in iat on . hT e 二sul t i n d ie a te d ht a t ht e o P it mu m e om P o s i t ion o f isol at e d e u lut er m e d i u m fo r
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alt h y b d d
s 卯 ue n 罗mr i n a it on wa s 13% s u e or s e + 14 3m g · k g 一 l bo d e a e id + 1 . 0% a , r .
心 y wo r ds o ir e n alt h v bir d s ; 卯 l e n ; e u lut er m e d i u m
前言
花粉是很多植物有性繁殖途径中进行遗传物
质传递的载体 , 其活力的有无直接影响传递的成
败 。 因此在进行授粉受精 、 胚胎发育 、遗传育种和
花粉学研究之前 ,首先要对花粉的活力进行检测 。
常用的花粉活力检测方法有染色法 (四哇 ( TT C ) ,
醋酸洋红 ) 、离体培养法和体内萌发法 , 从迅速和
准确两方面综合考虑 , 又 以离体培养基培养法更
为方便适用 。 大多数植物的花粉萌发培养基一般
由琼脂 、蔗糖和硼酸组成 ,琼脂对培养基起定型作
用 。 花粉的萌发和花粉管的伸长主要受蔗糖和硼
酸组分的影响 。 不同的品种在蔗糖和硼酸应用浓
度上有一定的差异 , 在东方百合花粉离体培养基
实验中 ,不同研究者所用培养基蔗糖和硼酸的组
成存在着很大的差异 , 甚至在相同的种上也不尽
相同 。
本文选用能够代表东方百合的 6 个品种花粉
作实验材料 ,用数学方法对培养基蔗糖和硼酸的
组分进行求算 ,确定了东方百合花粉萌发培养基
的最佳配方 , 以期为以后的研究提供理论依据 。
材料与方法
1
.
1 供试材料
实验所用的百合属 6 个种分别是 : ( oS bor n e
粉索粉 ) 、 B e lr i n (粉柏林 ) 、 A n罗 l ’ , Der a m (白带红
点的天使之梦 ) 、 iS be iar ( 白西伯利亚 ) 、 S ta r G~
· 第一作者简介 :车代弟 ( 19 64 一 ) , 女 , 副教授 , 主要从事园林植物栽培与遗传育种的教学科研工作 。
收稿日期 ; 2加 2 一 1 0 一 03
2 期 车代弟等 :东方百合花粉萌发培养基组分的优化
(白凝星 )、 De v ot i o n(奉献 )均引自荷兰
1
.
2 试验方法
本试验对培养基配方优化 ,用 3 组配方 ,分初
选和复选两步进行 。 配方组 A : 蔗糖 ( 10 % , 20 % ,
3 0% )和硼酸 ( l o m g · k g 一 ’ , l o m g · k g 一 ’ , Zo m g
·
k g
一 ’
) 2 因素 3 水平 ;配方组 B : 在配方组 A 试
验已初步确定蔗糖浓度的基础上 , 硼酸浓度设 6
水平 ( o m g · kg 一 ` , s o m g · k g 一 ` , 一o m g · k g 一 ’ ,
15 0 m g
·
k g
一 ` , Zo m g
·
k g
一 ’ , 2 5 o m g
·
k g
一 `
)共 6
个培养基配方作为硼酸复选培养基组 ;配方组 C :
在配方组 B 试验确定硼酸浓度的基础上 ,蔗糖浓
度设 7 水平 ( 0 , 5 , 10 , 15 , 2 0 , 2 5 , 3 0 ) 的七个培养
基配方作为蔗糖组复选培养基 。 以上各配方组琼
脂的浓度均为 1% (本文未对其进行研究 ) , 加蒸
馏水至所需浓度 。
1
.
2
.
1 培养和镜检
将上述各组培养基在电炉上加热 ,琼脂熔化
后将培养基滴在干净的凹面载玻片上 , 待降至室
温后 ,将充分混匀的 6 种花粉分别散播于不同的
培养基上 , 在 2 一 24 ℃ 恒温箱中培养 , 分别于 4
小时 、 8 小时 、 12 小时镜检 , 观察花粉的萌发情况
并用测微尺测量花粉管的长度 (取 5 个视野的均
值 ) 。
2 结果与分析
2
.
1 花粉在初选培养基上的萌发情况
在初选培养基上 , 蔗糖浓度对花粉萌发的影
响如表 1 ,花粉的萌发率随蔗糖的浓度呈 “ 低—高— 低 ” 凸的二次曲线变化趋势 。 其拟合二次方程为
Y = 一 2 6
.
6 3 0 4 + 6
.
0 14 6 X 一 0
.
X() 1 7 2 3 r
其中 犷一一花粉萌发率 (% ) , 尤— 蔗糖浓度( % )经检验 R 二 0 . 84 5 8 ) 4 p . E . R ( 0 . 1 10 2 ) ,说
明所配的曲线与实际观测值的相关达到极显著程
度 ,该方程的拟合效果很好 ,可 以用于下面求算 。
表 1 蔗糖浓度对花粉萌发的影响
aT ble 1 hT
e e
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e t of Co cn
e n tar t i o n o n Pol
e n ge mr i
n a t io n
培养时间 C u l t u 、 t im e
蔗糖浓度 ( % )
S u脚 e on t e n t
a b e a b e a b e
4 h s h 1 2 h
气à61`1gt口J内j-内、25汉 19 3 . 7 7
3 82 27 7
.
06
33 3 1 1 3
.
3 0
346 8
2 2 1
3 6 8 10
.
6 1
2 6 3 1
25 6 3
3 0 1 0
2 9 6 3
12
.
5
7
.
8
0
匆 .二
2
舟,ù
a : 花粉总数 b :萌发花粉数 。 : 花粉萌发率 (% )
a : N u m ber Of
t o tal , 】l e n s , b : N u m be r of 罗mr i n at e d 间 le n , e : Germ i n at io n (% )
表 2 硼酸浓度对花粉萌发和花粉管伸长的影响
aT bl
e
2 hT
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e t ob it
e ac i d o n ge rm i
n at i o n a n d 卯 1! e n t u be e lo n g a t i on
确酸浓度
B o石e ac id
(吨 . k g 一 ’ )
a b e d a b e d a b e d
0 3 96 1
0
.
0 82 8 7 6 9()
0
.
1 2 7 7 0 8 7
0
.
14 5 4 0 9 9
0
.
0 78 4 8 7 3 6
0
. 《巧 5 10 5 1
0
.
2 5
10
.
2 7
1 1
.
3 0
18
.
3 3
0
.
3 5
0
.
45
7
、
39
10
.
0
巧98科50珍
)八, (`
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06320478乃201743内jZ尸、ó,ù产气ù0
0
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8 4
5
.
4 0
3
.
17
1
.
15
0
.
17
0
0
.
0 3 6
0
.
0 4 9
0
.
0 3 7
0
.
0 3 2
0
032513511057638
叹à八j4lr0501502
a : 总花粉数 b :萌发花粉数 c :花粉萌发率 (% ) d : 花粉管长度 ( m m )
a : N u m b er Of t o t al 间 len s , b : N u m be r of 罗rm in at de p ol le n , e : eG rm in at i o n ( % ) , d : 址 n gt h Of p o lle n tu 块 ( m m )
植 物 研 究 2 3卷
对该方程进行求导可得当X 二 5 1.4 2 36时 , y
取得最大值
2
.
2 硼酸浓度对花粉萌发和花粉管伸长的
影响
当培养基蔗糖浓度为 巧 . 24 3 6% 时 , 硼酸对
花粉萌发率和花粉管伸长的影响如表 2 ,花粉萌
发率和花粉管的长度随硼酸浓度均呈凸的二次曲
线变化 ,如图 1 ,其拟合方程分别为 :
玖 二 一 2 . 4 7 4 + 0 . 4 56 2 X 一 1 . 6 32 1 x 10 一 3尸
玖— 萌发率 J一硼酸浓度 ( m g · k g 一 ’ )
( R
= 0
.
97 6 8 〕 4 P . E . R ( 0 . 0 1 13 ) )
玖 = 一 7 . 896 8 x 1 0 一 3 + 3 . 2 10 4 x 10 一 3 X -
9
.
4 55 6 x 10
一 6
X2
玖— 花粉管长度 (~ ) , 叉— 硼酸浓 度(现 · k g 一 ` )
( R
= 0
.
9 5 8 6 ) 4 P
.
E
.
R ( 0
.
0 19 6 )
当 x , = 14 3 . 6 和凡 二 141 . 5 6 时 玖和 2r 取得
最大值 , 取 X , 和 凡 的均值 X = 142 . 58 m g · k g
一 ’为硼酸的最佳浓度 。
2
.
3 蔗糖浓度对花粉萌发和花粉管伸长的
影响
在硼酸的浓度为 142 m g · k g 一 ’ 时 , 花粉萌发
率和花粉管伸长随蔗糖的浓度变化见表 3 , 均呈
现 “ 低— 高一州氏” 凸的二次曲线变化趋势如图 2 ,其拟合方程为 :
lY 二 10
.
8 9 6 4 + 2
.
6 3 4 g x 一 0
.
126 3 r
矶— 花粉 萌发率 ( % ) , 万— 蔗糖浓度
( % )
玖 二 0 . 1 10 5 + 0 . 02 6X 一 1 . 12 3 4 x 1 0 一 3丫
玖— 花粉 管长 ( ~ ) , I -一一蔗 糖 浓度
( % ) 当 X = 12 . 9 9 9 6 和 X 二 13 . 0 6 两方程的 矶
和 玖取得最大值 ,取 X ,和 凡的均值 13 作为培养
基的最佳蔗糖浓度 。
表 3 蔗精浓度对花粉萌发率和花粉管伸长的影响
T ab le 3 T七e e fe e t of S u e or s e C~
毗 r a t ion on P日】e n g e n功 ant ion a n d P o l e n tub e el o n g a it on
蔗糖浓度
uS g ar
e on t e n t
培养时间为 12 h
a b e d
0
.
10 8 5
6
.
14
6
.
2 5
0
.
2 4 7 9
0
.
27 8 5
:
0
10
.
40
9
.
4
0
.
30 2 4
27 6 4
8
.
4 3
4
.
0
肠 7 4
0
.
0 2 7 5
39102526179731656021804
0510巧253
a :总花粉数 b :萌发花粉数 c :花粉萌发率 ( % ) d :花粉管长度 ( m m )
a : N u m be r of t of al 卯】】e sn , b : N u m阮 证罗丽 in at 记 间 len , c : C七nrt i n a石on ( % ) , d : 址 n多h of 州 len tU be (~ )
ǎ.侣ù。习,目
二“口口.T。乙卜
侧琳公扣窦伴
.05045.43.32.2.11
。加18164论086420
产,ù吕训p昌T右.。路耗留拐粉
的 ,加 ,田 2幻
翻徽依度 欧 ic ac 记 (钩 ,钩、
- . ~ 花粉葫发率 (% )
~ 令 . 花粉管长度 (m m )
图 1 硼酸浓度对花粉萌发和花粉管伸长的影响
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a e i d on ge mr in at i on an d opl l
e n t u be e l
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2 期 车代弟等 :东方百合花粉萌发培养基组分的优化
三 2 1
%) (
、
气 mm)
ǔ巷à .q,é`.工0d明。二目口口州
侧琳扣娜粉
03503.2.211
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10.6420%0后训`.uT沙口。口认哥州留窦粉
蔗格浓度 s u g a : 。 o n t e n t 丈毛)
图 2 蔗糖浓度对花粉萌发和花粉萌发和花粉管伸长的影响
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.
2 hT
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e t o f s uc osr
e e o n e e n tart i on
o n 即 11e n g e mr in a it on a n d P o l e n t u b e elo n朗 t i o n
3 讨论与结论
多数植物离体花粉萌发培养基是由琼脂 、 蔗
糖和硼酸构成。 琼脂的作用是使培养基定型 ,蔗
糖可以调节花粉的渗透压 , 硼酸对花粉的育性和
萌发均有促进作用 . 前人已有报导 ,不过给出来的
仅是硼酸和蔗糖浓度的大致范围 , 而针对某一作
物花粉的离体萌发培养 , 更准确的组分构成却未
见报导 。 本文以花粉萌发率和花粉管的长度作为
求算培养基组分的衡量指标 , 与花粉在活体中的
生长情形相近 , 因此优化的培养基配方对以后 的
研究具有指导意义 。 同时该研究也说明了这样一
个问题 ,作为微量元素的硼 ,对花粉萌发促进有一
定的限度 ,并不是越多越好 。 上述所求得的培养
基配方对整个东方百合而言也是比较适用的 ,但
对其它作物来说未必是最佳的 , 因此针对具体的
情况应进行适当的调整 。 本文已提供了求算的方
法 。 东方百合花粉离体萌发培养基最佳组分为 :
蔗糖 13% 、硼酸 14 3m g . k g 一 ’ ,琼脂 l % 。
参 考 文 献
1
. 胡适宜 . 被子植物胚胎学 . 北京 : 人民教育出版社出版 ,
19 83
2
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19 84
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: 32 一 34
3
. 胡宝忠 . 黑穗醋栗花粉生活力及萌发的研究 . 东北农业
大学学报 , 1995 , 26 ( 3 ) : 29 3 一 2 96
4
. 沈振国 . 硼素营养对油菜花粉萌发的影响 . 中国农业科
学 , 19 4 , 2 7 ( l ) : 5 1 一 5 6
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D i
n k in s s D B
. 】心 u e n e e Of bo or n an d P e n t ae 咐h ir ot l e o n -
e e nt ar t i o n on 罗mr in at io n an d t u be gor w th of l ili u m , l o n ig -
fl our m po 】Ie n
.
J A m S , H丽 e cS i , 19 78 , 10 3 : 4 1 3 一 4 16
6
. 杨利平 ,孙晓玉 ,卞慧媛 ,等 . 细叶百合无性繁殖条件的
选择 . 植物研究 , 2X() 1 , 3 : 398 一 402
7
. 王振英 ,彭永康 ,陈宏 . 用双向电泳分析百合减数第一
分裂周期蛋白质的变化 . 植物研究 , 20 1 , 4 : 5% 一 5 9