全 文 ：武汉植物学研究 2000, 18( 1) : 64～66
Journal of Wuhan Botanical Research
Li
+、新霉素和Ca2+ 对苹果花粉萌发与
花粉管生长的影响

关军锋1　马智宏2　李红琴2
( 1 河北农林科学院农业物理生理生化研究所　石家庄　050051)
( 2 河北农业技术师范学院园艺系　昌黎　066600)
EFFECTS OF Li
+
, NEOMYCIN AND Ca
2+
ON POLLEN
GERMINATION AND POLLEN TUBE GROWTH OF APPLE
Guan Junfeng 1　Ma Zhihong2　Li Hongqin2
( 1 I nstitute of A gr o-P hy si cs, P lant P hy siology and B iochemistry,
H ebei Academy of A g ricu ltu ral and F orest ry S ci ences　Shijiazh uang　050051)
( 2 Dep ar tment of H orti cul ture , H ebei A gr ote chnical T eacher s Col l ege　Changl i　066600)
关键词　苹果, L i+ , 新霉素, Ca2+ ,花粉萌发, 花粉管生长
Key words　Apple, L i+ , Neomycin, Ca2+ , P ollen germination, Po llen tube g r ow th
细胞外 Ca2+ 及其跨膜内流在花粉萌发和花粉管生长中具重要作用〔1〕, 磷脂酰肌醇( PI )系统产生的
IP 3 (肌醇-1, 4, 5-三磷酸 )能诱导细胞内 Ca2+ 库释放 Ca2+ 〔2, 3〕, IP3 及其受体调节花粉萌发和花粉管生
长〔4～7〕, 但它们之间的作用及关系还不清楚。笔者通过抑制剂对细胞内 Ca2+ 的调节,以期进一步探讨细
胞内 Ca2+ 库的 Ca 2+ 释放在花粉萌发和花粉管生长中的作用及其和细胞外 Ca 2+ 及其内流的关系。
1　材料与方法
将‘国光’、‘富士’苹果(Malus p umila Mill. )花粉播种在基本培养基( 10%蔗糖+ 100
g / g 硼酸 ) 〔8〕
中。处理时向基本培养基内加入不同浓度的 L i+ 、Ca2+、新霉素、EGTA、La3+ 等;在 25℃、保湿、避光的条
件下培养 2 h; - 20℃终止花粉萌发和花粉管生长。融化后观察。
用 SXP-18 型显微镜 ( 10×16)观察花粉萌发, 以花粉管长度为花粉粒直径一半以上为萌发标准,统
计 30 个视野的萌发率;同时, 用目镜测微尺测定 60个花粉管长度。每处理重复 3次。
2　实验结果
2. 1　L i+、EGTA 的作用
L i+ 是 P I系统的关键酶——肌醇磷酸脂酶的特异性抑制剂〔2, 3, 7〕,可明显抑制花粉萌发与花粉管生
长, 随L i+浓度( 0～6 mmol/ L )增加而增强;同时加入 Ca2+ 专一性螯合剂 EGTA ( 0. 1 mmol/ L ) , L i+的抑
制效应明显增强, 甚至完全抑制花粉萌发与花粉管生长。


收稿日: 1998-10-30,修回日: 1998-12-31。第一作者:男, 1966年出生,副教授(博士) ,主要从事果树生理研究
工作。
2. 2　新霉素、EGT A 的作用
新霉素是磷脂酶 C( PLC)的特异性抑制剂〔2, 5, 6〕。在低浓度( 10、20
mol/ L )时,它能促进富士苹果的
花粉管生长, 但抑制花粉萌发; 高浓度 ( 30、40
mo l/ L )时, 抑制花粉萌发与花粉管生长; 同时加入
EGT A ,这种抑制作用增强, 甚至完全抑制之(图 1)。
A.国光( Ral ls) ; B.富士( Fu ji)
图 1　新霉素、EGTA( 0. 1 mmol / L)对苹果花粉萌发(a)与花粉管生长( b)的影响
Fig . 1　T he ef fect s of neomycin and EGTA( 0. 1 mmol/ L )on pollen germination
(a) and p ol len tub e grow th ( b) of apple
　
2. 3　L i+、Ca 2+ 和 La3+的作用
外加 Ca 2+ 时, 可显著逆转 L i+ ( 6mo l/ L )对花粉萌发与花粉管生长的抑制效应, 加入 Ca2+ 通道阻塞
剂 La3+ 后,削弱 Ca2+对花粉管生长的逆转,但对花粉萌发的影响不显著(表 1)。
表 1　LiCl, CaCl2 和 LaCl3 对苹果花粉萌发与花粉管生长的影响
Table 1　The effects of L iCl, CaCl2 and LaCl3 on germination and tube g r ow th of apple pollen
LiCl
( mmol / L)
CaCl2
( mmol/ L )
LaC l3
(m mol/ L)
萌发率( % )
Germinat ion rate
国光
Ralls
富士
Fuji
花粉管长度(
m)
Pollen tube length
国光
Rall s
富士
Fu ji
0 0 0 　 61. 14a* 86. 54a 437. 14a 453. 00a
6 0 0 14. 32c 29. 40c 63. 30c 58. 47c
6 1 0 46. 38b 60. 37b 425. 84a 436. 32a
6 1 0. 01 39. 79b 51. 85b 335. 51b 356. 06b
* 表中相同字母标记的数字表示在 P = 0. 05水平上差异不显著( Date in the tab le marked w ith same let ter means n o
s ignif icant diff erence in P= 0. 05 level)。
2. 4　新霉素、Ca2+ 和 La3+ 的作用
外源 Ca2+ ( 1mmo l/ L )显著逆转新霉素 ( 40
mo l/ L )对苹果花粉萌发与花粉管生长的抑制效应,
L a3+削弱这种效应(表 2)。
65　第 1期　　　　　　　　关军锋等: Li+ 、新霉素和 Ca2+ 对苹果花粉萌发与花粉管生长的影响
表 2　新霉素、CaCl2 和 LaCl3 对苹果花粉萌发与花粉管生长的影响
Table 2　The effects of neomycin, CaCl2 and LaCl3 on germination and tube g r ow th of apple pollen
新霉素
Neomycin
(
m ol / L)
CaCl2
( mmol/ L )
LaC l3
(m mol/ L)
萌发率( % )
Germinat ion rate
国光
Ralls
富士
Fuji
花粉管长度(
m)
Pollen tube length
国光
Rall s
富士
Fu ji
0 0 0 　 54. 28a* 84. 16a 231. 53a 284. 63a
40 0 0 4. 64c 2. 87d 100. 67b 155. 83b
40 1 0 12. 73b 35. 03b 213. 75a 173. 62b
40 1 0. 01 7. 52c 17. 05c 49. 09c 62. 33c
　　* 表中相同字母标记的数字表示在 P = 0. 05 水平上差异不显著( Date in the table m ark ed w ith s ame let ter
mean s no s ignif icant dif f er ence in P= 0. 05 level)。
3　讨论
高浓度 L i+ 、新霉素可显著抑制苹果花粉萌发和花粉管的生长(图 1)。暗示 PI 信使系统参与了花粉
萌发和花粉管的生长, 特别是通过严重抑制 PLC 途径, 减少从胞内 Ca2+ 库中动员出的游离 Ca2+ 时,甚
至可完全抑制花粉的萌发与花粉管生长。这是因为抑制剂 L i+ 、新霉素均不利于花粉内 IP3 的产生〔5～7〕,
从而限制胞内 Ca2+ 库中游离 Ca2+ 释放, 破坏花粉管内 Ca2+ 梯度〔6, 7〕。
上述胞内 Ca2+ 库中游离 Ca2+ 释放对花粉萌发和花粉管生长的调节与胞外 Ca2+及其内流有密切关
系。减 Ca2+ ( + EGTA )、增 Ca2+ ( + CaCl2)分别增强、减弱 L i+ 和新霉素抑制花粉萌发与花粉管生长效应
(图 1,表 1, 表 2) ,进一步证明胞外 Ca2+ 及其内流与胞内 Ca2+ 库中游离 Ca 2+ 释放共同调节着花粉萌发
和花粉管的生长 ,它们的作用是相互联系的 ,这种通过质膜 Ca2+ 通道流入的 Ca2+ 的主要作用是激活
PLC 和 IP3 受体〔4〕。La 3+ 对 Ca2+逆转 L i+抑制花粉萌发的效应作用不显著,说明 L i+抑制花粉萌发与质
膜 Ca2+ 通道的关系不大, 这一点显然不同于 La3+ 削弱 Ca2+ 对 L i+ 抑制花粉管生长的逆转 (表 1) ; 而
La3+削弱了 Ca2+ 逆转新霉素抑制花粉萌发和花粉管生长效应(表 2) ,说明同时抑制胞外 Ca 2+ 通过质膜
Ca2+通道进入到细胞内与细胞内Ca2+库的 Ca2+释放时, 更加不利于花粉萌发与花粉管生长; 也表明L i+
和新霉素的作用机制是不同的。
参　考　文　献
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6　Franklin -Tong V E, Drobak B K, Allan A C et al . Gr ow th of pollen tubes of P ap ev er rh oeas is regu lated by a slow -
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7　Zonia L, T upy J. Lith ium-sensit ive calcium act ivity in the germinat ion of apple( Malu s d omesti ca Brok h. ) , t obacco
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8　Brew bak er J K, Kw ack B H. Th e essent ial role of calcium on pollen germination and pol len tub e grow th. A mer J
B ot , 1963, 50: 859～865
66 武汉 植 物学 研究　　　　　　　　　　　　　　　第 18卷