全 文 ：3种野生葱属植物花粉活力和
柱头可授性研究
赵金花 ,李青丰 ,那仁图雅 ,斯 琴
(内蒙古农业大学生态环境学院 ,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘要:采用 TTC 法 、孢粉染色法及联苯胺—过氧化氢法 ,从花粉活力 、花粉可育性及柱头可授性方面研究了
蒙古韭 Allium mongolicum 、碱韭 A .poly rhizum 和细叶韭A .tenuissimum 3 种野生葱属植物的传粉生物学
特征 。结果表明:3 种野生葱属植物的花粉活力和可育率均较高 , 分别为蒙古韭 73.40%±2.94%,
79.44%±2.83%;碱韭 71.23%±4.39%, 84.32%±1.63%;细叶韭 80.62%±4.11%, 70.93%±4.86%。
三者花粉活力下降快 ,花粉寿命约为 8 h ,最佳传粉期为开花后 3～ 4 h。三者的柱头均具较高的可授性 , 可
授性持续 5 d 左右 , 最佳授粉期为 2 d 左右。
关键词:蒙古韭;碱韭;细叶韭;花粉活力;花粉可育性;柱头可授性
中图分类号:Q944.42　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2010)04-0093-04
＊ 　葱属 All ium 为百合科植物 ,世界约有 700多
种[ 1] ,广布于欧洲 、亚洲 、北美洲地区 ,为北温带分
布属 ,以亚洲和欧洲分布居多。我国约有葱属植
物 110种 ,全国各地均有分布 ,以西北和西南地区
的山地分布种数最多[ 2] 。葱属植物为多年生草
本 ,常有葱蒜气味 ,具圆柱状至球状鳞茎[ 3] ;多数
为优良牧草 ,有很高的饲用价值 ,对牲畜抓膘 、育
肥和防病 、治病有重要作用。有些葱属植物具有
保健作用 ,可以开胃 、消食 、杀虫 、入药 ,其中含有
大量生物活性的甾体化合物和黄酮化合物 ,对于
防治心血管疾病和抗肿瘤有一定的疗效[ 4-5] 。
传粉是种子植物受精的必经阶段 ,传粉系统
由花粉 、柱头和传粉媒介 3个部分组成[ 6] 。传粉
过程始于花药开裂和成熟花粉的散出 ,携带着雄
配子或其前体的花粉粒被暴露在干燥条件下 ,必
须在具有活力时到达适宜的接受柱头 。因此 ,花
粉的活力与寿命 、柱头的可授性便成为传粉生态
学所必须研究的内容[ 7] 。近年来 ,花粉活力与寿
命及柱头可授性的研究已经引起了不少学者的重
视 ,并分别对树木 、花卉和药用植物的花粉生活力
和柱头可授性开展了大量的研究[ 8] ,对葱属植物
雄性器官的研究主要有花粉母细胞减数分裂及小
孢子发生[ 9-12] 、雄配子体发育[ 11 , 13-15] 、花药解剖结
构[ 5 , 16-17] 及花粉形态[ 5 , 18] 等内容 。此外 , 叶律
等[ 19]从韭菜花粉粒中分离出了精细胞 ,汪妮等[ 20]
对韭菜花粉生活力测定方法进行了探索 。但对葱
属植物的花粉活力和柱头可授性的研究目前尚未
见报道。本研究以 3种野生葱属植物为材料 ,对
其花粉活力 、花粉可育率及柱头可授性进行研究 ,
为野生葱属植物的繁殖提供理论依据。
1　材料与方法
1.1 材料　试验材料为蒙古韭 A.mongolicum 、
碱韭 A.poly rhiz um 和细叶韭 A .tenuissimum 。
2007年夏季将以上 3 种葱属植物从内蒙古自治
区锡林郭勒盟苏尼特左旗满都拉图镇整株挖回后
移栽到内蒙古农业大学牧草试验地 ,为 2008年测
花粉活力时备用。试验采集地为野生草原植被类
型 ,该处属荒漠草原 ,地势平坦 ,土壤为沙土 ,植被
为蒙古韭群落 ,其中碱韭较多 ,细叶韭稀少。
27 卷 04 期
Vol.27.No.04 草　业　科　学PRATACULTURAL SCIENCE 93-9604/ 2010
＊收稿日期:2009-09-25基金项目:西部地区特色植物种质资源数据平台项目(505016)作者简介:赵金花(1975-),女(蒙古族),内蒙古兴安盟人 , 讲师 ,博士 ,从事植物解剖与植物繁殖生态学研究。
E mai l:zhaojinhua9709@126.com通信作者:李青丰
1.2 方法
1.2.1花粉活力检测　参照 T TC(2 , 3 , 5-t riphe-
nyl tetrazo lium chlo ride)法[ 21-22] 测定花粉的活力
和寿命。具体方法是:将散出不同时间的花粉撒
在载玻片上 ,滴加含 0.5%TTC 的蔗糖溶液 ,迅
速盖上盖薄片 ,置入内有湿滤纸的平皿中 ,连同平
皿放置在 40 ℃黑暗条件下。40 min 后 ,在显微
镜下观察染色结果 ,有活力的花粉被染成红色 ,没
有活力的花粉不被染色。观察 2 ～ 3个制片 ,每片
取 5个视野 ,花粉活力的统计为 10 ～ 15个视野的
平均值。
1.2.2 花粉可育率测定　参照陈家瑞[ 23] 的孢粉
染色法。在每种葱属植物随机选取 20株 ,再从中
任选 20朵花 ,花药成熟后刚开始散粉时 ,将各小
花的花粉轻弹于铺有硫酸纸的培养皿中 ,然后用
毛笔轻沾 20朵小花的混合花粉并弹于载玻片上 ,
滴 1 ～ 2滴孔雀绿-酸性品红 -桔红 G(Gmala-
chi te g reen-aid fuchsin-orange G)染液后制片 ,在
光学显微镜下取 3个视野观察并计数 ,做 10次重
复。可育花粉壁绿色 ,原生质红色;败育花粉无原
生质 ,只有壁被染上绿色 。
可育率 =可育花粉数/观测花粉总数 ×
100%。
1.2.3柱头可授性的检测　用联苯胺 —过氧化氢
法[ 8 , 21]测定柱头可授性 。具体方法是:在盛花期 ,
中午标记数百个刚开的花朵 ,之后每天中午采开
花后不同时间的花朵 ,将其柱头(每种任选 20个)
放入含有联苯胺-过氧化氢反应液(1%联苯胺∶
3%过氧化氢∶水=4∶11∶22 ,体积比)的血球计
数板上。若柱头具可授性 ,则柱头周围的反应液
呈现蓝色并有气泡出现。测定持续到柱头可授性
消失为止 。
2　结果与分析
2.1 花粉活力检测结果　花粉有无活力或活
力的高低对雌蕊授粉成功率有直接的影响 。经
检测 , 3种野生葱属植物的花粉活力有所不同
(表 1)。
表 1　3 种葱属植物的花粉活力
开花时间
(h)
花粉活力(%)
蒙古韭 碱韭 细叶韭
1 73.40±2.94 71.23±4.39 80.62±4.11
2 62.86±5.83 69.39±3.87 72.64±4.59
3 56.21±5.46 62.52±3.31 59.64±3.85
4 47.68±6.93 48.62±3.17 54.92±2.50
5 50.59±2.95 43.20±2.48 46.84±5.31
6 52.31±5.65 45.69±3.24 37.83±6.06
7 36.18±3.11 30.48±1.68 29.86±1.19
8 21.19±3.06 22.17±2.05 21.35±2.49
　　从表 1可以看出 ,在开花初期 3 种野生葱属
植物的花粉活力均较高 ,在 70%以上。随着时间
的推移 ,花粉活力均缓慢下降 ,至开花后 4 h 蒙古
韭和碱韭的花粉活力下降至 50%以下;而细叶韭
的花粉保持较高的活力 ,至开花后 5 h 才下降至
46%。但不论哪种葱属植物的花粉 , 8 h 之后仅
有少量花粉具有活力 ,因此 , 3种野生葱属植物的
花粉寿命约 8 h 。在观察过程中还发现 ,开花时
间越长 ,则浅红色花粉粒所占比例越大 ,说明花粉
虽然具备活力 ,但随着开花时间的延长活力变弱。
2.2 花粉可育率检测结果　3种野生葱属植
物花粉的可育率均较高(表 2),其中碱韭最高 ,细
叶韭的最低 ,蒙古韭在两者之间。试验还发现 ,可
表 2　3 种葱属植物的花粉可育率
种类 花粉总数 不育花粉数 可育花粉数 不育率(%) 可育率(%)
蒙古韭 763 143 620 20.56±2.83 79.44±2.83
碱韭　 601 85 516 15.68±1.63 84.32±1.63
细叶韭 530 145 385 28.46±4.61 70.93±4.86
94 PRATACULTURAL SCIENCE(Vo l.27.No.04) 04/ 2010
育花粉粒大 ,充实饱满;不育花粉粒较小 ,具充实
饱满或形状不规则 2种类型。
2.3 柱头可授性检测结果　3种野生葱属植
物的柱头从开花当天直至第 5 天均有可授性 ,其
中开花第 1天可授性最强 ,之后随着开花时间的
延长变弱 ,到第 6天时柱头变褐 ,过氧化物酶活性
减弱至无 ,柱头失去活性(表 3)。
表 3　3种葱属植物的柱头可授性
开花天数(d) 蒙古韭 碱韭 细叶韭
1 +++ +++ +++
2 ++ ++ ++
3 + -/ + -/ +
4 -/ + -/ + -/ +
5 -/ + -/ + -/ +
6 - - -
　注:-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;+示柱头具可授性;++示柱头可
授性较强;+++示柱头可授性最强。
3　讨论与结论
花粉活力指雄配子体在花粉管中的生长能
力 ,而花粉育性是指受精(成活潜力)的能力[ 24] 。
本研究的 3种野生葱属植物的花粉活力和可育率
均较高 。花粉是花粉母细胞经过减数分裂产生的
小孢子直接发育的产物 ,所以在减数分裂的过程
中 ,染色体所有的变化和不规则的出现对花粉可
育性都将产生影响[ 24] 。栾兆水等[ 9] 对细叶韭花
粉母细胞的减数分裂研究表明:异常减数分裂行
为频率极低 。但本研究中细叶韭的花粉可育率只
有 72.64%,其原因尚待深入研究 。
在自然条件下 ,绝大多数植物花粉的寿命都
较短。花粉寿命的长短 ,一方面由遗传因素决定 ,
另一方面也受环境的影响 。小豆花粉生活力的研
究表明 ,低温 、干燥和无氧条件减弱花粉的代谢作
用 ,花粉能较长时间保持生活力;而高温 、高湿和
有氧条件下 ,花粉代谢活跃 ,营养物质消耗 ,酶活
性衰退 ,生活力容易丧失[ 25] 。对 3种野生葱属植
物而言 ,生长在高温 、多风及干燥等气候特征的荒
漠草原上花粉活力下降快 , 8 h 后花粉基本失去活
力 。这对葱属植物进行人工育种时选择父本具有
重要的参考价值 。
柱头可授期是花朵成熟过程中的一个重要时
期 ,它能在很大程度上影响自花传粉率 、开花不同
阶段的传粉成功率 、各种传粉者的相对重要性 、雄
性和雌性功能之间的相互干扰 、不同基因型的花
粉之间的竞争以及配子体选择的机会等等[ 21] 。
不同植物的柱头可授期所持续的时间从几小时到
十几天不等[ 7] 。对 3 种野生葱属植物而言 ,柱头
在开花后 2 d内具有较强可授性 ,且可授性能持
续 5 d左右。
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Study on pollen viabil ity and stigma receptivity of three species of All ium
ZHAO Jin-hua , LI Qing-feng , Narentuya , SI Qin
(Co llege of Ecolog y and Environmental Science ,
Inner M ongolia Ag ricultural U niversity , Huhho t 010019 , China)
Abstract:TTC (2 ,3 , 5-t riphenyl tet razolium chloride)method , po llen staining method and Benzidine-
H 2O2 me thod w ere used to study the pollination characterist ics of 3 w ild species(Allium mongolicum ,
A.poly rhizum and A.tenuissimum)in terms o f pollen viability , pollen fer tility and stigma recept ivi-
ty .The resul ts show ed that all the 3 plants had high pollen viability and po llen fer tility .Pollen viabil-
i ties w ere 73.40%±2.94%, 71.23%±4.39% and 80.62%±4.11% for A.mongol icum , A.
polyrhiz um and A.tenuissimum , respectiv ely , and the pollen fer tilities were 79.44%±2.83%,
84.32%±1.63 and 70.93%±4.86% respectively.The pol len viabi li ties decreased quickly and pol len
longevities w ere about 8 hours for 3 plants.Optimal pollinat ion time w as 3 to 4 hours af ter f low ering.
The stigma receptivi ty of 3 plants w as around 5 day s.Optimal rpollination period lasted around 2
days.
Key words:Allium mongolicum ;A.poly rhizum;A.tenuissimum;po llen viability;pollen ferti li ty;
st igma receptivity
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