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中国栗属植物花粉萌发特性研究



全 文 :Vol. 31 No.1
Mar. 2013
第 31卷 第 1期
2013年 3月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期:2012-11-09
基金项目:国家林业局林业公益性行业科研专项经费项目 (201104025-5);山东省农业良种产业化开发项目 (2010LZ10-04、2011LZ10-04)。
作者简介:田寿乐(1977—),男,河北沧州人。助理研究员,硕士,主要从事果树育种与结实生理研究。E- mail: tslxxm77@126.com。
中国栗属植物花粉萌发特性研究
田寿乐,孙晓莉,沈广宁,许 林
(山东省果树研究所,山东 泰安 271000)
摘 要:为探讨栗属植物花粉种质资源保存和利用方式,以中国栗属植物4个种的花粉为材料,采用室内培养方法,
研究了不同花粉萌发率的变化规律。结果表明:4种栗属植物花粉形状基本一致,均为长椭圆形,经 P×E测算,
花粉粒大小依次为板栗、茅栗、锥栗、日本栗。4种花粉萌发对培养基糖类的种类及其浓度具有选择性,萌发率
均以 5%糖类浓度最高,并随糖类浓度的增大而显著降低;经 5%浓度糖类处理后,板栗、日本栗和锥栗花粉在
砂糖培养基上萌发率最高,而茅栗在蔗糖培养基上萌发率最高。在 30~ 36 ℃下,4种花粉均保持较高萌发率,
其中板栗、茅栗和锥栗的萌发率在 33 ℃时达到最高,而日本栗在 30 ℃时达到最高。栗属花粉萌发需要较长时间,
培养至 36 h各花粉萌发率均达到最大值,其中 24 h内 4种花粉萌发率迅速增加,超过 24 h后萌发率变化不大,
萌发数量明显减少。4种花粉经 12 h自然干燥后萌发率达到最高,干燥 24 h其花粉萌发率仍然保持在 67%以上,
超过 24 h后快速下降,因此干燥时间不宜超过 24 h。栗属 4种花粉萌发集体效应明显,其萌发率均随花粉密度
增大而快速提高,当花粉密度达到 550粒 /视野时,各种花粉萌发率均达最大值,其中日本栗最高,达 79.5%。
4种花粉在- 20 ℃的贮藏环境里其萌发率明显高于- 70 ℃和 0 ℃低温,经 30 d贮藏后萌发率均保持 69%以上,
其中板栗最高,达 78.6%,其次为茅栗、日本栗和锥栗。
关键词:栗属;板栗;日本栗;茅栗;锥栗;花粉;萌发率
中图分类号:S664.2 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2013)01—0075—06
Characteristics of Castanea pollen germination in China
TIAN Shou-le, SUN Xiao-li, SHEN Guang-ning, XU Lin
(Shandong Pomology Institute, Tai’an 271000, Shandong, China)
Abstract: In order to research pollen preservation and utilization methods in Castanea, changes of pollen germination
rates were studied by the method of indoor culture, applying four species of Castanea in China as material. The results
show that the shapes of the four species are the same basically long-elliptic. By P×E measure and calculation, the order
of the four species based on pollen size is C. mollissima,C. seguinii,C. henryi, C. crenata. Pollen germinations of the
four species have selective on kinds and concentration of sugar in media. Germination rate is the highest in medium with
5% sugar, and is signifi cantly decreased with concentration rising of sugar. Pollen germination rates of C. mollissima,
C. crenata and C. henryi are the highest in medium with 5% granulated sugar than in other media, while that of C.
seguinii is the highest in medium with 5% sucrose. The four species keep higher pollen germination rates at 30-36 ℃ ,
and that of C. mollissima, C. seguinii and C. henryi are the highest at 33 ℃ , as well as that of crenata at 30 ℃ . Pollen
germination of Castanea need longer period. Pollen germination rate is increased quickly within 24 hours, and then no
obviously changes with the number of pollen germination reducing, and it reaches the top while cultured about 36 hours.
Germination rate gets the highest by natural drying for 12 hours, and still keeps over 67% by natural drying for 24 hours,
but declines rapidly by natural drying over 24 hours, so natural drying time can not be over 24 hours. Pollen collective
effect is obvious, germination rate is increased rapidly with pollen density rising. Germination rate reaches the highest
levels as pollen density is 500 per visual fi eld, and that of C. crenata is the highest and up to 79.5%. germination rate is
obviously higher at -20 ℃ of storing temperature than that at -70 ℃ and 0 ℃ . After storing for 30 days at -20 ℃ , pollen
germination rates of the four species keep over 69%, and that of C. mollissima is the highest, followed by C. seguinii, C.
crenata and C. henryi in order.
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.01.019
76 第 1期田寿乐,等:中国栗属植物花粉萌发特性研究
花粉是植物种质的形式之一,具有丰富的遗
传多样性,因其含有该物种的所有基因类型,已
被广泛用于种质保存、交换以及新种质创新等研
究领域,如在解决杂交育种中花期不遇问题和开
展异地授粉、定向育种工作时具有很强的可操作
性。但在自然条件下,许多花粉的寿命非常短,
各种环境因素如温度、湿度、水分、大气成分、
大气压力等均可影响花粉活力。Beny等人 [1]发
现,高浓度的 CO2(800 μmol·mol-1)能缓和由于
高温而造成的花粉活力下降,但 O2则有相反的作
用。另外,由于种质间的遗传差异性,花粉萌发
特性千差万别,因此给种质保存及创新带来困难。
板栗 Castanea mollissima Bl.、日本栗 C. crenata
Sieb. & Zucc.、 茅 栗 C. seguinii Dode 和 锥 栗 C.
henryi Rehd. & Wils.同属山毛榉科 Fagaceae 栗属
Castanea,是我国栗属植物的主要种,在我国均有
大范围的分布,在部分地区常处于混生状态。据
报道,栗属不同种的植物可相互杂交,并产生了
自然杂交种,如‘曹苟栗’[2]、‘利平栗’[3]等。
为深入利用我国现有栗属植物的优势资源,实现
新种质创新,开展对栗属花粉的研究尤为必要和
迫切,但目前有关栗属花粉特性等基础性研究的
报导甚少,相关研究多集中于新品种选育、栽培
技术及采用处理等应用领域。文中以中国栗属 4
个种的花粉为材料,研究了不同培养条件对花粉
萌发率的影响,以期为栗属花粉的长期保存和种
间杂交授粉提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为板栗、日本栗、茅栗和锥栗在盛
花期的花粉,均采自山东省果树研究所板栗资源
圃里的实生树,树龄 5~ 8年,生长正常。
1.2 试验方法
试验于 2011年 5月至 2012年 5月进行。雄
花序当天采集后阴干晾晒 12 h,然后放入干燥器
内于 0、- 20、- 70 ℃下保存备用。对培养基糖
类组分及质量浓度、培养温度、培养时间、干燥
时间、播散密度及贮藏温度进行单因素筛选。设
置 9种固体培养基,各组分及配比如表 1所示,
高温灭菌充分冷却后接种花粉。培养温度设置为
5个水平:24、27、30、33、36 ℃;花粉干燥采
用室内自然晾晒法,设置 5个水平:0、12、24、
36、48 h;花粉播散密度设置 4个水平:(100±10)
粒 / 视野、(250±25)粒 / 视野、(400±40)
粒 /视野、(550±55)粒 /视野;培养时间设置
6个水平:6、12、18、24、30、36 h;贮藏温度
设置 3个水平:0、- 20、- 70 ℃。培养过程中
各处理光照强度均设定为 12×103 Lux。各单因素
试验均在其它因素最优情况下进行。花粉萌发以
花粉管长度超过花粉赤道轴长度的 1倍为准。用
Olympus-CH显微镜 40×物镜下测量萌发前花粉
极轴和赤道轴长度,50个重复。每处理设置 3个
玻片,每个玻片随机观测 5个视野。
表 1 培养基处理及组分
Table 1 Treatments and compositions of media
培养基编号
Medium No.
组分 Composition
糖类 Sugar 硼酸 Boric acid /% 琼脂 Agar /%
Ⅰ 5%蔗糖 0.1 0.5
Ⅱ 10%蔗糖 0.1 0.5
Ⅲ 15%蔗糖 0.1 0.5
Ⅳ 5%葡萄糖 0.1 0.5
Ⅴ 10%葡萄糖 0.1 0.5
Ⅵ 15%葡萄糖 0.1 0.5
Ⅶ 5%砂糖 0.1 0.5
Ⅷ 10%砂糖 0.1 0.5
Ⅸ 15%砂糖 0.1 0.5
CK 水 0.1 0.5
1.3 数据处理
采用 SPSS13.0统计软件进行单因素方差分析
(LSD法);制图采用 Excel 软件。显著性水平
设定 α=0.05。
2 结果与分析
2.1 花粉形态
栗属 4种花粉形态特征如表 2所示。由表 2可
知,4种栗属植物花粉形状基本一致,均为长椭圆形,
极轴 15.1~ 21.5 μm,赤道轴 5.6~ 9.7 μm;外壁
轮廓较平滑,具3条萌发沟,沟细长,并延伸至两极,
花粉管着生在萌发沟中部,仅从形态上 4种花粉
难以区分。经 P×E测算,花粉粒大小依次为板栗、
茅栗、锥栗、日本栗,其中板栗花粉极轴和赤道轴
长度分别达到 19.6 μm和 8.4 μm,均显著高于其它
3种栗属花粉,这与马常耕等人 [4]的描述基本一致。
Key words: Castanea; C. mollissima; C. crenata; C. seguinii; C. henryi; pollen; germination rate
77第 31卷 经 济 林 研 究
茅栗 P/E值为 2.2,略小于其它 3种栗属花粉,形
态上表现为稍细长。
2.2 培养基糖类组分及浓度对栗属花粉萌发率的
影响
糖类不仅为细胞生长提供 C元素,而且在用
固态培养基进行花粉培养时还起到维持细胞水势
的作用,避免了花粉因过度吸水而导致膨胀,并
影响到萌发。本实验不同培养基组分及配比对栗
属花粉萌发率的影响如表 3所示。从表 3分析可知,
在无添加任何糖类组分的情况下,对照组栗属花
粉均处于极低的萌发率,且花粉粒膨胀严重,P/E
可达 1.1,近似圆球形。培养基糖类浓度对花粉萌
发率影响非常明显,4种栗属花粉均以 5%浓度水
平萌发率最高,其次为 10%和 15%浓度水平,表
现为萌发率随糖类浓度的升高而降低,同时表明
栗属花粉萌发对最佳糖类浓度的选择性趋于一致。
试验表明,不同糖类组分对栗属花粉萌发率的影
响较为复杂,以 5%浓度水平为例,板栗和日本栗
花粉在砂糖培养基上的萌发率最高,葡萄糖培养
基上最低;锥栗在砂糖培养基上萌发率也最高,
但在蔗糖培养基上最低,二者相差达 13.2%;茅栗
在蔗糖培养基上萌发率最高,在葡萄糖培养基上
最低,二者相差 6.0%。在蔗糖组分下,板栗花粉
在 5%浓度水平的萌发率最高,达到 81.5%,显著
高于 10%和 15%浓度水平 ,这与结果夏仁学 [5]
在板栗上的研究相似,但与谢治芳 [6]的研究结果
存在一定差异。由此可见,在糖类 5%浓度水平,
4种花粉均保持了较高萌发率,其中砂糖可作为板
栗、日本栗和锥栗花粉培养的首选糖类组分,蔗
糖则可作为茅栗的首选糖类组分。
表2 4种栗属植物花粉的形态特征†
Table 2 Pollen morphology of the four species in Castanea
花 粉
Pollen
花粉形态 Pollen morphology
形状 Shape 极轴 Polar axis /μm 赤道轴 Equatorial axis /μm P/E
板栗 C. mollissima 长椭圆 19.6 a(17.4~ 21.5) 8.4 a(6.3~ 9.6) 2.3(1.9~ 2.8)
日本栗 C. crenata 长椭圆 16.8 c(15.3~ 17.8) 7.2 c(5.8~ 8.6) 2.3(1.8~ 3.3)
茅栗 C. seguinii 长椭圆 18.3 b(16.3~ 20.1) 8.3 a(6.8~ 9.7) 2.2(1.8~ 3.0)
锥栗 C. henryi 长椭圆 17.7 b(15.1~ 19.8) 7.7 b(5.6~ 9.3) 2.3(1.6~ 2.8)
† 同列不同小写字母表示差异显著(P<5%),表3和表4中的小写字母表示的意义与此相同。
Different lowercases in the same column mean significant difference at 0.05 level. The same as below.
表 3 不同培养基对4种栗属植物花粉萌发率的影响
Table 3 Effect of different media on pollen germination rates of the four species in Castanea %
花粉来源
Source of pollen
培养基类型 Medium type
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ CK
板栗 C. mollissima 81.5 a 37.2 a 7.6 a 75.3 a 26.7 a 5.6 a 83.4 a 36.2 a 8.7 a 0.5 a
日本栗 C. crenata 70.4 c 20.6 c 5.3 b 66.1 c 18.6 b 2.1 c 75.3 c 22.8 d 7.9 b 0.2 a
茅栗 C. seguinii 79.5 b 36.7 a 6.7 a 73.5 b 25.8 a 1.8 c 77.3 b 34.2 b 5.8 d 0.3 a
锥栗 C. henryi 70.3 c 26.8 b 3.4 c 75.5 a 19.8 b 4.2 b 83.5 a 28.9 c 6.7 c 0.1 a
2.3 培养温度对栗属花粉萌发率的影响
植物花粉萌发所需温度是由自身生理特征决
定的,只在适宜的温度区间具有较高萌发率,且
这个温度区间因物种不同相去甚远。一般在早春
开花的植物其花粉萌发所需温度较低,如榛子花
粉萌发仅需 10 ℃ [7],风信子品种‘安娜玛丽’花
粉离体培养最适温度为 15 ℃ [8],大樱桃花粉萌发
的适宜温度为 18~ 25 ℃ [9]。板栗等 4种栗属植物
盛花期一般在 5月底至 6月上中旬,期间气候炎
热干燥,显然栗属花粉萌发已适应这种气候特点。
室内不同培养温度对栗属花粉萌发率的影响如图 1
所示。4种花粉在 24 ℃时基本不萌发,在 27 ℃萌
发率保持在较低水平,约 10%~ 17%。当温度由
27 ℃上升至 30 ℃时,各种花粉萌发率均大幅提高,
其中日本栗萌发率达到最大值 73.1%,此后随温度
升高呈缓慢下降趋势。结合日本栗盛花期较早的特
点,可初步判断日本栗花粉萌发特点可能与其盛花
期温度稍低有关。当培养温度上升至 33 ℃时,板栗、
茅栗和锥栗萌发率均达到最高,分别为 78.0%、
77.3%和 76.8%,这一结果与夏仁学 [5]在板栗上的
研究略有差异,符合郑诚乐 [10]对锥栗的试验结果。
经上述分析可知, 30~ 36 ℃较适宜栗属花粉萌发,
且 4种栗属花粉萌发率均保持在 50%以上。
2.4 培养时间对栗属花粉萌发率的影响
植物花粉萌发所需时间存在很大差异,少则十
几分钟,多则几十小时。枣花粉萌发速度较快,在
78 第 1期田寿乐,等:中国栗属植物花粉萌发特性研究
适宜温度下培养 0.5 h萌发率即在 60%以上 [11]。梨
在适宜条件下培养 3 h萌发率达到 67%以上 [12];
桃花粉萌发率在培养前 3 h内上升最快,3~ 5 h
上升趋势减弱,5 h后基本停止 [13]。培养时间长短
对栗属花粉萌发率的影响如图 2所示,栗属花粉
萌发需要较长时间,在整个培养过程中,各种花
粉萌发趋势基本相同,萌发率均呈“S”型曲线增
长。从图 2可以看出,在 0~ 6 h内各种花粉萌发
率均处于较低水平,至 6 h时萌发率最高也不超过
10%;在 6~ 24 h内,随着培养时间延长,各种
花粉萌发率大幅上升,其中板栗增长幅度最大,
每小时增长率达到 3.6%;在 24~ 36 h内 4种花
粉萌发速率放缓,花粉萌发数量较前期明显减少。
培养至 36 h,各种花粉萌发率达到最大值,板栗
萌发率最高,为79.6%,其次为日本栗、锥栗和茅栗。
其实质是影响花粉自身含水量,适度干燥可提高
萌发率,而过度干燥则导致萌发率下降。干燥时
间长短对栗属花粉萌发率的影响如图 3。采后未经
干燥的 4种栗属花粉萌发率均在 70%左右,经过
12 h晾晒后,4种花粉萌发率均有所上升并达到最
高,其中板栗花粉萌发率上升幅度最大,较未干燥
处理提高了 8.4%,日本栗上升幅度最小,提高了
3.3%。干燥时间超过 12 h后,各种花粉萌发率呈明
显下降趋势,干燥至 24 h时,4种花粉萌发率下降
至干燥前水平。超过 24 h后,各种花粉萌发率随干
燥时间延长呈加速下降趋势,至 48 h降至最低,
其中日本栗下降速度最快,萌发率降至 29.4%,茅
栗花粉萌发率稍高于其它 3种,但也仅为 39.2%。
图 1 培养温度对栗属花粉萌发率的影响
Fig. 1 Effect of culture temperature on pollen germination
rate in Castanea
图 2 培养时间对栗属花粉萌发率的影响
Fig. 2 Effect of culture time on pollen germination rate
in Castanea
2.5 干燥时间对花粉萌发率的影响
花粉干燥是花粉贮藏过程中必不可少的环
节,其一有助于花粉从花粉囊中散落,其二可降
低花粉中的水分,利于干燥保存。干燥时间长短
图 3 干燥时间对栗属花粉萌发率的影响
Fig. 3 Effect of drying time on pollen germination rate
in Castanea
2.6 花粉密度对萌发率的影响
花粉萌发具有集体效应,即在一定面积内,
花粉数量越多萌发越好 [14],这一点在栗属植物上
均得到充分体现。不同花粉密度对栗属花粉萌发
率的影响如图 4所示。4种栗属花粉在低密度水平
均保持较低萌发率,密度为 100粒 /视野和 250
粒 /视野时,4种栗属花粉萌发率极低,平均仅达
到在 10%左右,其中日本栗花粉萌发率明显低于
其它 3种;花粉播撒密度增大至 400粒 /视野时,
各种花粉萌发率均显著上升,茅栗萌发率最高,
为 36.0%。当花粉密度达到 550粒 /视野时,4种
花粉萌发数量骤增,萌发率均跃居 65%以上,其
中日本栗最高,达到 79.5%,萌发率较 100粒 /视
野水平时提高了近 98倍。据此可知,花粉密度与
花粉萌发率呈明显正相关,为保证高质量的授粉
受精效果,应尽量提高授粉密度,并且这在人工
杂交育种时尤为重要。
2.7 贮藏温度对花粉萌发率的影响
低温、超低温贮藏是目前花粉保存最常用的
79第 31卷 经 济 林 研 究
方法,已经涵盖了农作物、果树、蔬菜、药材、牧草、
经济作物以及园林植物等 [15-23],对种质资源保存
表 4 贮藏温度对花粉萌发率的影响
Table 4 Effect of storage temperature on pollen germination rate %
贮藏温度
Storage temperature /℃
板栗 C. mollissima 日本栗 C. crenata 茅栗 C. seguinii 锥栗 C. henryi
30.0 d 180.0 d 360.0 d 30.0 d 180.0 d 360.0 d 30.0 d 180.0 d 360.0 d 30.0 d 180.0 d 360.0 d
0 32.4 c 12.5 b 0 c 36.7 b 8.6 b 0.0 c 42.8 b 7.5.0b 0.0 b 36.1 c 7.1 c 0.0 b
-20 78.6 a 43.1 a 21.8 a 70.9 a 52.4 a 30.6 a 76.7 a 45.8 a 25.9 a 69.2 a 36.1 a 15.3 a
-70 43.1 b 16.8 b 9.8 b 32.8 b 11.7 b 8.1 b 48.8 b 8.3 b 0.2 b 45.2 b 14.7 0.9 b
图 4 花粉密度对栗属花粉萌发率的影响
Fig. 4 Effect of pollen density on pollen germination rate
in Castanea
3 讨 论
3.1 栗属花粉形态
中国栗属 4种花粉形态基本一致,具有相
似的萌发孔沟,且花粉管萌发位置均位于萌发
沟中部,其形态与石栎属 Lithocarpus 和锥属
Castanopsis[24]花粉非常相似,在光学显微镜下难
以区分。经 P×E测算,花粉粒大小依次为板栗、
茅栗、锥栗、日本栗。
3.2 影响栗属花粉萌发的因素
对于大多数植物而言,花粉萌发受温度、湿
度、花粉密度、糖类种类等环境因素和自身生理
因素的影响 [25]。糖类物质是花粉萌发及花粉管生
长的重要能量物质,在花粉试验中多采用蔗糖作
为糖类添加物,也有用葡萄糖、乳糖、果糖、麦
芽糖甚至多种糖类混用的报道 [26-27]。本试验探讨
了单糖(葡萄糖)、二糖(蔗糖)及砂糖(含单糖、
二糖、多糖)对栗属花粉萌发的影响。结果表明,
栗属 4种花粉对不同糖类组分及其浓度的选择具
有专一性,在不含糖培养基上各种花粉几乎不萌
发,而在 5%糖类浓度下各种花粉萌发率均显著高
于 10%和 15%的浓度处理,这与赵长星等人 [28]
研究认为大多数树种花粉在 10%蔗糖浓度下发芽
最好的结论具有一定差异。在 5%浓度处理下,板
栗、日本栗和锥栗花粉在砂糖培养基上的萌发率
最高,而茅栗在蔗糖培养基上的萌发率最高,体
现了不同属、种间花粉萌发对能量物质需求的特异
性。高温炎热干燥气候有利于栗属植物花粉的散粉
和萌发,这是自然选择的结果。本研究基于对盛花
期前后温度的模拟试验,发现在 30~ 36 ℃高温下,
栗属 4种花粉均保持较高萌发率,其中中国原产
种板栗、茅栗和锥栗花粉在 33 ℃时萌发率达到最
高,而引入种日本栗在 30 ℃时达到最高,这与日
本栗花期早于其它 3种密切相关。栗属 4种花粉
萌发需要较长时间,培养 36 h后萌发率均达最大
值,其中在 24 h以内萌发率迅速增加,超过 24 h
后萌发率变化不大,萌发数量明显减少,可以确
定授粉后 24 h内是各种栗属花粉萌发能力最强的
阶段。花粉干燥可减少花粉含水量,降低新陈代
谢,起到强制休眠的作用。研究表明,4种花粉干
燥 12 h萌发率达到最大,干燥 24 h其花粉萌发率
仍然保持在 67%以上,超过 24 h后萌发率快速下
降,其主要原因是由于花粉过度失水所致。花粉
的集体效应对于促进花粉萌发具有显著作用,栗属
花粉属于典型的风媒花,体积小、质量轻而且数量
多,花粉萌发具有依赖集体效应的天然优势。许清
和杂交育种意义重大。不同贮藏温度对花粉萌发
率的影响如表 4所示。由表 4分析看出,在相同
低温处理下 4种花粉随贮藏时间延长其萌发率均
有不同程度下降。总体来说,- 20 ℃贮藏效果要
明显好于 0 ℃和- 70 ℃。在- 20 ℃低温下贮藏
30 d时,各种花粉萌发率依然保持在高水平,平
均萌发率高达 73.8%;至贮藏 360 d时,4种花粉
平均萌发率仍达到 23.4%,远高于 0 ℃和- 70 ℃
处理;在此温度下,板栗花粉萌发率月平均下降
幅度最大,为 5.2%,日本栗最小,为 3.7%。
- 70 ℃处理效果稍好于 0 ℃处理,在贮藏至 360 d
时 4种花粉仍有少量萌发。0 ℃处理下各种花粉萌
发率均较低,最主要原因可能是该温度未能有效
抑制花粉呼吸作用,导致能量大量消耗所致,因
此 0 ℃最不适合 4种花粉的长期贮藏。
80 第 1期田寿乐,等:中国栗属植物花粉萌发特性研究
海等人 [29]研究表明,大气中花粉浓度与板栗产量
变化呈正相关。本试验证实栗属 4种花粉萌发率
均随花粉密度的增大而快速提高,当花粉密度达
到 550粒 /视野时,各种花粉萌发率均在 65%以上,
因此在人工杂交育种时,要充分利用花粉集体效
应的特点,通过增加花粉点授数量来提高杂交结
实率。低温贮藏是种质离体保存的重点发展方向,
也是花粉保存的主要方法。由于花粉活力受其基
因型控制,不同物种花粉对各种贮藏条件的反应
有着很大差异 [30],但总体认为低温有力于花粉的
长期贮藏。本试验结果表明,- 20 ℃低温是栗属
花粉较为理想的贮藏温度,在此温度下各种花粉
经数月保存后仍能保持较高萌发率,但要做到连
年保存其效果不容乐观。0 ℃低温贮藏效果最差,
主要原因是在该温度下花粉仍能进行呼吸代谢等
生理活动,加剧了细胞衰老进程,导致花粉活力
快速下降。- 70 ℃低温效果好于 0 ℃,但明显不
及- 20 ℃低温,贮藏 30 d后萌发率均不到 50%,
并随贮藏时间延长快速下降。综合分析,- 70℃
贮藏效果不佳的原因应是多方面的,其一,受花
粉含水量的影响。从已有相关研究结果来看,花
粉含水量是影响花粉超低温保存的重要因子,含
水量越高,冷冻时越容易形成冰晶,使细胞膜受损,
加速花粉死亡。Rajasekharan等人 [31]认为花药的
自然干燥有助于保持最佳的花粉生活力。其二,
受超低温保存过程的影响。花粉超低温保存程序
复杂且专一性强,由花粉采集、干燥、密封包装、
存放、解冻、应用等基本流程构成 [20],任何环节
都会影响其活力。另外,不同种、属间花粉的生
理差异,也是影响超低温保存效果的重要因素。
因此,有针对性的研究花粉在低温、超低温保存
前后的生理生化特征,以及解决超低温贮藏过程
中的技术障碍,仍是今后栗属花粉种质长期保存
的重要课题。
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[本文编校:赵 坤 ]