全 文 ：林业科学研究　2008, 21 (3) : 320～324
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2008) 0320320205
不同苞片色地涌金莲杂交亲和性研究
田　杰 1 , 李正红 13 , 王　雁 2 , 罗　栋 1 , 潘庆杰 1 , 刘秀贤 1
(1. 中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明　650224; 2. 中国林业科学研究院林业研究所 ,北京　100091)
摘要 :从花粉育性检测、不同授粉处理结实调查 ,以及 4种人工授粉组合花粉萌发和花粉管生长情况的荧光显微观
察等方面 ,对不同花 (苞片 )色地涌金莲杂交亲和性进行研究。结果表明 :地涌金莲花粉活力可高达 95% ,萌发率最
高时可达 23%。套袋不授粉处理下 ,结实率为 0。开放授粉处理下 ,黄花植株结实率为 93% ,红花植株为 90%。4
种人工授粉组合 ,花粉萌发和花粉管生长正常 ,结实率为 95% ～97% ,单果种子数 19～35粒 ,与开放授粉相当。由
此推断红、黄花植株间杂交亲和。
关键词 :地涌金莲 ;杂交亲和性 ;花粉活力 ;萌发率
中图分类号 : S682 文献标识码 : A
收稿日期 : 2007212220
基金项目 : 国家环保总局项目“中国重点观赏植物种质资源调查”(2004211207)的部分内容
作者简介 : 田杰 (1981—) ,女 ,河北保定人 ,在读研究生. 研究方向 :花卉种质改良.3 通讯作者.
A Study on Cross2com pa tib ility between Y ellow2bract and
Red2bract Plan ts of M usella lasioca rpa
TIAN J ie1 , L I Zheng2hong13 , WANG Yan2 , LUO Dong1 , PAN Q ing2jie1 , L IU X iu2xian1
(1. Research Institute of Resource Insects, CAF, Kunm ing　650224, Yunnan, China; 2. Research Institute of Forestry, CAF, Beijing　100091, China)
Abstract: The cross2compatibility between yellow2bract and red2bract p lants of M usella lasiocarpa was studied in
different aspects: the pollen fertility, the fruiting characteristics, the germ ination of pollen and growth of pollen
tube. The results showed that the pollen viability could reach 95% while the germ ination was about 23%. The
inflorescences with bag developed no seed. The fruiting rate of open2pollinated treatment was 93% in2yellow bract
p lants and 90% in red2bract p lants, while fruiting rate of hand2pollinated treatmentwas from 95% to 97%. It could
be a concluded that the cross between yellow2bract and red2bract p lants ofM usella lasiocarpa was compatible.
Key words:M usella lasiocarpa; cross2compatibility; pollen viability; germ ination
　　地涌金莲 (M usella lasioca rpa ( Fr. ) C. Y. W u
ex H. W. L i)是芭蕉科地涌金莲属具根状茎的多年
生大型丛生草本植物 ,为中国特有单属种 ,主要分布
于云南中部和西部海拔 1 500～2 500 m 的山间坡
地 ,四川省临近云南的部分地区也有少量分布 [ 122 ] ;
是具较高观赏价值的云南名特花卉之一 ,因其花形
奇特、花色金黄、花期长 ,而深受人们喜爱 [ 3 - 5 ]。
中国植物志和云南植物志中 ,对地涌金莲的描述
为 :花序直立 ,苞片干膜质 ,黄色或淡黄色 [ 1 - 2 ] ;而作
者在对地涌金莲进行资源调查时 ,在野生种群中发现
了花 (苞片 )从整体纯红到局部红色、橙红色的连续变
异 [ 6 ] ,且这种变异在温室栽培下仍稳定存在。现推断
可能是红、黄花植株间杂交后基因重组导致了苞片颜
色的连续变异 ,但红花植株为最新发现 ,能否与黄花
植株杂交尚未可知。如果能证实红、黄花植株间杂交
亲和 ,有望培育出具系列花色的地涌金莲新品种。本
文通过对红、黄花地涌金莲人工杂交后花粉萌发、花
粉管生长观察以及结实调查 ,试图揭示杂交亲和性 ,
第 3期 田 　杰等 :不同苞片色地涌金莲杂交亲和性研究
为地涌金莲杂交育种提供理论依据。
1　材料和方法
1. 1　植物材料与种植条件
野生地涌金莲红、黄花植株 ,移植于中国林科院
资源昆虫研究所温室内 ,于 2007年 3月开花时进行
授粉。
1. 2　花粉育性测定
分别对红、黄花植株花粉育性 (花粉活力及萌发
率 )进行检测 : ①不同发育时期花粉育性 :于 2007年
3月采集各时期新鲜花粉 ,以苞片展开日作为开花
当天。②不同贮藏时间、温度下花粉育性 :于 2007
年 7月 ,开花后 2 d和 3 d采集红、黄花花粉 ,迅速干
燥后装于培养皿中 ,分别在室温 4、- 20 ℃条件下贮
藏 ;于贮藏当天 ( 0 d)、5、10、15 d进行花粉育性测
定。花粉活力测定采用 TTC法 [ 7 ]。花粉萌发率测
定参照 James LB等 [ 8 ]的方法 ,以花粉管超过花粉粒
长度为萌发。3次重复 ,每个重复观测 3个视野 ,计
算平均值。
1. 3　杂交与取样固定
选择健壮、花发育正常的植株 ,进行处理 : ①开
放授粉 :不套袋。②无融合生殖 :套袋 ,不授粉。③
人工授粉 :套袋、常规杂交育种方法授粉 ,设定 4个
组合 : R ×R (红 ♀ ×红 ♂)、R ×Y (红 ♀ ×黄 ♂)、
Y ×Y(黄 ♀×黄 ♂)、Y ×R (黄 ♀×红 ♂) ,各组合人
工授粉 3个花序 ,分别于授粉后 0. 5、1、2、4、6、8、12、
24 h各取 5枚雌蕊 ,用 FAA (福尔马林—醋酸 —70%
酒精 )固定液固定 ,其余花朵留作结实情况调查。
1. 4　花粉萌发及花粉管生长的荧光观察
参照王灶安 [ 9 ]的方法。将上述 FAA固定的材
料 ,经复水、软化和透明、冲洗之后 ,于 0. 01%脱色
苯胺蓝染液中染色 4 h,将材料放于载玻片上 ,用滤
纸吸去多余染液 ,压片于 N ikon eclip se E400荧光显
微镜观察 ,滤光片波段为 330～380。柱头上附着和
萌发花粉量及进入柱头、花柱、子房花粉管量的统计
参照 Matsuzawa的方法 [ 10 ] ,并根据孟金陵 [ 11 ]的建议
加以修改 ,分 5个等级 : > 50、11～50、6～10、1～5
和 < 1;同时测量花粉管在花柱内的生长长度 (以花
柱顶端为 0计算 ) ,计算花粉管生长速率。
1. 5　结实调查
果实成熟期 ,统计各处理的结实率 ,每处理随机
取 10个单果 ,测其纵径、横径、单果含种量以及种子
百粒质量等。
2　结果与分析
2. 1　不同发育时期花粉育性
地涌金莲红花和黄花不同发育时期花粉活力和
萌发率的测定结果见表 1。黄花地涌金莲开花前 2
d活力为 23. 00% ,此后活力开始升高 ,于开花后第 2
d活力达到最高 ,为 91. 72% ,随后活力下降 ,到开花
后 13 d活力降至 10. 60%。不同发育时期红花花粉
活力变化趋势与黄花大致相同 ,只是活力最高值出
现在开花后第 3天 ,为 85. 60% ,略低于黄花。开花
后 13 d活力降至 0。
表 1　不同发育时期花粉育性
发育时期
黄花植株
活力 /% 萌发率 /%
红花植株
活力 /% 萌发率 /%
开花前 2 d 23. 00 0. 00 17. 00 0. 00
开花前 1 d 56. 24 0. 60 47. 60 1. 40
开花后 0 d 85. 76 2. 60 80. 39 1. 60
开花后 1 d 88. 16 11. 91 83. 16 7. 35
开花后 2 d 91. 72 23. 25 83. 17 8. 12
开花后 3 d 78. 20 19. 60 85. 60 17. 11
开花后 4 d 77. 00 13. 60 82. 40 13. 00
开花后 5 d 69. 80 11. 16 78. 40 11. 58
开花后 6 d 69. 29 7. 00 78. 00 5. 51
开花后 13 d 10. 60 0. 00 0. 00 0. 00
二者开花前 2 d花粉均无萌发能力 ,随着花的
不断开放 ,萌发率逐渐增高 ,黄花于开花后第 2天达
最高值 ,为 23. 25% ;红花于开花后第 3天达最高值
17. 11% ,此值略低于黄花。可以看出二者萌发率最
高值与各自活力最高值出现的时间相一致 ;开花后
13 d萌发率均降至为 0。
从以上结果看 ,黄花开花后第 2天、红花开花后
第 3天活力和萌发率均达到最高值 ,因此宜选取黄
花开后第 2天、红花开后第 3天的花粉用于杂交。
2. 2　贮藏时间、温度对花粉育性的影响
从表 2可看出 ,红、黄花花粉活力在所设的处理
条件下无明显变化 ,萌发率却变化显著。在室温 (贮
藏期内日均温 21～25 ℃)条件下 ,贮藏 5 d后红、黄
花花粉萌发率均降低了约 50% , 10 d后基本降为 0。
- 20 ℃条件下 , 5 d后黄花花粉萌发率由初始的 23.
50%降到了 16. 40% ,红花花粉萌发率由初始的 22.
00%降到了 12. 77% , 10 d后黄花花粉萌发率降为
了 0,红花花粉萌发率降到了 10%以下。4 ℃条件
下 , 5 d后红、黄花花粉萌发率与初始时相比变化不
大 , 10 d后两者花粉萌发率均降低了约 50% , 15 d
后降到了 10%以下。
123
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
表 2　贮藏时间、温度对花粉育性的影响
贮藏时间
/ d
贮藏温度
/℃
黄花植株
活力 /% 萌发率 /%
红花植株
活力 /% 萌发率 /%
0 室温 95. 50 23. 50 95. 45 22. 00
5 室温 81. 96 11. 88 95. 00 10. 94
4 92. 20 22. 97 91. 00 21. 09
- 20 95. 40 16. 40 95. 38 12. 77
10 室温 81. 00 0. 00 90. 71 0. 40
4 88. 67 12. 62 90. 23 10. 00
- 20 92. 67 0. 00 95. 29 9. 60
15 室温 70. 00 0. 00 86. 97 0. 00
4 88. 04 3. 20 90. 20 9. 90
- 20 90. 40 0. 00 90. 91 3. 80
从试验结果看 , 4 ℃条件对于保持花粉育性最
为有效 ,贮藏时间不宜超过 10 d。
2. 3　花粉萌发与花粉管生长的观察
对黄花株间杂交 Y ×Y授粉后不同时间雌蕊的
荧光观察发现 :授粉后 0. 5 h,柱头表面花粉开始萌
发 ,萌发数量 1～5粒 (图版 Ⅰ21) ;授粉后 1 h,柱头
表面粘附及萌发的花粉数增加 ,花粉管生长于柱头
细胞外基质中 (图版 Ⅰ22) ;授粉后 2 h,柱头表面萌
发的花粉数 > 50粒 ,其中有 11～50条花粉管已伸
入柱头 (图版 Ⅰ23) ;授粉后 4 h,花粉管刚伸入花柱 ,
花柱中的花粉管数较少 , 11～50条 (图版 Ⅰ24) ,此
后花粉管沿花柱向底部生长 ,至授粉后 12 h,生长至
花柱中下部且数量达 50条以上 (图版 Ⅰ25) ;授粉后
24 h,花粉管已生长至子房中下部 ,部分花粉管到达
胚珠 (图版Ⅰ26)。授粉后不同时间花粉管生长部位
及数量见表 3。
同 Y ×Y相比 , R ×R杂交 R♂花粉萌发及生
长较慢 ,授粉后 0. 5 h和 1 h均未观察到萌发花
粉 ,直到 2 h后才于细胞外基质中观察到花粉管 ,
而此时 Y ×Y杂交 Y♂花粉管已伸入了柱头 ;授
粉后 4 h刚刚到达柱头底部 (表 3 ) ,授粉后 24 h
生长至子房中部。花柱及子房中生长的花粉管
数量同 Y ×Y相似。直到授粉后 6 h花粉管生长
长度仅为 0. 32 cm ,平均生长速率为 0. 05 cm ·
h - 1 ,而此时 Y ×Y花粉管生长长度已达 0. 85
cm ,平均生长速率为 0. 14 cm·h - 1 ;但授粉后 8 h
花粉管生长长度突增 ,达到 1. 13 cm ,此时平均生
长速率为 0. 14 cm·h - 1 (图 1 ) 。
当以黄花为母本 ,红花为父本杂交 ( Y ×R )
时 ,观察发现 :授粉后 0. 5 h,柱头表面花粉萌发
约 6～10 粒 ,花粉管已于柱头细胞外基质中生
长 ;授粉后 1 h,柱头表面粘合及萌发花粉数量大
增 ,均 > 50 粒 ,少量花粉管刚伸入柱头 ;授粉后
2 h,粘合花粉粒已布满柱头 , > 50条花粉管伸入
柱头 ;授粉后 4 h, 11～50条花粉管到达花柱约
1 /5的位置 ;此后花粉管在花柱中生长 ,至授粉后
12 h到达花柱中下部 ,约为花柱长度的 3 /4 ,数量
已远远多于 50条 ;授粉后 24 h,到达子房中下部
(表 3 ) 。
图 1　各授粉组合花粉管生长长度
当以红花为母本 ,黄花为父本杂交 ( R ×Y)
时 ,观察发现 :授粉后 0. 5 h,柱头表面粘合花粉
平均为 11～50粒 ,还未萌发 ;授粉后 1～2 h,花
粉管在柱头细胞外基质中生长 ,两个时间段之间
的花粉管长度变化不大 ,但 2 h粘合与萌发的花
粉数量比 1 h多 ;授粉后 4 h花粉管刚刚穿过柱头
伸入花柱 ;授粉后 12 h,花粉管生长至花柱长度
约 2 /3 处 , 花柱内花粉管数量也很多 ; 授粉后
24 h,花粉管到达子房中部 (表 3 ) 。花粉管生长
变化趋势和 R ×R 相似 ,直到授粉后 6 h时花粉
管长度仅为 0. 36 cm ,平均生长速率为 0. 06 cm·
h - 1 ,而此时 Y ×R 花粉管长度已达 0. 88 cm ,平
均生长速率为 0. 15 cm·h - 1。授粉后 8 h花粉管
生长长度突增到 1. 15 cm , 平均生长速率为
0. 14 cm·h - 1 (图 1 ) 。
2. 4　结实情况
结实情况见表 4、5。套袋不授粉处理下 ,子房
在套袋后约半个月略有膨大 ,之后大小不再变化 ,约
5个月后随植株枯萎而干枯 ,结实率为 0;开放授粉
处理下 ,黄花植株结实率为 93% ,红花植株为 90% ;
各人工授粉杂交组合结实率为 95% ～97%。果实
长与宽、百粒质量等平均值在人工授粉和开放授粉
处理间无明显差异 ,但平均单果种子数变化范围稍
大 ,而且各处理单果间种子数变幅也较大 ,原因有待
探讨。
223
第 3期 田 　杰等 :不同苞片色地涌金莲杂交亲和性研究
表 3　各授粉组合花粉萌发、生长动态
时间 / h
柱头表面粘合花粉
Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R
柱头表面萌发花粉
Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R
伸入柱头花粉管
Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R
伸入花柱花粉管
Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R
0. 5 + + + - - ± 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 + + + + - + + + + 0 0 + 0 0 0 0 0 0
2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 0 0 0 0 0 0
4 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 0
6 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
8 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
12 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
24 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
　　注 : + +、+、±、- 、0分别表示雌蕊上花粉粒或花粉管数 > 50、11～50、6～10、1～5、< 1。
图版Ⅰ　花粉萌发和花粉管的生长
1. Y ×Y授粉后 0. 5 h,柱头表面花粉开始萌发 ; 2. Y ×Y授粉后 1 h,柱头表面粘合及萌发的花粉数增加 ,花粉管生长于柱头细胞外基质
中 ; 3. Y ×Y授粉后 2 h,柱头表面萌发的花粉数 > 50粒 ,其中有 11～50条花粉管已伸入柱头 ; 4. Y ×Y授粉后 4 h,花粉管刚伸入花柱 ; 5. Y ×Y
授粉后 12 h花柱底部花粉管生长状况 ; 6. Y ×Y授粉后 24 h,部分花粉管到达胚珠。1～ 5中所示标尺为 100μm; 6中所示标尺为 250μm。
323
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
表 4　各授粉处理的结实率
项目 Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R 黄开放授粉 红开放授粉 无融合生殖
处理花数 /个 31 20 20 21 41 41 61
结实数 /粒 30 19 19 20 38 37 0
结实率 /% 97 95 95 95 93 90 0
表 5　各授粉处理的果实和种子性状参数比较
项目 Y ×Y Y ×R R ×Y R ×R 黄开放授粉 红开放授粉 无融合生殖
果长 / cm 4. 23 ±0. 43 3. 94 ±0. 59 3. 80 ±0. 40 3. 95 ±0. 70 4. 27 ±0. 62 3. 80 ±0. 53 0. 00 ±0. 00
果宽 / cm 2. 99 ±0. 32 2. 38 ±0. 46 2. 33 ±0. 45 2. 70 ±0. 47 2. 57 ±0. 54 2. 64 ±0. 37 0. 00 ±0. 00
单果种子数 25. 45 ±10. 34 19. 40 ±12. 16 35. 08 ±17. 29 28. 95 ±10. 01 24. 59 ±11. 46 19. 70 ±10. 04 0. 00 ±0. 00
种子百粒重 / g 13. 90 ±0. 20 15. 57 ±0. 40 13. 93 ±0. 31 13. 90 ±0. 35 14. 07 ±0. 65 11. 93 ±0. 06 0. 00 ±0. 00
3　结论与讨论
(1)通过对地涌金莲花粉育性检测发现 ,花粉
活力远远高于萌发率 ,且在不同贮藏时间和温度下 ,
花粉活力变化不大 ,萌发率呈现出随时间延长而递
减的趋势。刘春等 [ 12 ]在百合种间杂交受精前障碍
的研究中也遇到了类似的情况 ,说明有活力的花粉
不一定具萌发能力 ,所以杂交前检测花粉育性 ,确定
适宜花粉采集时间 ,应以萌发率测定为准。
(2)通过对各人工授粉花粉管生长过程研究及
各处理结实情况调查发现 ,地涌金莲开放授粉可结
实 ,不存在无融合生殖。红、黄花地涌金莲人工授粉
杂交时 ,花粉在柱头上萌发、花粉管在柱头及花柱中
生长过程正常 ,能正常产结果实和种子 ,证明红、黄
花植株间杂交亲和 ,有希望通过杂交获得系列花色
新品种。
(3)通过花粉管生长速率的观察及统计发现 ,
红、黄花花粉在红花柱头上萌发、花柱中生长比在黄
花柱头及花柱中慢 ,而一旦花粉管进入子房 ,速度便
很快增加 ,具体原因有待进一步研究。
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