全 文 ：第3 卷 第 4 期
1 9 9 0 年 8 月
林 业 科 学研 究
FO R E S T R E S E A R C H
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1 9 9 0
环境条件对杨树花粉生活力的影响
杨 志 敏
(中国林业科学研究院林业研究所》
马克 · 维拉尔(M a r e V illa r )
(祛国农科院奥尔良林 业研究 中心 )
关健词 杨树 , 花粉 , 生 活力 , 环境条件
花粉生活力的强弱直接关系到杂交育种的成败 。 在花粉的采集及贮存过程中 , 许多因素
如花枝培养的条件、 花粉采集的日期 , 收粉后的失水时间及含水率 , 花粉的贮存溢度及贮存
时间等对花粉的质量和生活力等均具有重要的影响 。 为 了确定这些因素对杨树花粉生活力的
影响程度 , 在法国农科院奥尔 良林业研究中心对黑杨派和青杨派的 8 个杨树无性系的花粉进
行了试验和测定 。
一 、 材料与方法
(一) 材料
供 试花粉采 自以下 8 个杨树无性系 : 毛果杨 (p o p 。之“: 七, fe ho e a : p a 3 6 一 1 0 0和1 9 一7 了, 采 自
奥尔 良林业研究中心苗圃 ) , 欧洲黑杨 (Po p o l“s : ig r a S a r ra z in , 采 自奥尔良林业研究中心
苗 圃) ; 美洲黑杨(P o p “lu s d。 lto i己。s 了3 0 2一 1 5 , L z 2 3 一 0 1 1 , A L R , H Zo o一0 1 0和M o s o 一 0 2 7 ,
均采 自波尔多 ) 。
(二 ) 方法
1
. 花粉的 采集与贮存 19 8 9年 l 月25 日至 2 月 3 口 , 在法国奥尔良和波尔多分别采集以
上 8 个无性系的雄花枝 , 装入大塑料袋内 , 放置于研究中心的冷库 ( 十 1 “c )里 , 陆续取出 在
温室里水培 。
花药一般在水培后 2 一 3 周成熟开裂 。 各种试验和测定均选用花药成熟开裂第 1 天和第
2 天采收的花粉 , 只有在测定不同采集 日期的花粉生活力时 , 才采第 1 、 2 、 3 、 4 天的花
粉。
欧洲黑杨的雄 花枝 , 同一天放置于三个不同的环境条件下进行水 培 : 温 室 (温度 14 一
26
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C , 湿度 .10 % ~ 10 0 % , 自然光照射) 、 人工气候室《恒温20 ℃ , 恒湿70 % , 每天 日光 灯
照 1 8 h , 黑暗 6 h )和实验室 (温度 1 0~ 2 0 ℃ , 无光照 )。
将采集的新鲜花粉放于装有干燥剂 (硅胶 )的玻璃器皿内 , 在 4 ℃温度下进行干燥脱水 ,
本文于 1 9 8 9年 12 月 2 6 n 收列 ,
4 期 杨志敏等 : 环境条件对杨树花粉生活力的影响 3 8 9
直到含水率降至 8 %一12 % (趋于稳定的含水率) , 然后装入密封良好的低温生物塑料管 内,
于 一 18 ℃ 的冷柜内保存。 毛果杨 19夕7的部分花粉置于 一 80 ℃的冰柜中保存。
冷藏后的花粉需要进行再吸水。 将花粉放于小玻璃皿内摊平 , 然后将其置入较大的装有
清水的玻璃皿中 , 加盖密封 , 在 4 ℃条件下进行花粉的再吸水过程。
2
. 花粉生活力的测定 花粉生活力的强弱用花粉在人工培养基上的萌发率表 示 。 培 养
基 p H 5 . 5 , 含蔗糖12 % 、 琼脂 0 . 8 % , 经高压消毒灭菌。
用10 0 “m 孔径的尼龙筛子过筛 , 将供试花粉均匀地撒在培养皿中的培养基上 , 放在 20 ℃
的恒温箱内培养 ; 24 h 后在电子显微镜( x 1 2 5 )下进行观察 , 三次重复 , 每次至少观测40 0粒
花粉 。 用电子热天平(S A U T E R R CZ o1 3) 测定花粉含水率 , 温度调节到 5 级 , 加热 8 m in 。
每次测定含水率的花粉约15 0 m go
二 、 结果与分析
(一) 不同无性系新鲜花粉的含水率和萌发率
测定结果 (表 1 )表明 , 杨树不同无性系 表 1 不同杨树花粉的含水率和萌发率
的新鲜花粉 , 其含水率和萌发率 有 很 大 差
异 。 欧洲黑杨的花粉含水率最低 , 但其萌发
率却最高 ; 美洲黑杨花粉的含水率最高 , 其
萌发率也较高 , 毛果杨花粉的含水率居中 ,
但其萌发率却最低 。
(二 ) 不同水培环境对花粉生活力 的 影
晌
在人工气候室水培的欧洲黑杨花枝 , 其
花药成熟开裂时间比实验室的早一天 , 实验
室又比温室早一天 。 但花粉的萌发率差异不
大(表 2 ) 。 在实验室里采集的花粉 , 其含水
率和萌发率均略高于人工气候室和温室的 。
(三) 温室温度对花粉生活力的影晌
花粉采集前12 h 的温度变化对花粉的萌
二二份三座且垫三一 ⋯:::::。 ⋯:::: { :: :⋯, 30 2‘一‘5 } 3‘· , } 了‘· ‘美洲黑杨 } A L R { ‘7 · ” 」 7 0 · “】L 1 2 3 一0 11 } 召2 · “ 1 “4 , 2
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表 2 欧洲黑杨花粉的含水率和萌发率
水 ” 环 ” ⋯含水 率 (% , ⋯萌发率 (% ,
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发率有影响 , 主要是高温(表 3 ) 。 从图 1 可看出 , 在12 ~ 32 ℃时 , 花粉的萌发率高 ; 温度超
过40 ℃时 , 花粉的萌发率很低 , 且急剧下降 。
(四 ) 采集时间对花粉萌发率的影晌
采集时间不同 , 花粉萌发率有很大差异 。 在花药成熟开裂的第 1 、 2 天采集的花粉 , 质
量好 , 萌发率高 ;第 3 天花粉萌发率下降 (A L R 和 L 1 2 3 一01 1 的花粉下降50 % ) ; 到第 4 天花
药开始干枯 , 花粉萌发率大大降低 , A L R 只有 1 5 . 6 % , 萌发率降低了80 % (图 2 )。
(五 ) 千操时间与花粉含水率的变化
花粉冷藏前需要进行脱水干燥 1 。 不 同无性系的花粉脱水速度有很大差异 (表 4 )。 毛果
杨花粉的脱水速度最快 , 3 h 含水率减少 50 % , 7 h 降至 较 稳 定 的 含 水率 (9 . 1 % ) ; 欧 洲
3 9 0 林 业 科 学 研 究 3 卷
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表 4 不同花粉的千澡时间与其含水率
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黑杨和美洲黑杨的脱水则慢得多 , 2通一48 h
才能达到较稳定的含水率 。
(六 ) 冷 , 后再吸水的时间对花粉 生 活
力的影晌
再吸水过程可大大提高冷藏后花粉的萌
发率 。 三个无性系均表现出了相同的趋势 :
不吸水花粉的萌发率很低 (均低于 l。% ) , 随
吸水时间的增加 , 萌发率迅 速 提 高 , 吸 水
Z h 时 出现转折点 , 萌发率接近 蛟 高 , Z h
后萌发率提高不大 , 曲线也 趋 于 平 缓 ; 约
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4 期 杨志敏等 : 环境条件对杨树花粉生活力的影响 3 9 1
一 , 卜- 7 3 0 2 1一 1 5
一 1 9一 7了‘卜- 3 6 一 10 0
s h 后 , 萌发率开始缓慢下降(图 3 ) 。
毛果杨花粉经低温 (一 18 ℃ ) 贮藏 45 天
后 , 吸水2 ~ 24 h , 萌发率比新鲜花粉的还高 。
(七) 贮存的时间和温度对花粉生 活 力
的影晌
试验结果(表 5 )表明 , 一 18 ℃条件下贮
存 4 5天和 60 天 , 毛果杨和欧洲黑杨的花粉萌
发率比新鲜花粉还稍有提高 ; 而美洲黑杨的
花粉贮藏45 天后 , 萌发率降低了40 % 。 由此
可知 , 不同花粉的生活力有很大差异 , 应注
意 区别对待 。 毛果杨 (1 9一7 7) 花粉在 一 80 ℃
条件下贮存50 天 , 萌发率仍没有减低 , 反而
稍有提高。
二
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吸水时问 ( h )
图 3 吸水时间对冷藏后花粉萌发率的影响曲线
表 5 不同贮存时间和通度对
花粉萌发率 (% ) 的影晌
一 1 8 ℃ 一 8 0 ℃无 性 系 三 、 讨 论
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1
注 . 冷藏后花粉的萌发率是在 4 ℃下吸水 Z h 后 测 定
的。
1
。 杨树新鲜花粉的含水率和萌发 率 因
无性系不同而有很大的差异 。 欧洲黑杨花粉
的含水率最低 , 美洲黑杨的最高 , 但二者的
萌发率均很高 , 达 65 %一80 % , 而毛果杨花
粉的含水率居中, 其萌发率却最低 , 平均只
有 3 0 % 左右 。
2
。 温室温度 , 尤其是采收花粉前12 h 内的温度对花粉生活力有很大的影响。 大于 40 ℃
的高温使花粉的生活力大幅度降低。 根据我们的试验 , 温室水培花枝直至采集花粉时 , 较适
宜的温度应保持在15 ~ 25 ℃ 。
3
. 在实验室和人工气候室采集的花粉质量较好 , 萌发率较高。 花粉的生活力随花 药 成
熟开裂后的天数而降低 , 第 1 、 2 天采集的花粉质量最好 , 萌发率最高 , 第 3 天的花粉萌发
率就降低了50 %左右 ; 第 4 天花药开始枯萎 , 花粉生活力很弱 , 萌发率极低 。
4
。 温度和含水率是影响花粉贮藏及生活力的两个主要因子 [z1 。 低温干燥是花粉贮 藏 的
必要条件。 本结果支持了E W A ME LLE R OW IC z 固的试验 , 杨树花粉低温贮藏时 , 其含水
率以 8 % ~ 12 % 比较适宜 。 不同花粉的干燥脱水速度差异很大 : 毛果杨花粉干燥最快 , 美洲
黑杨次之 , 欧洲黑杨最慢 , 三者比较稳定的含水率分别约为 8 % 、 10 % 、 12 % 。
5
. 升温解冻和再吸水过程是使冷藏后花粉的生活力得以恢复和提高的重要条件。 在 4 ℃
下吸水两小时效果最好 , 花粉萌发率达到或接近最高水平 。
6
. 低温 ( 一 18 ℃ )贮存4 5天后 , 美洲黑杨花粉的萌发率减低了40 % , 而毛果杨花粉的萌
发率比其新鲜花粉的提高了 12 % 。 欧洲黑杨花粉在 一 18 ℃下 贮 存 60 天 , 毛 果 杨 花 粉 在
一 80 ℃下贮存50 天 , 其萌发率均比新鲜花粉的稍高。
低温贮藏提高毛果杨和欧洲黑杨花粉萌发率的情况有待于进一步研究证 实 。 推 测 其 原
因, 可能有两点 : ¹ 刚采集的新鲜花粉尚未完全生理成熟 , º 低温贮存和再吸水过程使花粉
3 9 2 林 业 科 学 研 究 3 卷
的生理成熟得以进一步完成 , 其机理和过程或许像冷藏能提高部分林木种子的发芽率一样 。
参 考 文 献
〔i 〕 朱湘谕等 , 19 82 , 杨树花粉生活力测定和贮众试验 , 林业科技通讯 , (3) , 3 。
〔2 」 徐 纬英等 , 1 98 8 , 杨树, 黑 龙江人 民出版社 , 2 750
〔5 1 E W A M E L LE R O W ICZ , 1 9 3 3 , Co n d itio n d ‘e x tra c t io n , g e rm in a tio n i n v itr o e t te , t , d e v ia b川t之
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