全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（11）：1857–1862
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–04–15；修回日期：2010–10–08
基金项目：武汉市农业科学技术研究院创新项目（ycx200901016）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：chen71-90@163.com）
致谢：华中农业大学蓝盛银教授和华中农业大学电镜平台各位老师对花粉形态观察给予指导帮助，特此致谢。
川鄂连蕊茶花粉的形态、生活力及贮藏力研究
许 林 1,2，杜克兵 2,3，陈法志 1,2,*，包满珠 2,3
（1 武汉市林业果树科学研究所，武汉 430075；2 湖北省园林植物工程技术研究中心，武汉 430075；3华中农业大学
园艺林学学院，武汉 430070）
摘 要：使用扫描电子显微镜观察了川鄂连蕊茶（Camellia rosthorniana Hand.-Mazz.）花粉的形态特
征，并采用培养基法对其花粉生活力及贮藏力进行了研究。结果表明，川鄂连蕊茶的花粉呈扁球形，具
有山茶属植物花粉形态的一般特征，但与连蕊茶组（Sect. Theopsis Coh. St.）的其它植物相比，本种在花
粉的赤道面观、极面观、沟界极区宽窄、沟膜的有无以及萌发孔盖的有无等方面都存在较大差异，因此
初步判断川鄂连蕊茶在山茶属中具有较为特殊的分类地位。川鄂连蕊茶新鲜花粉在含 100 mg · L-1 H3BO3 +
200 g · L-1 蔗糖的液体培养基上培养 48 h 后萌发率可达 94.28%，在室温下自然干燥 24 h 后于 4 ℃条件下
贮藏 60 d 后仍具有 85.28%的萌发率，可解决与山茶（C. japonica）之间杂交育种中花期不遇的问题。
关键词：川鄂连蕊茶；花粉形态；花粉生活力；花粉贮藏力
中图分类号：S 685.14 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）11-1857-06

Pollen Morphology，Vitality and Storage Capacity of Camellia rosthorniana
Hand.-Mazz.
XU Lin1,2，DU Ke-bing2,3，CHEN Fa-zhi1,2,*，and BAO Man-zhu2,3
（1Scientific and Research Institute of Forestry and Fruit Sciences of Wuhan City，Wuhan 430075，China；2Landscape Plants
Engineering Technology Research Center of Hubei Province，Wuhan 430075，China；3College of Horticulture and Forestry
Sciences，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）
Abstract：The pollen morphology of Camellia rosthorniana Hand.-Mazz. was investigated under
scanning electronic microscope（SEM），and as the pollen vitality and storage capacity of the pollens were
characterized by using in vitro culture. Results indicated that flat spherical pollen of C. rosthorniana was
in accordance with the general characters of pollen morphology of the genus Camellia. However，the
pollen morphology of C. rosthorniana was obviously different from other species in Sect. Theopsis Coh. St.
in equatorial view，polar view，apocolpium，colpus membrane，and cap of aperture. Therefore，C.
rosthorniana should occupy special taxonomic status in the genus Camellia. Germination rate of fresh
pollens of C. rosthorniana was up to 94.28% on liquid medium supplemented with 100 mg · L-1 H3BO3
and 200 g · L-1 sucrose after 48 h. Up to 85.28% germination rate was still observed in dried pollens after
60 d storage under 4 ℃，which could be used in solving the problem of asynchronous flowering time with
C. japonica in cross breeding.

1858 园 艺 学 报 37 卷
Key words：Camellia rosthorniana Hand.-Mazz.；pollen morphology；vitality；storage capacity

川鄂连蕊茶（Camellia rosthorniana Hand.-Mazz.）为山茶科山茶属连蕊茶组常绿灌木，是优良
的芳香型密花型育种材料，具有较高的观赏和园林应用价值。同属的山茶（C. japonica）花大色艳，
但芳香型品种较为稀少，且花多单生于枝顶，花量较少。连蕊茶组（Sect. Theopsis Coh. St.）多种植
物开花量大，具芳香，但花径小，单瓣，且花色单一，多为白色。因此，开展连蕊茶组芳香种类与
山茶的种间杂交工作，是培育芳香型山茶以及大花、重瓣、不同花色连蕊茶观赏品种最具潜力的途
径之一。
作者在 1999 年进行武汉地区野生植物调查时，在天子山发现了川鄂连蕊茶野生群落，进行了引
种驯化，并在此基础上开展优良观赏品种的选育。本研究中以选育的川鄂连蕊茶优良观赏品种为试
材，对其花粉形态、花粉生活力及贮藏力进行了研究，旨在为开展山茶属种间杂交育种及亲本选择
提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2009 年在武汉市林业果树科学研究所野生植物资源圃进行。试验材料为生长健壮的川鄂
连蕊茶优良观赏品种‘天山粉’3 年生植株。本材料于 2009 年通过湖北省林木品种审定委员会审定
（良种编号：鄂 S-SV-CR-007-2009）。
1.2 花粉形态扫描电镜观测
3 月中旬盛花期采集含苞待放的花蕾 10 个，取其花药立即置于 2.5%戊二醛固定液中，抽取真
空使花药浸没于药液中。经过脱水、中间液代换、CO2 临界点干燥、离子溅射仪镀膜后采用
JSM-6390/LV 扫描电子显微镜观察并拍照。
分别选取具有代表性的花粉 20 粒，对其形状、极面观、赤道面观、萌发沟特点及外壁纹饰形态
特点等进行观察，测量极轴长、赤道轴长、萌发沟长、萌发沟宽。花粉形态的描述主要依据王开发
和王宪曾（1983）的《孢粉学概论》中的名词术语和定义。
1.3 花粉生活力测定
于盛花期晴天上午 10 时左右采集刚绽放的花朵，取出花药置于白板纸上，室温放置 24 h 使其
自然开裂散出花粉，收集花粉用于生活力及贮藏力试验。
花粉萌发时间的确定：将 5 种液体培养基（表 1）滴于凹槽载玻片上，用解剖针将新鲜花粉均
匀撒布在液体培养基表面。然后将载玻片放在铺有湿润滤纸的培养盒内，置于（25 ± 1）℃的恒温
箱内，分别暗培养 2、24 和 48 h 后观察统计花粉的萌发率，以确定花粉萌发的最适观察时间。
最佳花粉萌发培养基的确定：共设 5 种液体培养基（表 1），基本成分为 200 mg · L-1 MgSO4 + 100
mg · L-1 KNO3 + 300 mg · L-1 Ca(NO3)2，添加不同浓度的 H3BO3 和蔗糖，pH 5.5 ~ 6.0。黑暗条件下培
养 48 h 后，于显微镜下观察统计萌发率，并测定花粉管长度，以确定适合川鄂连蕊茶花粉萌发的最
佳培养基组成。
统计萌发率时，每处理 3 次重复，每重复随机观测 5 个视野，每个视野花粉不少于 50 粒。以花
粉管长度大于花粉粒直径时记为萌发。花粉萌发率（%）= 某视野萌发花粉数/该视野花粉总数 × 100，
取平均值作为花粉萌发率。测定花粉管长度时随机观察 3 个视野，每个视野随机选取 20 个萌发的花
11 期 许 林等：川鄂连蕊茶花粉的形态、生活力及贮藏力研究 1859

粉测定花粉管长度，取平均数作为花粉管长度值。
1.4 花粉贮藏力测定
将新鲜花粉于室内阴干 24 h 后收集于指形管，以脱脂棉塞住管口，然后放入干燥器中。将干燥
器置于 4 ℃条件下贮藏。贮藏期间，每隔 30 d 取部分花粉于室温条件下进行 5 ~ 6 h 的再吸水，并
测定贮藏花粉的生活力。
1.5 数据分析
方差分析（ANOVA）、多重比较（Duncan’s）采用 SAS 8.1 统计软件分析。
2 结果与分析
2.1 花粉形态的观测
扫描电镜结果显示，川鄂连蕊茶花粉形态为扁球形，与连蕊茶组其它植物较为保守的长球形（李
广清 等，2005）存在明显差异。花粉粒大小约为 29.13 μm × 40.33 μm，赤道面观为宽椭圆形，极面
观接近正三角形（图 1，A、B）。
外壁纹饰为网状纹向穴状纹过渡纹饰，网脊粗大弯曲，粗细均匀，上具刺突，短而钝，分布均
匀，网眼小，形状及大小不规则（图 1，C）。与本组其它植物较为相似，尤其与柃叶连蕊茶（C. euryoides
Lindl.）相似度较高，差别仅在于本种花粉外壁纹饰上均匀着生短而钝的刺突。
花粉具 3 孔沟，沟宽约 10 μm，沟长约 50 μm。沟区有光滑的沟膜，沟界极区比其它连蕊茶稍
窄。萌发孔上具矩形孔盖，盖长约为 15 μm，盖宽约为 10 μm，盖上分布有蛋白颗粒（图 1，B、D）。
李广清等（2005）报道的 6 种连蕊茶中，萌发孔上均不具有孔盖结构，与本种存在较大差异。

图 1 川鄂连蕊茶花粉扫描电镜观察
A：赤道面观；B：极面观；C：花粉外壁纹饰；D：萌发孔盖。
Fig. 1 Pollen morphology of Camellia rosthorniana under SEM
A：Equatorial view；B：Polar view；C：Sculpture；D：Cap of aperture.
2.2 花粉离体培养
2.2.1 花粉萌发时间
从表 1 可以看出，随着培养时间的延长，5 种培养基的花粉萌发率均呈现逐渐升高的趋势。培
养 2 h 后，花粉在 1 ~ 5 号培养基上萌发率分别达到培养 48 h 时萌发率的 84.91%、68.19%、50.28%、
63.85%和 67.59%，说明川鄂连蕊茶花粉在培养初期即大量萌发；培养 24 h 时花粉的萌发率分别达
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表 2 4 ℃条件下贮藏川鄂连蕊茶花粉萌发率
Fig. 2 Pollen germination rate of C. rosthorniana during
storage under 4 ℃
贮藏时间/d Storage time 花粉萌发率/% Germination rate
0 94.28 ± 0.53 a
30 87.95 ± 1.37 a
60 85.28 ± 2.39 a
90 51.27 ± 0.81 b
注：不同字母表示差异显著（P < 0.05）。
Note：Different letters indicate significant difference（P < 0.05）.

到培养 48 h 时萌发率的 87.93%、90.58%、89.43%、88.39%和 95.06%，说明川鄂连蕊茶花粉培养 24
h 后基本萌发完毕。因此，川鄂连蕊茶花粉离体培养 24 h 后接近培养 48 h 的最大萌发率 94.28%，
可进行花粉萌发率的统计。
2.2.2 最佳花粉萌发培养基
川鄂连蕊茶花粉培养 2 h 后，高浓度的 H3BO3 对花粉萌发存在轻微的抑制作用，但随着培养时
间的延长，这种抑制作用逐渐消失。培养 24 h 和 48 h 后，萌发率在不同 H3BO3 浓度间差异不显著
（表 1）。此外，随着 H3BO3 浓度提高，培养 48 h 后的花粉管长度依次减小，说明高浓度的 H3BO3
对花粉管伸长具有一定的抑制作用（表 1）。
川鄂连蕊茶花粉培养 2 h 后，高浓度的蔗糖对花粉萌发具有一定的促进作用，随着培养时间的
延长，这种促进作用逐渐加强。培养 24 h 和 48 h 后，萌发率在不同蔗糖浓度间差异显著（表 1）。
在 200 g · L-1 蔗糖条件下，培养 24 h 和 48 h 的花粉萌发率显著高于其它蔗糖浓度下的萌发率，分别
为 89.62%和 94.28%（表 1）。此外，高浓度蔗糖对花粉管伸长也有明显的促进作用，培养 48 h 后，
花粉管长度依次为 200 g · L-1 > 150 g · L-1 > 100 g · L-1（表 1）。说明 200 g · L-1的蔗糖浓度较适合川
鄂连蕊茶花粉的离体萌发。
供试的 5 种培养基中 H3BO3和蔗糖浓度分别为 100 mg · L-1和 200 g · L-1时，花粉萌发率可达
94.28%，显著高于其它组合，为川鄂连蕊茶最佳花粉萌发培养基。

表 1 不同硼酸和蔗糖浓度对川鄂连蕊茶花粉萌发率的影响
Table 1 Pollen germination rate of Camellia rosthorniana on different concentrations boric acid and sucrose
花粉萌发率/% Germination rate 培养基
编号
No.
H3BO3 /
（mg · L-1）
蔗糖/（g · L-1）
Sucrose 2 h 24 h 48 h
48 h 花粉管长度/μm
Pollen tube length for 48 h
1 100 100 45.30 ± 5.27 ef 46.91 ± 0.86 ef 53.35 ± 5.27 def 395.05 ± 23.90 c
2 200 100 41.76 ± 5.67 fg 55.47 ± 0.52 def 61.24 ± 1.12 cd 264.82 ± 10.83 cd
3 300 100 31.98 ± 4.90 g 56.88 ± 10.71 cde 63.60 ± 0.72 cd 124.16 ± 7.55 d
4 100 150 50.17 ± 6.36 def 69.46 ± 6.74 bc 78.58 ± 2.90 b 785.76 ± 35.71 b
5 100 200 63.72 ± 8.41 cd 89.62 ± 1.47 a 94.28 ± 0.53 a 2978.09 ± 75.53 a
注：花粉萌发率和花粉管长度数据中，不同字母表示差异显著（P = 0.05）。
Note：Different letters in germination rate and pollen tube length indicate a significant difference（P = 0.05），respectively.

2.3 贮藏花粉生活力的变化
由表 2 可见，随着贮藏时间延长，川鄂连蕊
茶花粉萌发率逐渐降低。4 ℃下贮藏 30 d 或 60 d
后，花粉萌发率略有下降，分别由新鲜花粉的
94.28%降低为 87.95%和 85.28%。贮藏 90 d 后花
粉萌发率大幅降低，仅为 51.27%。由此可见，4 ℃
下贮藏 60 d，川鄂连蕊茶花粉仍可保持较高的生
活力，用于杂交育种的可行性较大，可解决川鄂
连蕊茶与山茶属其它种之间杂交花期不遇的问
题。


11 期 许 林等：川鄂连蕊茶花粉的形态、生活力及贮藏力研究 1861

3 讨论
植物花粉作为植物体携带遗传信息的雄性生殖细胞，其形态具有较强的遗传保守性，在世代相
传过程中，基本上保持其固有形态特征，如形状、轮廓、纹饰、萌发孔的数目、位置和特征以及花
粉壁结构，这些形态和结构特征是鉴别植物种的重要依据之一（蓝盛银和徐珍秀，1996）。山茶属
植物由于种类众多，形态差异较大，其分类上一直存在许多分歧。利用花粉形态作为本属分类的依
据就成为比较可靠的方法之一。目前，对川鄂连蕊茶的花粉形态观测尚未见报道。本研究中首次使
用扫描电镜对川鄂连蕊茶花粉形态进行观测，其扁球形的花粉形态符合山茶属花粉形态多为球形、
长球形和扁球形的一般特征（韦仲新 等，1992；王伏雄，1995；王任翔 等，1997）。但是与李广
清等（2005）对连蕊茶组其它 6 个种的花粉形态研究结果相比，川鄂连蕊茶的花粉形态与之差异较
大，主要表现在：（1）本种花粉为扁球形，而其它种则均为长球形；（2）本种极面观呈正三角形，
沟界极区相对较窄，其它种则为三裂圆形或三裂钝三角形，沟界极区较宽；（3）本种萌发孔为 3 孔
沟，沟区有光滑的沟膜，其它种也为 3 孔沟，但是无沟膜或沟膜不明显；（4）本种具矩形萌发孔盖，
而其它种则没有。这些差异表明，川鄂连蕊茶在山茶属中可能具有较特殊的分类地位和系统演化地
位，但仍需进一步深入研究。
花粉外壁纹饰在某些方面也反映植物种属间的演化关系（王任翔 等，1997）。通过对比发现，
川鄂连蕊茶花粉外壁纹饰与李广清等（2005）报道的连蕊茶组其它 6 种植物具有一定的相似性，其
中与柃叶连蕊茶相似度最高，说明尽管花粉形态存在较大差异，但是本种与连蕊茶组植物仍具有一
定的亲缘关系。本种与其它连蕊茶组植物花粉外壁纹饰的亚显微特征对其分类地位及演化关系还有
待于进一步研究。
测定花粉生活力的方法很多，而花粉离体萌发法因为结果准确、简单易行而应用广泛。大量研
究表明，培养基中 H3BO3 和蔗糖浓度对花粉生活力影响很大，适宜浓度的 H3BO3 和蔗糖有利于花粉
的萌发和花粉管的伸长（郭光明 等，2002；王超和张桂玲，2004；Kakegawa et al.，2005；年玉欣 等，
2005；杜克兵 等，2007）。本研究中，川鄂连蕊茶花粉离体萌发的最佳 H3BO3 和蔗糖浓度分别为
100 mg · L-1 和 200 g · L-1，萌发率可达 94.28%。唐前瑞和陈友云（2004）采用固体培养基对毛柄连
蕊茶（C. fraterna Hance）的花粉进行培养，最佳 H3BO3、蔗糖浓度分别为 150 mg · L-1、50 g · L-1，
当蔗糖浓度达到 200 g · L-1 时花粉不能萌发。在萌发时间上，本种培养 2 h 后即大量萌发，而毛柄连
蕊茶在培养 23 ~ 26 h 时萌发速度最快。这与本种的培养结果具有一定的差异，这可能是种间差异、
培养环境等因素引起的。
合理贮藏花粉并鉴定其生活力可以确保杂交育种获得较多群体数量的后代（Parton et al.，2002；
王文莉 等，2009）。本研究中，川鄂连蕊茶的新鲜花粉萌发率可达 90%以上，说明本种的花粉生活
力较强，且本试验中花粉采集时期及处理方法都较为适宜。本研究结果表明，川鄂连蕊茶花粉 4 ℃
贮藏 60 d 时萌发率略有降低，萌发率仍大于 80%，这与平阴玫瑰较为相似（王文莉 等，2009）。但
是在随后的 30 d，花粉萌发率大幅降低至 50%左右。虽然仍可满足杂交授粉的需要，但得到杂交子
代的群体数量将会有所减少。一般山茶品种的花期多处于 2 月至 4 月下旬，而川鄂连蕊茶的盛花期
在 2 月至 3 月下旬，如果以本种作父本开展与山茶之间的杂交育种，花粉贮藏 30 ~ 60 d 足以解决亲
本间花期不遇的问题。同时，作者在研究中还发现，贮藏的川鄂连蕊茶花粉直接进行培养不能萌发，
而经过 5 ~ 6 h 的室温吸湿处理后即可正常萌发，说明经过硅胶干燥处理后贮藏，川鄂连蕊茶花粉极
易失水，如果不经过吸湿而直接播种于培养基上极易造成花粉粒外壁陡然吸水膨胀而造成损伤，从
而导致花粉活力丧失。而经过吸湿处理后，花粉经过一个环境湿度过渡阶段，再进行离体培养时较
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易适应培养环境而正常萌发。

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