全 文 ：武汉植物学研究 2002, 20 (6) : 453～ 456
J ourna l of W uhan B otan ica l Resea rch
胡杨、灰叶胡杨花粉成分及生活力的比较研究Ξ
李志军　于 军　徐崇志　徐雅丽　段黄金
(塔里木农垦大学植物科技学院, 新疆阿拉尔　843300)
摘　要: 比较研究了胡杨、灰叶胡杨花粉的化学成分及 2 种花粉在不同贮藏条件下的生活力变化, 结果表明: 在室
温、4℃冰箱内保存, 灰叶胡杨花粉生活力保持的时间均比胡杨花粉生活力保持的时间长。同一个种的花粉贮藏相
同时间, 在 4℃冰箱内贮藏的生活力比室温下贮藏的生活力强。耐贮藏的灰叶胡杨花粉水分、淀粉含量较胡杨花粉
高, 蛋白质、还原糖、17 种游离氨基酸含量较胡杨花粉含量低。
关键词: 胡杨; 灰叶胡杨; 花粉; 生活力; 化学成分
　　中图分类号: S792. 11; Q 944. 42　　　　　文献标识码: A 　　　　　文章编号: 10002470X (2002) 0620453204
Com parative Stud ies on the Chem ica l Com posit ion and V igour
of Pollen s of P op u lus eup h ra tica and P op u lus p ru inosa
L I Zh i2Jun, YU Jun, XU Chong2Zh i, XU Ya2L i, DUAN H uang2J in
( Institu te of P lan t S cience and T echnology , T arim U niversity of A g ricu ltu ra l R eclam a tion, A lar, X in jiang　843300, Ch ina)
Abstract: T he chem ical compo sit ion of po llen of P op u lus eup h ra tica and P. p ru inosa and vigou r
change of po llen sto red in room temperatu re and 4℃ condit ion w ere comparat ive studies. T he re2
su lts show ed that the t im e of reten t ion vigou r of po llen of P. p ru inosa in tw o sto rage condit ion s
w as longer than that of P. eup h ra tica. W hen po llen of the sam e species w ere sto red fo r sam e
t im e, the vigou r of po llen sto red in 4℃ condit ion w as stronger than that sto red in room tempera2
tu re. T he mo istu re, starch con ten t of po llen of P. p ru inosa w as h igher than that of P. eup h ra ti2
ca , bu t the con ten t of p ro tein, reducing sugar and 17 k inds of free am ino acid w ere low er than
that of P. eup h ra tica.
Key words: P op u lus eup h ra tic; P op u lus p ru inosa; Po llen; V ita lity; Chem ical compo sit ion
　　胡杨 (P op u lus eup h ra tica O liv)、灰叶胡杨 (P.
p ru inosa Sch renk) 隶属于杨柳科胡杨亚属, 是新疆
干旱荒漠区植被的建群种和优势种, 具有较强的抗
逆特性。长期以来, 由于对水土资源的过度开发、利
用, 沿河岸而生的原始胡杨林日趋衰败。关于草本植
物花粉生活力的研究报道较多[1 4 ] , 但有关木本植
物胡杨、灰叶胡杨花粉生活力的研究尚未见报道。为
了研究生态环境的改变对胡杨、灰叶胡杨繁殖生存
的影响, 我们在生殖物候调查基础上进行花粉生活
力研究, 初步探讨了胡杨、灰叶胡杨花粉在不同贮藏
条件下的生活力变化以及花粉内含物与花粉生活力
的关系, 这为进一步阐明胡杨、灰叶胡杨的有性繁殖
特点奠定了基础。
1　材料与方法
1. 1　研究材料
于 2000 年 4 月 8 日在塔里木农垦大学校园附
近的人工胡杨、灰叶胡杨同龄混交林中挑选健壮雄
株各 2 株 (标记为胡杨21、胡杨22、灰叶胡杨21、灰叶
胡杨22) , 在树冠中部按东、南、西、北方向选择 4 个Ξ 收稿日期: 2002203217, 修回日期: 2002210207。基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (项目批准号 30060007)。
　　　作者简介: 李志军 (1963- ) , 女 (汉族) , 副教授, 硕士学位, 植物学专业。
花枝, 并在靠近花枝基部的第二个花序上挂牌。4 月
10 日采集胡杨21、灰叶胡杨21 即将散粉的雄花序, 4
月 16 日采集胡杨22、灰叶胡杨22 即将散粉的雄花序
(材料重复) , 放在室内培养皿中, 自然阴干 4 h 后花
粉散落在培养皿中。将同一棵树同一天采集的花序
花粉混合在一起, 分装在 2 个小瓶中, 用纸封瓶口,
一瓶放入 4℃冰箱内, 另一瓶放在室温 ( 20℃～
25℃)下贮藏。
1. 2　研究方法
1. 2. 1　花粉生活力检测时间及方法　取 4 月 10 日
采集、贮藏了 24 h 的花粉进行花粉生活力的第一次
测定, 以后每隔一天测定一次, 直至花粉生活力为
零。花粉生活力测定方法为T TC 法[5 ] , 吸取 1～ 2 滴
0. 5% T TC 溶液置血球计数板上, 撒入少量贮藏花
粉用玻棒搅匀, 再加盖玻片, 重复 3 次, 在 35℃恒温
箱内染色 30 m in 后置显微镜下观察染色结果。具有
生活力的花粉呈现红色, 不具生活力的花粉未染色。
随机选择 10 个花粉染色视野, 统计花粉染色率、并
求其平均值。
1. 2. 2　花粉营养化学成分测定　蛋白质含量测定
用全自动凯氏定氮仪消化测定 (参照 GB 7886287) ;
还原糖含量测定用铜还原——直接滴定法[6 ] , 淀粉
含量测定用间接法 (滴定) [6 ]; 游离氨基酸含量用磺
基水杨酸提取, 自动分析仪 (日立 835250 型) 进行测
定; 水分含量测定用常压恒温干燥法 (参照
GB 5009. 3285) ; Cu、Fe、M n、Zn 含量用原子吸收分
光光度计测定 (日立 Z28000 型) (参照 GB 7887287) ;
淀粉酶活性的测定用比色法[5 ]。
2　结果与分析
2. 1　胡杨、灰叶胡杨花粉生活力比较
胡杨、灰叶胡杨花粉在相同的贮藏条件下花粉
生活力持续时间不同 (表 1) , 在室温、4℃冰箱内贮
藏, 灰叶胡杨花粉生活力持续的时间均长于胡杨花
粉生活力持续的时间, 在室温下两者相差 20 d, 在
4℃冰箱条件下两者相差 30 d; 同一个种在不同贮藏
条件下生活力持续时间差异较大 (表 1) , 胡杨花粉
在室温下生活力持续 24 d, 在 4℃冰箱内贮藏生活
力持续 33 d, 而灰叶胡杨花粉在室温下生活力持续
44 d, 在 4℃冰箱内贮藏生活力持续 72 d, 灰叶胡杨
花粉明显表现出比胡杨花粉耐贮藏性强; 同一个种
贮藏相同的天数, 其 4℃条件下的花粉染色率均高
于室温下的花粉染色率, 说明 4℃条件下贮藏比室
温下贮藏对保持花粉生活力更有利。
表 1　胡杨、灰叶胡杨花粉在不同贮藏条件下的生活力变化
T able 1　V igour change of po llen of P. eup h ra tica
and P. p ru inosa in differen t sto re condit ions
贮藏时间
(d)
T im e of
sto rage
胡杨花粉 T TC
染色率 (% )
Stain ing percen tage of
po llen of P. eup h ra tica
w ith T TC
室温
Room
temperatu re
4℃
灰叶胡杨花粉 T TC
染色率 (% )
Stain ing percen tage of
po llen of P. p ru inosa
w ith T TC
室温
Room
temperatu re
4℃
1 62 63. 7 81. 7 85. 3
8 30. 3 37. 0 55. 0 71. 5
12 11. 6 29. 1 50. 9 55. 1
22 2. 4 9. 8 40. 4 47. 7
32 0 0. 2 26. 1 32. 9
42 0 0 10. 5 25. 7
52 0 0 0 12. 6
62 0 0 0 7. 4
72 0 0 0 0
2. 2　胡杨、灰叶胡杨花粉几种化学成分含量比较
取同一天采集的胡杨、灰叶胡杨花粉进行水分、
蛋白质、淀粉、还原糖、微量元素和游离氨基酸含量
测定, 测定结果见表 2～ 表 4。
表 2　胡杨、灰叶胡杨花粉化学成分含量
T able 2　Conten t of chem ical compo sit ion of po llen of
P. eup h ra tica and P. p ru inosa
测定项目
D eterm ined item
胡杨花粉 (% )
Po llen of
P. eup h ra tica
灰叶胡杨
花粉 (% )
Po llen of
P. p ru inosa
含水量W ater con ten t 5. 92 15. 25
蛋白质含量 P ro tein con ten t 41. 80 29. 34
淀粉含量 Starch con ten t 0. 98 1. 22
还原糖 R educing sugar 2. 91 2. 34
　　注: 只包含所选的化学组分。
N o te: T he tab le on ly included chem ical compo sit ion
w h ich w as cho sen.
表 3　胡杨、灰叶胡杨花粉几种微量元素含量
T able 3　M icroelem ent con ten t of po llen of P. eup h ra tica
and P. p ru inosa
测定项目
D eterm ined
item
胡杨花粉
(m gökg)
Po llen of
P. eup h ra tica
灰叶胡杨花粉
(m gökg)
Po llen of
P. p ru inosa
Cu 18. 0 21. 36
Fe 365 422
M n 33. 0 23. 59
Zn 116 102
454 武 汉 植 物 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　第 20 卷　　
从表 2 可以看出, 耐贮藏的灰叶胡杨花粉中水分、淀
粉含量较胡杨花粉含量高, 而蛋白质、还原糖含量均
较胡杨花粉含量低。胡杨、灰叶胡杨花粉在上述 4 种
化学成分含量上均表现为蛋白质含量最高, 水分、还
原糖、淀粉含量依次降低。微量元素的含量因种和花
粉成熟时的环境而异[7 ]。表 3 的结果说明, 4 种微量
元素中 Fe、Cu 的含量灰叶胡杨花粉高于胡杨花粉,
而M n、Zn 含量灰叶胡杨花粉低于胡杨花粉, Fe、
Cu、M n、Zn 的含量在 2 种花粉中则都表现为 Fe>
Zn> M n> Cu。花粉的游离氨基酸含量与花粉的可
育性、分类及花粉的生长都有密切关系[7 ]。从表 4 可
以看出, 灰叶胡杨花粉中 17 种游离氨基酸含量均较
胡杨花粉含量低, 尤其是精氨酸、脯氨酸、缬氨酸、丙
氨酸、谷氨酸、天冬氨酸含量较低。
表 4　胡杨、灰叶胡杨花粉游离氨基酸含量
T able 4　F ree am ino acid con ten t of po llen of
P. eup h ra tica and P. p ru inosa
氨基酸名称
Am ino acid nam e
花粉中游离氨基酸含量
F ree am ino acid content of po llen
胡杨花粉 (% )
Po llen of
P. eup h ra tica
灰叶胡杨
花粉 (% )
Po llen of
P. p ru inosa
天冬氨酸 A spart ic acid 0. 230 0. 067
苏氨酸 T h reon ine 0. 386 0. 235
丝氨酸 Serine 0. 315 0. 211
谷氨酸 Glutam ic acid 0. 697 0. 235
甘氨酸 Glycine 0. 009 0. 007
丙氨酸 A lan ine 0. 142 0. 073
胱氨酸 Cystine 0. 006 0. 003
缬氨酸 V aline 0. 115 0. 063
蛋氨酸M eth iron ine 0. 006 0. 006
异亮氨酸 Iso leucine 0. 055 0. 039
亮氨酸 L eucine 0. 019 0. 011
酪氨酸 T yro sine 0. 173 0. 169
苯丙氨 酸 Phenylalan ine 0. 056 0. 057
赖氨酸 L ysine 0. 072 0. 054
组氨酸 H istidine 0. 117 0. 087
精氨酸 A rgin ine 4. 014 0. 971
脯氨酸 P ro line 1. 878 0. 775
总含量 To tal con ten t 8. 290 3. 063
2. 3　胡杨、灰叶胡杨花粉淀粉水解酶活性比较
耐贮藏的灰叶胡杨花粉 Α2淀粉酶活性略高于
胡杨花粉, 而 (Α+ Β) 2淀粉酶活性远低于胡杨花粉
(表 5)。
表 5　胡杨、灰叶胡杨花粉淀粉水解酶活性
T able 5　A ctivity on starch hydro lytic enzym e of po llen of
P. eup h ra tica and P. p ru inosa
测定项目
D eterm ined item
胡杨花粉
(麦芽糖Λgög. m in)
Po llen of
P. eup h ra tica
灰叶胡杨花粉
(麦芽糖Λgög. m in)
Po llen of
P. p ru inosaΑ2淀粉酶活性Α2am ylase activity 0. 35 0. 4
(Α+ Β) 2淀粉酶活性
(Α+ Β) 2 am ylase activity 1. 2 0. 6
3　讨论
3. 1　贮藏条件对胡杨、灰叶胡杨花粉耐贮藏性的影
响
关于花粉寿命的研究很多, 已知有使花粉干燥,
在低温下保存、置放在真空中等方法[8 ] , 在超低温
(
- 196℃)下保存花粉的研究也有报道[1 ]。对于大多
数植物的花粉来说, 低温、低氧、低湿是贮藏条件的
3 个重要因素。我们的研究结果表明, 自然阴干的胡
杨、灰叶胡杨花粉在 4℃冰箱条件下耐贮藏性均强
于室温条件下的耐贮藏性, 对于同一个种贮藏相同
天数, 其 4℃条件下的花粉染色率均高于室温条件
下的花粉染色率, 说明温度对胡杨、灰叶胡杨花粉的
耐贮藏性有一定影响。进一步分析可以发现, 室温条
件下温度随时间的推移在逐渐升高, 空气湿度相应
也在发生变化, 花粉本身的含水量也会降低, 而 4℃
冰箱条件下其温度和湿度相对比较恒定, 室温下胡
杨、灰叶胡杨花粉耐贮藏性较弱, 可能是贮藏温度、
湿度等影响因子综合作用的结果。
3. 2　花粉化学成分与花粉耐贮藏性
关于花粉的生活率为什么会很快降低, 有各种
学说: 认为是花粉粒进行非常活跃的物质代谢所致;
与干燥有关, 而不是贮藏物质消耗和酶活性丧失; 与
蛋白质代谢有关等[7 ]。李要民[4 ]研究了 3 种禾本科
植物花粉在不同温湿条件下的活力变化, 结果表明
耐贮藏的花粉中蛋白质含量较高, 而不耐贮藏的花
粉水分、淀粉、还原性糖、游离氨基酸含量都高于耐
贮藏的花粉。也有研究报道, 寿命短的玉米花粉中含
蛋白质较多[7 ]。我们的研究结果表明, 不耐贮藏的胡
杨花粉蛋白质、还原性糖、游离氨基酸含量都高于耐
贮藏的灰叶胡杨花粉, 而水分、淀粉含量却是耐贮藏
的灰叶胡杨花粉高于不耐贮藏的胡杨花粉。灰叶胡
杨花粉淀粉含量虽然高于胡杨花粉, 但 (Α+ Β) 2淀粉
酶活性却远低于胡杨花粉。Β2淀粉酶不能分解天然
的淀粉粒, 它只有先由 Α2淀粉酶把淀粉粒分解为可
溶于水的较大糊精之后方能起作用[8 ]。这表明灰叶
554　第 6 期　　　　　　　　　　　　李志军等: 胡杨、灰叶胡杨花粉成分及生活力的比较研究
胡杨花粉淀粉代谢较胡杨花粉代谢低, 这可能是灰
叶胡杨花粉较耐贮藏的原因之一。由此可见, 胡杨、
灰叶胡杨花粉耐贮藏性的差异与其内含物、酶活性
以及低代谢特点可能有一定关系。至于花粉内含物、
酶活性是怎样影响花粉寿命和花粉贮藏性的, 尚有
待进一步研究。
3. 3　花粉生活力持续期对受精作用的影响
花粉生活力持续时间的长短对有效地完成授粉
授精作用有直接的影响。我们通过对胡杨、灰叶胡杨
花期物候观察发现, 胡杨、灰叶胡杨雄株散粉期与雌
株可授粉期并不完全重叠, 其散粉开始期早于可授
粉始期 3～ 4 d。散粉期与可授粉期相差时间愈长, 愈
不利于受精作用的完成。在室温贮藏条件下胡杨花
粉生活力持续 24 d, 灰叶胡杨花粉生活力持续 44 d,
显然胡杨、灰叶胡杨是通过花粉生活力持续时间较
长来适应花粉散粉期与可授粉期不完全重叠, 保证
花粉落在柱头上能保持一定的花粉生活力, 以便能
有效地完成授粉作用。胡杨、灰叶胡杨在室温贮藏条
件下花粉生活力持续时间有所不同, 花粉生活力持
续时间长的种能有效地完成授粉授精作用, 这也反
应出胡杨、灰叶胡杨繁殖能力和对环境适应能力方
面的差异。
参考文献:
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654 武 汉 植 物 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　　第 20 卷