全 文 ：文章编号:1006-1126 (2002)02-0080-04
鹅掌楸属植物花粉生活力的检测
唐　芸
(广西林业学校 , 柳州　545003)
摘　要:用中国鹅掌楸 (Liriodendron chinensis)和北美鹅掌楸 (Liriodendron tulipifera)花粉材料 , 运用多种检
测方法 , 检测花粉的萌发或生活力的情况 , 结果表明:(1)不同方法 , 花粉的萌发情况有很大的差异 , 其中看
护培养的方法效果最佳;(2)看护培养北美鹅掌楸花粉的萌发率约为 90%, 说明本年度花粉和柱头是亲和的 ,
花粉品质良好 。
关键词:鹅掌楸属;花粉;生活力
中图分类号:S718.3　文献标识码:B
　　中国鹅掌楸 (Linodendron chinensis)和北美
鹅掌楸 (Liriodendron tulipifera), 生长迅速 , 树干
通直 , 叶形奇特 , 是优美的庭园绿化树种 , 也是良
好用材树种。自然条件下 , 中国鹅掌楸和北美鹅掌
楸的结实率普遍较低。据有关报道 , 在结实大年
时 , 还不到 30%, 一般年份不到 1%, 尽管目前也
可用营养繁殖方法培育苗木 , 但繁殖成本过高 , 数
量也满足不了需要。因此 , 提高中国鹅掌楸和北美
鹅掌楸的结实率势在必行 。而了解花粉的生活力是
提高结实率研究的前提 , 但目前有关中国鹅掌楸和
北美鹅掌楸花粉的资料不多。本文在了解中国鹅掌
楸和北美鹅掌楸花粉生物学特性的基础上 , 建立起
评估生活力的方法 , 为今后的研究工作打基础。
1　材料和方法
1.1　材料
试验所采用的花粉是中国鹅掌楸和北美鹅掌
楸 , 树龄 33 年 , 生长状况良好 , 从树冠的中上部
采集带花的枝条 , 室内进行水培 , 收集散落的花
粉。
1.2　方法
1.2.1　荧光二醋酸酯 (FDA)检测花粉的生活力
Heslop-Horrison 等 (1970)在植物细胞学中
首次应用 FDA 测定花粉生活力 。经检测得知:本
身不发荧光的荧光素酯能透过细胞膜进入细胞 , 被
活细胞内的酯酶分解而释放出发荧光的荧光素 , 并
保存在细胞膜内 , 而被荧光显微镜检出 , 当细胞失
去酶活力或膜受损伤时 , 即不发荧光。本次观察用
0.5 mL蔗糖溶液 , 将 FDA丙酮液 (5 mg/mL)稀
释 150 倍 , 使之成为 30 μg/mL 的浓度作为染液。
在载玻片上加 1滴 FDA 染液 , 将花粉撒在染液中 ,
静置 5分钟 , 置荧光镜下观察 , 采用 BG 激发滤光
片 , 活细胞呈绿色荧光 , 死细胞无荧光[ 1] 。
1.2.2　液体培养检测花粉的萌发
用荧光二酯酸 (FDA)测定是花粉潜在生活
力 , 但生活力不等于花粉萌发率[ 2] , 为此运用液
体培养方法 , 检测花粉萌发能力 。试验采用不同溶
液蔗糖和硼酸为主要成份 , 并辅以一些硝酸钙 , 组
合设计出 3 种培养液 (表 1), 按表 1 配制的各种
培养液装入 50 mL 三角瓶中 , 分别取 5 mL 于小瓶
内 , 加入花粉送入 25℃恒温箱中培养。
1.2.3　各种成份对花粉萌发的影响
为了测定试验所用的培养液中各种成份对花粉
萌发的影响作用 , 按常用培养液中的主要成份 , 组
合设计出 6 种培养液 (表 2), 装入小烧杯中 , 分
别取少许于载玻片上 , 加入少许柱头组织 , 撒上花
粉 , 送入 28℃的振荡器中培养 。
1.2.4　看护培养
上述检测的方法均用培养液来测定花粉萌发 ,
但有萌发能力的花粉在柱头上不一定能正常萌发。
为此 , 采用了看护培养的方法 , 以检测花粉在柱头
上的萌发情况 。这是一种在雌蕊上切取少许柱头组
织看护花粉萌发的方法 。其操作如下:在载玻片上
按表 1 所配制的 2 号 、 3 号培养液 , 并用水作对
照 , 剥下柱头放入培养液中 , 加入适量的花粉 , 送
入 28℃振荡器中培养 。
第 31 卷　第 2 期
2002 年 6 月 　　　　　　　　　　　　　
广 西 林 业 科 学
Guangxi Forestry Science
　　　　　　　　　　　　　　　Vol.31　No.2
Jun.2002
表 1　各种培养液配方及 pH 值
编号 溶　液　配　方 pH 值
1 硼酸+5%蔗糖+300 mg/ L Ca(NO3)2 6
2 硼酸+10%蔗糖+300 mg/ L Ca(NO3)2 5
3 10%蔗糖 5
表 2　各种成份培养液配方
编号 溶　液　配　方
4 50 mg/ L 硼酸+柱头
5 100 mg/ L 硼酸+柱头
6 50 mg/ L 硼酸+300 mg/ L Ca(NO3)2+柱头
7 300 mg/ L Ca(NO3)2+10%蔗糖+柱头
8 300 mg/ L Ca(NO 3)2+柱头
9 500 mg/ L硼酸+10%蔗糖+柱头
1.2.5　人工授粉 (活体试验)
上述方法均为离体试验测定花粉萌发 , 为更直
观测定花粉在柱头上的萌发 , 检验自然传粉和多种
人工授粉方法的效果 , 应用体视解剖镜 , 直接观察
不同传粉方式下花粉在生活柱头上的萌发情况 , 并
以柱头上有萌发花粉为指标 , 计算出一朵花在有萌
发花粉柱头/全部柱头的比值 。
2　观察结果
各种测定花粉生活力方法的结果
2.1　荧光二醋酸 (FDA)检测花粉生活力
经过荧光显微镜统计 , 中国鹅掌楸为 37%
(79/216), 北美鹅掌楸为 32%(68/212)。说明中
国鹅掌楸的花粉生活力略高于北美鹅掌楸的生活
力。因此 , 推测中国鹅掌楸花粉的品质比北美鹅掌
楸花粉的品质好。
2.2　液体培养花粉的萌发
在培养到 15 、 19 、 23 个小时取样观察 , 统计
花粉的萌发率 。萌发花粉管长度达到花粉粒本体宽
度的一半为标准[ 3] , 结果见表 3。
表 3　中国鹅掌楸花粉在各种培养液中的萌发率
编　号 时　　　　　　　　　间
15 (天) 19 (天) 23 (天)
1 3% (5/145) 8% (11/ 180) 7%(15/ 202)
2 9%(12/130) 17%(30/ 173) 10%(11/115)
3 <1% 只有 3 个 <1%
　　从表 3可知:同种花粉在 1 , 2两种培养液条
件下 , 花粉萌发较好 , 其中 2号液最佳 , 其最高萌
发率约为 17%。
2.3　各种成份对花粉萌发的效果
培养到 2个小时 , 取出观察 , 统计花粉的萌发
率 , 结果见表 4 。
表 4　北美鹅掌楸花粉在各种成份培养液中的萌发率
培　　　　养　　　　液 萌　　发　　率
50 mg/ L 硼酸+柱头 3%(5/ 145)
100 mg/ L 硼酸+柱头 <1%
50 mg/ L 硼酸+300 mg/ L Ca(NO3)2+柱头 极个别萌发
300 mg/ L Ca(NO 3)2+柱头 无萌发
300 mg/ L Ca(NO3)2+10%蔗糖+柱头 极个别萌发
50 mg/ L硼酸+10 蔗糖+柱头 11%(30/267)
　　由表 4可见 , (1)不含硼的营养液中 , 几乎没
有萌发的花粉 , 这表明 , 硼是北美鹅掌楸花粉萌发
的必要元素;(2)北美鹅掌楸在含有硼和蔗糖的两
种成份中 , 萌发率相对较高。因此 , 蔗糖对花粉萌
发有重要的营养作用。
2.4　看护培养
在培养到一定时间 , 取样观察统计花粉的萌发
率结果见表 5。
81第 31 卷　　　　　　　　　　　　　　　　　广 西 林 业 科 学
表 5　不同花粉在培养液中的培养
培　　养　　液 花粉类型 萌发率
50 mg/L 硼酸+10%蔗糖
+300 mg/ L Ca(NO 3)2
中国鹅掌楸花粉 53%(67/ 125)
北美鹅掌楸花粉 90%(135/150)
10%蔗糖 中国鹅掌楸花粉 个别萌发北美鹅掌楸花粉 刚起动
水 中国鹅掌楸花粉 5%(6/ 110)
北美鹅掌楸花粉 个别萌发
　　由表 5可知:两种花粉在 50 mg/ L 硼酸+10%
蔗糖+30 mg/ L Ca(NO3)2 培养液中的萌发率比较
好;而没有硼或单独有蔗糖的培养液中几乎无萌
发 , 这表明硼可以大幅度提高花粉在柱头上的萌
发。
2.5　人工授粉
人工授粉和自然传粉下 , 花粉的萌发状况良好
(结果见表 6)。
表 6　人工授粉和自然传粉
传粉方式 中国鹅掌楸柱头 北美鹅掌楸柱头
人工授粉
喷 2 号液 74% 69%
喷水 90%
干态下 66%
自然传粉 64% 61%
　　人工授粉时 , 喷洒水溶液的柱头上花粉的萌发
比干态柱头上花粉的萌发情况要好 , 在本年度花粉
和柱头是亲和的 , 花粉的品质良好 。建议在人工授
粉时 , 喷洒合适的培养液 , 可以提高花粉在柱头上
的萌发率 。
3　问题与讨论
3.1　花粉品质的检验
一般认为中国鹅掌楸和北美鹅掌楸结实率低的
原因之一 , 是花粉品质不好。本次试验中 , 运用看
护培养技术 , 检测出花粉萌发率 , 中国鹅掌楸为
53%, 北美鹅掌楸为 90%, 这表明本年度的花粉
具有较高的品质 , 将不会成为影响种子结实率的因
素。通过对自然传粉的花粉在柱头上效果调查发
现 , 中国鹅掌楸柱头上的花粉萌发率约为 64%,
北美鹅掌楸柱头上花粉的萌发率约为 61%, 说明
在本年度内 , 传粉情况良好 , 并且花粉与柱头表面
基本是亲和的。
3.2　各种成份柱头的看护培养和人工授粉
液体培养是检测花粉萌发率的常用方法[ 3] 。
据此 , 我们参照常用培养中基本成份设计 6种不同
培养液 (见表 4)进行花粉培养 , 结果发现花粉的
萌发状况不好 , 说明在试验中所用培养液对花粉的
萌发不适 。运用柱头的看护培养和人工授粉来检测
花粉的萌发情况 , 结果发现:单是柱头 , 花粉的萌
发率并不高 , 加入了助萌剂 , 花粉的萌发状况良
好;花粉在柱头与助萌剂混合作用下 , 有较高的萌
发率 。因此 , 在人工授粉时 , 应先喷施花粉助萌剂
后再授粉 , 以提高花粉在柱头上的萌发率 。
3.3　花粉生活力的检测方法
目前用来检测花粉生活力的技术有 3种 , 即离
体萌发试验 、 活体试验和直接染色[ 2] , 用萌发率
来评定。从实验的情况看来 , 所用液体培养技术检
测中 , 结果不令人满意 , 最高约为 17%, 但运用
看护培养技术 , 可以使萌发率提高到 60%以上 ,
这表明看护培养技术将是检测鹅掌楸花粉品质的良
好方法 , 应在今后进一步研究的基础上大力运用。
在本次实验中 , FDA 法的结果不尽满意 , 该检验
值中国鹅掌楸为 37%, 北美鹅掌楸为 32%。按理
论花粉的生活力应高于离体萌发试验和活体试验的
萌发率 , 可结果出现了矛盾 , 出现这种相反现象的
原因 , 推测有二方面:一方面 , 用荧光显微镜观察
时 , 观察的时间太长 , 因观察的时间必须在 10 分
钟之内进行 , 不然花粉粒在介质中活力减弱 , 荧光
就会变淡;另一方面 , 此种染色方法 , 因树种而
异。鹅掌楸花粉也许不宜用此法染色 。至于其它的
原因 , 有待进一步研究 。
参考文献
[ 1] 孙敬之.植物细胞学研究方法 [ M] .北京:科学出版
社 , 1987.
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社 , 1982.
[ 3] 王章荣 , 秦国峰 , 陈天华.马尾松种子园建立技术论
文集 [ C] .北京:学术书刊出版社 , 1990.
82 唐　芸:鹅掌楸属植物花粉生活力的检测　　　　　　　　　　　　　　　第 2 期