全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 29(5)：587— 591 2009年 9月
宁夏枸杞繁育系统初步研究
秦 垦i，王 兵2，焦恩宁1，李云祥1，王 俊
(1．宁夏枸杞工程技术研究中心，银川 750002；2．宁夏大学 ，银川 750021)
摘 要：运用 TTC法 、联苯胺一过氧化氢法 、P／O比、OCI和套袋实验，对宁夏枸杞种内各参试材料花粉活
力、柱头可授性及繁育系统进行 了研究 。结果表明：宁夏枸杞花粉数量／胚珠 比大于 4 000，杂 交指数介于 3～
4，结合人工授粉和套袋实验结果可以确定在参试的 13个品种(系)中麻叶系材料(宁杞 1号、2号、大麻叶、小
麻叶)表现为部分自交亲和；而其它材料(白花、白条、宁杞 3号、尖头圆果、圆头圆果、蒙杞 1号、扁果、0701、
0616)表现为自交不亲和，同株异花 、异株异花几乎不坐果 ，自然条件下只有通过与其他材料混植的途经来实
现结实。由于 自交亲和水平极低 ，宁夏枸杞的繁育系统应属于专性异交(除麻叶系材料)。
关键词：宁夏枸杞；繁育系统；花粉活力；柱头可授性；套袋实验
中国分类号 ：Q945．6 文献标识码 ：A 文章编号：1000—3142(2009)05—0587—05
Preliminary study on the breeding
system of Lycium barbarum
QIN Ken1，WANG Bing2，JIAO En-Ning1，
LI Yun-Xiang1，WANG Jun2
(1．Ningxia Wolfberry Developmental Engineering and Technology Research Center，
Yinchuan 750002，China；2．Ningxia University，Yinchuan 750021，China)
Abstract：The polen viability，stigma receptivity and breeding system of Lycium barbarum were studied by using
TrC，benzidne-hydrogen peroxide，pollen-ovule ratio，out-crossing index and bagging experiment． The results
showed that：the ratio of polen quantity and ovule of L．barbarum is more than 4 000，and hybrid index is between 3
and 4．The combination of artificial pollination and bagging experiments determined that among these 13 participants，
Maye(Ningqi 1，Ningqi 2，Damaye，Xiaomaye)performanced partly as self-compatible，while other materials(Baihua，
Baitiao，Ningqi 3，Jiantouyuanguo，Yuantouyuanguo，Mengqi 1，Bianguo，0701 and 0616)showed self-incompatible，
flower with different strains，diferent strains of diferent flower hardly setting，and under natural conditions only
through mixing wi th other materials can they achieve replanting seed．Because of the extremely low level self-com—
patibility，the breeding system of L．barbarum should belong tO obligate xenogamy(except the Department of Maye)．
Key words：Lycium barbarum ；breeding system；pollen vitality；stigma receptivity；bagging experiment
繁育系统通常的定义是代表直接影响后代遗传
组成的所有有性特征，主要包括花综合特征、花各器
官的寿命、花开放式样、自交亲和程度和交配系统，
它们结合传粉者和传粉行为是影响生殖后代遗传组
成和适合度的主要因素(何亚平等，2003)。其在决
定植物的进化路线和表征变异上起着重要作用，是
种群有性生殖 的纽带 (Grant，1981；肖宜安等，
2004)。植物繁育系统已成为一个以“生殖”为核心，
以探讨物种多样性发生历史、维持机理和保护策略
为最终目的的综合交叉研究(何亚平等，2003)。清
晰界定物种的繁育系统类型有助于从确保生殖的角
度，指导农业生产者实现丰产。
收稿日期：2008—12-05 修回日期 ：2009—03—19
基金项目：宁夏科技攻关重点项目(KCZ-09-07—04)；宁夏自然科学基金(NZ0853))[Supported byKeyTechnologies Research andDevelopment of
Ningxia(KCZ-09-07—04)}the Natural Science Foundation of Ningxia(NZ0853)]
作者简介：秦垦(1971一)，男，宁夏石嘴山人，副研究员，主要从事枸杞遗传育种研究，(E-mail)qinken7@163．com。
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宁夏枸杞 (Lycium barbarum)为茄科 (So—
lanaceae)枸杞属(Lycium)多年生落叶灌木，是我国
特有的药用资源植物(匡可任等，1978)。目前，尽管
国内外对枸杞生长发育规律等进行了广泛的研究，
也获得了一定的成果，但是国内外科研机构的研究
大多集中在栽培、育种及化学成分、药理和形态标记
等方面，对宁夏枸杞的传粉生物学特性的研究尚未
见报道，特别是对宁夏枸杞繁育系统的了解不够深
入。确保生殖成功是在种植过程中增收的关键，主
栽品种宁杞 1号由于具有高 自交亲和水平，使枸杞
的繁育系统研究长期被业内界人士忽视。近年来大
量枸杞新优系不断涌现，许多优系与其它材料混植
时状态良好，但当大面积连片种植时落花严重。针
对这一问题，我们通过对花粉活力与柱头可授性检
测、花粉一胚珠比估算、杂交指数的估算以及套袋实
验等方法，揭示其繁育系统特征，阐明诸多新品系落
花背后的原因，进而为该物种的选种、育种及实际生
产提供科学依据，同时也可以推演宁夏枸杞多样性
发生的历史和在人为驯化过程中的进化路线，服务
于实际生产。
1 研究地点及材料
研究样地位于宁夏农林科学院枸杞种质资源圃
(106。09 10 E，38。38 49”N)，海拔 1 114 rn，以宁夏
枸杞各品种(系)(宁杞 1号、2号、3号、白花、大麻
叶、白条、尖头圆果、圆头圆果、小麻叶、蒙杞 1号、扁
果、0701、0416等)为材料。
2 研究方法
2．1开花动态与花部形态特征的观测
随机标记各参试材料一年生枝 10个，观察开花
物候及单花形态及其在时间上的变化(以花冠萎焉、
柱头干瘪作为花期结束的标志)。
2．2花粉活力检测
花粉活力检测采用的 TTC(氯化三苯基四氮唑
2，3，5一triphenyl tetrazolium chofide)染色法(Cru—
den，1977)。即取 0．05 g TTC溶解在 1O mL磷酸
缓冲液(pH值为7．17)中，TTC现配现用。取各材
料散粉后不同时间的花粉于载玻片上，滴加含有
0．5 TTC溶液 1～2滴，用解剖针搅拌均匀，迅速
盖上盖玻片，将制片放置 35℃恒温箱中 20 min后，
在显微镜下观察，有活力的花粉被染成红色，没有活
力的不被染色。每个材料观察 3-S个制片，每片任
选 5个视野，统计全部花粉中染成红色的花粉所占
比例，即花粉的活力。
2．3柱头可授性检测
依据 Dafni(1．992)的方法，用联苯胺一过氧化氢
法测定柱头可授性。即在盛花期，标记巳现蕾的各
品系花 6O朵，分别在不同时期取材，将其柱头浸入
凹面载玻片含有联苯胺一过氧化氢反应液(1 联苯
胺 ：3 过氧化氢 ：水一4 t 11 t 22，体积比)的凹陷
处，染料可与花粉管内胼胝质结合，若柱头具可授
性，则柱头周围的反应液呈现紫黑色并有气泡出现。
2．4花粉量与胚珠比(P／o)的估算
随机取刚开放而花药尚未开裂的花朵去冠后倒
置人 1．5 mL离心管中，静置待自然散粉后用手指
轻弹离心管，使花粉全部落入离心管底部，滴加
0．5 醋酸洋红溶液，定容至 1 mL，摇匀后用移液抢
取 5 L于血球计数板上，在显微镜下统计其花粉粒
数目。重复 5次，计算出单个花朵的平均花粉粒数，
取同一朵花的子房，用解剖针剥开在解剖镜下记录
胚珠数目。用该花的花粉总量除以胚珠数目得该朵
花的 p／o比。
依据 Cruden(1977)的划分标准，P／O为 18．1
～ 39．0时，繁育系统为专性 自交(Obligate autoga—
my)；P／O为31．9-~396．0时，繁育系统为兼性 自交
(Facultative autogamy)；P／O为 244．7～2 588．0
时，繁育系统为兼性异交(Facultative xenogamy)；
P／O为2 108．0-195 525．0时，繁育系统为专性异
交(Obligate xenogamy)。
2．5杂交指数(OCI)的估算
OCI由三个花部特征决定，计算方法如下：①单
花或头状花序直径。分成 4个等级，0～1 mm计为
0；1～2 innl计为 l；2～6 mm计为 2；>6 l-Din计为 3。
②花药开裂和柱头可授性在 时间上可能是不一致
的。雌雄蕊同熟和雌蕊先熟计为 0，雄蕊先熟计为
1；③柱头和花药在空间上的相对位置。假如柱头和
花药在同一个水平位置，二者间有可能接触计为 0，
假如二者在空间上存在隔离，不能接触，计为 1。累
计分值：OCI=0闭花受精型(Cleistogamy)；OCI=1
专性自交型(Obligate autogamy)；O(31=2兼性自交型
(Facultative autogamy)，有一定异交可能；OCI一3兼
性异交型(Facultative xenogamy)，自交亲和，但假如
雌雄异熟则趋向于雌蕊先熟，这类型的植物常产生
5期 秦垦等：宁夏枸杞繁育系统初步研究 589
蜜汁，部分种需要传粉者1 0CI=4异交型(Xenoga·
my)，部分自交亲和，异交。多数种要传粉者。
2．6套袋实验
依 Dafni描述的方法进行：(1)对照：不套袋，不
去雄，自由传粉，用于检测自然条件下的传粉情况}
(2)开花前套袋，不去雄，检测是否需要传粉者I(3)
同株异花授粉，去雄。套袋，同株异花之间人工授粉，
检测是否受精结实l(4)人工异株异花授粉，去雄，套
袋，用不同植株的花粉进行异花授粉，检测是否亲和
杂交I(5)自然条件下的异花传粉，不套袋，去雄，自
由传粉，检测异花花粉对其结实的贡献；(6)去雄，套
袋，检测是否有无融合生殖。
以上每个处理方法选取各材料一年生枝和当年
生枝的花各 30朵花进行标记，从而统计结实率。
3 结果与分析
3．1开花物候与花部形态特征
除白花、蒙杞 1号、0701和 0616外大多数品系
一 年生枝花量大，所有品系当年春、秋各发枝 1次，
当年生枝边抽枝边现蕾开花，春季所发当年生枝是
宁夏枸杞的主要产量构成枝组。一年生枝和当年生
春枝花期衔接较紧，使枸杞成龄树的花期明显的分
为 4月底至 6月下旬的夏季主花期和8月中旬至 9
月下旬的秋季主花期。花在当年生枝上 1～2朵生
于叶腋，在一年生枝上 2～6朵同叶簇生，花梗长 1
裹 1 宣沮下枸杞花粉活力检测结果
Table 1 The result of pollen viability test under room temperature
T 毹
Ninq l1 Ninq
2
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号
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0 h
12～ 24 h
3 d
6 d
9 d
12 d
15 d
93．15
91．85
9O．46
64．26
36．23
14．26
O
92．78
89．54
83．24
69．19
38．73
14．19
3．13
92．O7
90。67
87．36
67．58
39．86
11．26
4．9O
～ 2 am，花萼钟状 ，长 4～5 mm，通常 2中裂 ，裂片
有小尖头或顶端又2～3齿裂；花冠漏斗状，董色，筒
部长 8～10 mm 自下部向上扩大。裂片长 5～6
mlTi，卵形，顶端圆钝，基部有耳，花开放时平展，雄
蕊的花丝基部稍上处及花冠内壁同一水平上生一圈
密绒毛(路安民，1981)。一般情况下(除阴雨天气)
花冠绽放后 2 h花药逐次开裂散粉，8 h后花药上的
大多数花粉在外力的作用下自花药上失去，花药药
壁变为褐色，48 h后柱头逐渐失去光泽，花朵萎蔫。
参试品系的始花期与盛花期略有差异。
3．2花粉活力检测
由表 1可知，圆头圆果应属于花粉无活力型雄
性不育。此外，花粉刚散粉时参试品系花粉均具很
高的活力，在 92 左右，散粉后 12～24 h花粉活力
约 9O ，至散粉第 3天有所下降，约 84 ，至散粉后
第 15天花粉基本丧失其活力。
花粉活力的丧失是一个连续的过程，没有明显
的界限标志。植物花粉的活力与寿命因植物种不同
及环境条件不同而有所差异：如海枣的花粉可维持
生活力数月至一年，茄的花粉在夏季只能存活 1 d，
在冬季则能维持 3 d(胡适宜，1982)；而低温、低湿度
可延长双核花粉的活力，三核花粉则以高湿度为好
CY炎明等，1996)。对宁夏枸杞而言，花粉在室温下
存活时间较长，约 15 d。
3．3柱头可授性检测
在自然条件下，枸杞柱头在冠显时已具可授性，
冠驰与花后第 3天随材料的不同有可授性或较强可
授性，花后 0-48 h均具强或最强可授性，柱头具有
长时间的可授性，使完成受精的可能性增大，授期为
3 d左右，但柱头可授性开始时间及最佳时间、延长
时间也能影响枸杞异交率及自交率大小(表2)。
3．4花粉量与胚珠比(P／O) ，
经过检测，宁夏枸杞各品种每朵花的花粉量差
异不大，花粉量约 220 000，胚珠数 35~49，P／O为2
851～9 522，主要集中在 4 000左右，依据 Cruden
的划分标准确定枸杞的繁育系统应为专性异交类型
(Obligate xenogamy)。
3．5杂交指数(OCI)
宁夏枸杞所有品系的花冠直径均超过 6 mm，
可计为 3；所有品系在冠驰时拨蕾授以异源花粉均
590 广 西 植 物 29卷
可坐果，花药却要在花冠打开 2 h后才开裂散粉，上
述现象表明宁夏枸杞是雌蕊先熟，应计为 0；所有参
试材料的单花花药虽与柱头离生，但花药散粉盛期
花冠筒轴线多趋于水平，花药在垂线上居于柱头的
上方，且柱头可接受花粉的极面显著的向上方扭转，
鉴于此，我们认为其 OCI值介于 3或 4(表3)。
表 2 枸杞柱头可授期检测结果
Table 2 Test for stigma receptivity of Lycium barbarum
注：“一”表示柱头不具可授性；“～／+”指部分柱头具可授性，部分柱头不具可授性I“+”表示柱头具可授性I“二卜+’，表示柱头可授性较强}
“+++”表示柱头具强可授性，“+十++”柱头具最强可授性。
Note s“一”menans no stigma receptiOD!“一／+”rfleFlailfl some stigmas have receptivity，some havent；“+”menans stigmas have receptivityl“++”
rl~ s stigmas have high receptivity~“++ +”menans stigmas have higher receptivity；“++ + +”menans stigmas have highest receptivity．
表 3 宁夏枸杞杂交指数观测结果
Table 3 The OUt—crossing index of Lycium barbarum
3．6套袋实验
由表 4可知，各参试材料去雄套袋均不坐果表
明宁夏枸杞不存在无融合生殖现象；不去雄不套袋，
自然条件下 自由传粉的结果显示参试各品系均有
1O 以上的坐果率，坐果率在不同品系间有着较大
差异，一年生枝和当年生枝之间的坐果率有着一定
的差异，这主要是不同品系间存在自交亲和水平的
差异，由于一年生枝的花期不一致，自交不亲和的品
系授粉质量受到了影响，例如：一年生枝花期明显较
主栽品种宁杞 l号提前的“白花”两者之间的差距最
大，达到了 56．8 ；不去雄，开花前套袋，除宁杞 1
号、2号、大麻叶和小麻叶外其它材料坐果率均为0，
可见绝大多数品系自交亲和水平极低或完全自交不
亲和结实需要传粉(异株异花、品系异花)这一过程
来实现；去雄，套袋，人工同株异花授粉，宁杞 1号，
宁杞 2号、大麻叶均有 1O 9／6以上的坐果率，坐果率
提高幅度最大的宁杞 1号，坐果率由 20 左右上升
到了8O 以上，这一实验结果从生殖生物学的角度
印证了宁杞 1号、宁杞 2号、小麻叶这些品系来源于
大麻叶这一群体的客观育种过程，并与石志刚等
(2008)关于分子生物学方面的研究结果趋于一致；
去雄，套袋，人工异品系异花授粉，除宁杞 2号外绝
大多数均达到 8O 以上；从生殖生物学的角度看所
有参试材料均属于宁夏枸杞，品系间有着良好种内
的杂交亲和水平；去雄不套袋，自然条件下 自由传
粉，参试品系的坐果率总体有所下降，表明花粉和花
蜜两者均是传粉媒介的报酬，花粉的缺失降低了枸
杞花朵对传粉媒介的吸引力。从套袋实验的结果中
还不难看出，不去雄花前套袋和同株异花授粉之间
麻叶系(大、小麻叶，宁杞 1、2号)存在着显著的差
异，表现为部分自交不亲和，其余参试品系不论是同
株同花自交、还是同株异花自交均表现为不亲和，鉴
于柱头与花药的空间隔离远不如自交不亲和这种最
为彻底的生育隔离形式有效。因此套袋实验的结果
表明，宁夏枸杞广泛存在着单花体系内的生育隔离，
就现有的结果而言，将宁夏枸杞的繁育系统类型确
5期 秦垦等 ：宁夏枸杞繁育系统初步研究 591
注：处理1：不去雄不套袋，自由传粉；处理2：不去雄，开花前套袋处理；处理3：去雄，套袋，人工同株异花授粉；处理4：去雄，套袋，人工异品系异花
授粉}处理5；去雄不套袋，自由传粉；处理6：去雄，套袋。处理4所使用的父本材料是宁杞 1号，宁杞 1号的为白花。A：一年生枝I B：当年生枝。
Note：Treatment 1lUnmasculatio，unba~ed，free polination,Treatment 2；UnmasoaIation，Bagged before,Treatment 3 zEmasculation，Bagged，hand gd幻nq 一
H ，Treatment 4：Emasculation，Bagged，Dif ent strainsof artif6~1 handCross-polination~Treatment 5；Emaso~ation，unba鲳ed，fre p出 nat|on；T啷舡n∞t 6：E_
nmsculation，Bagged．Themale parentmaterialsintreatment 4we_re used ofNmqi1，Ninqi1forBaihu~ A：annual branch；B：current grown branek
定为专性异交较为适宜。
4 讨论
长期以来，植物繁育系统的多样性引起了许多
生物学家的兴趣。对植物花的结构和繁育系统的了
解是认识植物生活史的前提，也是其他相关研究所
必需依赖的基本背景知识。许多情况下，花的性别
系统与两性花模式有所不同，从而表现出各式各样
的繁育系统类型(刘林德等，2002)。
花粉一胚珠比和杂交指数作为植物繁育系统的
指示参数曾受到怀疑，但在两性植物繁育系统研究
中，仍被许多研究者使用(刘林德等，2002；肖宜安
等，2004)。本文也使用这两个参数对宁夏枸杞的繁
育系统进行检测。对于杂交指数而言，花冠直径这
一 指标作为一个参数使用大多没有分歧。被子植物
中与繁育系统密切相关的一个重要因素是雌雄性功
能表达在时间上的差异，即雌雄异熟(dichogamy)
(Berfin，1993；奇文清等，1998)。花药散粉与柱头
可授期时间间隔和柱头与花药空间间隔分别从时空
上反映了雌雄配子间的生育隔离，但时空上的生育
隔离形式对长花期的植物而言不是十分有效，远不
如自交不亲和或部分自交不亲和来的彻底。对于花
器较大且适宜于去雄操作的植物而言，通过检测其
同株白花交的坐果率应该更有说服力。两种方法与
套袋实验结果基本一致，说明花粉一胚珠比和杂交
指数可以简便检测显花植物的繁育系统，这也与刘
林德等(2002)、肖宜安等(2004)的研究结果相一致。
从套袋实验结果来看，宁夏枸杞的繁育类型大
的范围上应属于专性异交，麻叶系属于特例，不去雄
花前整花套袋，宁杞 1号、大麻叶、小麻叶这些麻叶
系的品中都有一定的坐果率，但显著低于人工同株
异花，由此可说明，在人工栽培过程中，枸杞的自交
亲和水平正在由自交不亲和向 “部分自交亲和”演
变，麻叶系应该是宁夏枸杞家系中的一种“部分自交
亲和(同株异花交坐果率显著优于同株自花交)”的
突变，其自交亲和水平自大麻叶开始在不断的提高。
我们可以推断，正是在自交亲和水平上的这一变化，
使麻叶系的品系能在生产应用的过程中确保产量，
单品系大面积推广，而宁杞 l号则是这一特征的突
出表现。高的自交亲和水平是枸杞新品种能否在生
产上大面积单一品种种植的关键，自交不亲和是诸
多品系落花落果的主要原因。
参考文献：
方炎明．樊汝汶．1996．植物生殖生态学[M]．济南；山东大学
出版社，1-56，12O一123
枸杞研究编写组．1981．枸杞研究[M3／／路安民．中国枸杞属
的分类研究，银川：宁夏人民出版社：1O一20
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