全 文 :木槿属(Hibiscus)为锦葵科灌木或小乔木,约
220 种,分布于热带和亚热带地区,中国(连栽培
的)约 24 种,大部供观赏用。中国常见的木槿属
植物有木槿、朱槿、木芙蓉、芙蓉葵、玫瑰茄、锦葵
等 [1-3]。
朱槿(原变种)H. rosa-sinensis var. rosa-sinen-
sis,又名扶桑花、大红花、朱槿牡丹,常绿大灌木。
原产中国,分布于福建、广东、广西、云南、四川等
省区。朱槿鲜艳夺目的花朵,朝开暮萎,姹紫嫣
红,在南方多散植于池畔、亭前、道旁和墙边,盆
栽朱槿适用于客厅和入口处摆设。
木芙蓉(原变型)H. mutabilis f. Mutabilis,又名
草芙蓉、大花秋葵,多年生草本植物。原产于北
美,花期 6—8 月,花色丰富艳丽,具有较高观赏
价值。宜栽于河坡、池边、沟边,为夏季重要花卉。
木槿(原变种)H. syriacus var. syriacus,落叶灌
木或小乔木。原产于亚洲东部,夏秋开花,花色艳
丽,作为观赏植物广泛栽种。耐修剪,可做绿篱,
收稿日期:2016-05-30
基金项目:江苏省高等教育教改项目(2015JSJG162);江苏省 2014 年青蓝工程项目(苏教师[2014]23 号)
作者简介:陈岩(1985—),男,安徽歙县人,工程师,硕士,主要从事风景林经营管理和园林植物应用研究。
通讯作者简介:李玉萍(1958—),女,甘肃酒泉人,副教授,博士,主要从事园林植物遗传育种和应用研究。
木槿属 3种植物花粉萌发及贮藏性探讨
程 岩 1,吴春雷 1,李玉萍 2
(1.南京市中山陵园管理局,江苏 南京 210014;2.金陵科技学院 园艺学院,江苏 南京 210038)
摘 要:以木槿属 3种植物的新鲜花粉为材料,探讨花粉萌发培养液组成、贮藏温度和时间对花粉生活力的影响。结果表明:
(1)3种植物花粉萌发的适宜培养基不同,朱槿和木槿适宜培养基为 150 g·L-1蔗糖+10 mg·L-1硼酸+10 mg·L-1无水氯化钙,芙
蓉葵适宜培养基为 200 g·L-1蔗糖+10 mg·L-1硼酸+10 mg·L-1无水氯化钙;(2)3种植物花粉萌发率差别较大,从高到低依次为
芙蓉葵 79.72%,木槿 33.00%,朱槿 19.88%;(3)3种植物花粉活力随贮藏时间的延长而下降,不同的贮藏温度对花粉寿命的影
响不相同,朱槿和木槿花粉适宜 4℃贮藏,均可达 12 d,芙蓉葵花粉适宜-20℃贮藏,可达 14 d。
关键词:木槿属;花粉萌发;培养基;贮藏
中图分类号:Q944.42 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2016.09.007
Study on Pollen Germination and Storage of 3 Species of Hibiscus
CHENG Yan1,WU Chunlei1,LI Yuping2
(1.Management Office of Sun Yat-sen’s Mausoleum, Nanjing,Jiangsu 210014, China; 2.College of Horticulture, Jinling Institute of
Technology, Nanjing, Jiangsu 210038, China)
Abstract: The paper studied the influence of culture medium composition of pollen germination, storage temperature and storage time
on pollen activi ty of 3 species of Hibiscus plant. The results showed that the suitable culture medium of pollen germination of 3
species plant were different, H. rosa-sinensis var. rosa-sinensis and H. syriacus var syriacus. The appropriate medium was composed
of 150 g·L-1 sucrose + 10 mg·L-1 H3BO3 + 10 mg·L-1 CaCl2, for Hibiscus mutabilis f. Mutabilis the suitable culture medium of was
composed of 200 g·L-1 sucrose + 10 mg·L-1 H3BO3 + 10 mg·L-1CaCl2. The difference of pollen germination rate of 3 species was big-
ger, from high to low was Hibiscus mutabilis f. Mutabilis 79.72%, H. syriacus var. Syriacus 33.00% and H. rosa-sinensis var. rosa-
sinensis 19.88%. The pollen vitality of 3 species decreased with the extension of storage time. The effect of different storage tempera-
ture on pollen longevity was not the same, H. rosa-sinensis var. rosa-sinensis and H. syriacus var. Syriacus pollen was 4 ℃ , both
could reach 12 d, Hibiscus mutabilis f. Mutabilis was - 20 ℃, and can be up to 14 d.
Key words: Hibiscus; pollen germination; media; storage
植物生理与生物技术
天津农业科学 Tianjin Agricultural Sciences 2016,22(9):31-35
第 22卷天津农业科学
是抗烟尘、抗氟化氢等有害气体的极好植物,也是
美化、绿化、净化空气的好树种。
朱槿、芙蓉葵、木槿 3 种植物自古就是重要的
观赏植物,在中国园林绿化中已广泛应用。试验选
用金陵科技学院园艺学院实验站内栽植的 3 种植
物盛花期花粉为材料,通过液体培养法研究花粉
萌发力及其贮藏时间与温度对花粉的影响,为木
槿属植物育种提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验以金陵科技学院幕府校区园艺站内栽
植的单瓣粉色朱槿、粉色芙蓉葵和单瓣粉色木
槿盛花期的花粉为材料,于晴天上午 8:00—8:30
采集。
1.2 试验方法
1.2.1 花粉采集 根据朱槿、芙蓉葵和木槿的不
同生物学特性,花粉采集于不同时间段。每种植
物花粉采集 2 次,即 2 次重复,具体为:朱槿 2013
年5 月 12 日上午 8:00—8:30 和 5 月 14 日上午
8:00—8:30 采集;芙蓉葵 2013 年 7 月 9 日上午
8:00—8:30和 7 月 12 日上午 8:00—8:30 采集;木
槿 2013 年 7 月 11 日上午 8:00—8:30 和 7 月 13
日上午 8:00—8:30采集。
1.2.2 花粉萌发培养基 配制 7 种不同浓度的
蔗糖溶液,分别为 50,100,150,200,250,300,350
g·L-1,以清水为对照。通过比较花粉萌发率找出 3
种植物最佳的蔗糖浓度。在适宜蔗糖的基础上,加
入硼酸和无水氯化钙,2 种成份各设 2 个浓度,分
别为 10 和 20 mg·L-1,进而筛选出适宜的花粉萌
发培养基。
将配制好的液体培养基滴于载玻片上,然后
将花粉撒播在培养基中,载玻片置于保湿的培养
皿中,将培养皿放置在 25 ℃的恒温光照培养箱
中,每一处理 4个重复。每隔 4 h镜检 1次花粉萌
发数,直至前后 2次观测值基本一致为止。每个重
复观察 3个视野,花粉数不少于 300 个,统计花粉
萌发数,计算花粉萌发率,以花粉管长度超过花粉
直径为萌发标准 [4]。花粉萌发率=(已萌发的花粉
粒数/观察的花粉粒总数)×100%。
1.2.3 花粉贮藏 将采集的朱槿、芙蓉葵、木槿
盛花期花粉各分为 3份装在硫酸纸袋内,分别放
于常温、4 ℃、-20 ℃的温度下贮藏,每隔 2 d 花粉
培养 1次,记录花粉萌发情况。花粉萌发培养基为
各植物最适培养基,观察方法同 1.2.2。
1.2.4 数据处理 通过 Excel 对试验记录的相关
数据进行处理分析。
2 结果与分析
2.1 培养基组成对花粉萌发的影响
2.1.1 蔗糖对花粉萌发的影响 花粉萌发过程
中,蔗糖不但提供营养物质和碳源,同时还起到调
节环境渗透压的作用。糖浓度过低,能量不足;糖
浓度过高,对花粉细胞会造成损伤。将采集的木槿
属 3 种植物花粉在不同浓度的蔗糖溶液中培养,
花粉萌发率结果见表 1。
由表 1 可知,随蔗糖浓度的升高,3 种植物花
粉萌发率均呈现先上升后下降的趋势,但不同植
物花粉适宜的蔗糖浓度不同。朱槿和木槿花粉在
蔗糖浓度为 150 g·L-1 时,萌发率达最大值,分别
为 6.9%和 14.23%;芙蓉葵花粉在蔗糖浓度为 200
g·L-1时萌发率达最大值,为 48.86%。花粉萌发率
达到最高值后随蔗糖浓度增加其萌发率下降,当
蔗糖浓度为 350 g·L-1时,对花粉萌发的抑制作用
非常明显,除芙蓉葵花粉萌发率稍高于对照外,朱
槿和木槿的花粉萌发率均低于对照,主要原因可
能是蔗糖浓度过高,使培养基水势降低,引起了花
粉质壁分离从而降低了花粉活力。
2.1.2 硼酸、氯化钙对花粉萌发的影响 硼不仅
可增加糖的吸收、运转和代谢,还可作为一种相关
因子影响关键酶活性,改变细胞壁的延展性以至
影响花粉管细胞壁的构建。Ca2+对启动花粉萌发、
调节花粉管生长具有重要调节的作用。在适宜蔗
糖浓度的基础上,加入不同浓度的氯化钙和硼酸,
3种植物花粉萌发情况见表 2。
由表 2 可知,在培养基中加入硼酸和氯化钙
均可促进 3 种植物花粉的萌发,尤其在 10 mg·L-1
氯化钙 + 10 mg·L-1硼酸培养基中花粉萌发均最
好,萌发率分别为朱槿 19.88%、芙蓉葵 79.72%和
木槿 33%,和单一蔗糖因子相比,分别提高了
12.98%,30.86%,18.77%。
对氯化钙和硼酸浓度做极差分析,从中可知,
氯化钙浓度对木槿属 3种植物花粉萌发的影响较
大,R值均高于硼酸的。
·32·
第 9期
蔗糖
/(g·L-1)
朱槿 芙蓉葵 木槿
观察花粉
数/粒
萌发花粉
数/粒
观察花粉
数/粒
萌发花粉
数/粒
观察花粉
数/粒
萌发花粉
数/粒
花粉萌发
率/%
CK 329 2 0.61 668 63 9.43 299 7 2.34
50 372 7 1.88 685 78 11.39 305 12 3.93
100 303 3 0.99 578 116 20.07 438 43 9.82
150 348 24 6.90 725 239 32.97 794 113 14.23
200 359 13 3.62 704 344 48.86 317 32 10.09
250 317 5 1.58 607 195 32.13 473 23 4.86
300 381 1 0.26 591 114 19.29 300 15 5.00
350 364 1 0.27 522 59 11.30 313 6 1.92
花粉萌发
率/%
花粉萌发
率/%
表 1 蔗糖浓度对木槿属 3 种植物花粉萌发的影响
木槿属 3 种植物花粉萌发率不同,芙蓉葵最
高,达到了 79.72%,朱槿最低,仅为 19.88%。但均
大于 15%,可用于杂交育种。朱槿和木槿花粉萌
发适宜培养基为 150 g·L-1蔗糖 + 10 mg·L-1 氯化
钙 + 10 mg·L-1硼酸,芙蓉葵花粉萌发适宜培养基
为 200 g·L-1 蔗糖 + 10 mg·L-1氯化钙 + 10 mg·L-1
硼酸。
2.2 贮藏对花粉活力的影响
将木槿属 3 种植物新鲜花粉分别贮藏在常
温、4 ℃、-20 ℃环境中,每 2 d 测定 1 次花粉萌发
率,结果见图 1、图 2和图 3。
2.2.1 贮藏温度和时间对朱槿花粉萌发的影响
由图 1可知,随着贮藏时间的延长,花粉活力呈明
显的下降趋势。3种贮藏环境相比,-20 ℃贮藏的
花粉活力下降最快,贮藏 2 d 后花粉萌发率下降
了 7.92%,贮藏 8 d 后花粉萌发率降为 0.56%,不
能用于杂交授粉。室温可适当延长花粉的寿命,贮
藏 2 d后萌发率下降 4.93%,贮藏 12 d 后萌发率
为 0。4 ℃贮藏,花粉活力下降较缓慢,贮藏 2 d后
萌发率仅下降 1.04%,贮藏 8 d 后萌发率仍大于
5%,为 6.82%,可在杂交育种中作为父本使用。由
培养基
氯化钙
/(mg·L-1)
硼酸
/(mg·L-1)
朱槿 芙蓉葵 木槿
观察花
粉数/粒
萌发花
粉数/粒
观察花
粉数/粒
萌发花
粉数/粒
观察花
粉数/粒
萌发花
粉数/粒
花粉萌
发率/%
1 10 10 342 68 19.88 646 515 79.72 400 132 33.00
2 10 20 340 40 11.76 546 270 49.45 350 90 25.71
3 20 10 347 33 9.51 697 331 47.49 436 85 19.50
4 20 20 349 17 4.87 724 387 53.45 396 60 15.15
K1 15.82* 14.70** 64.59 63.61 29.36 26.25
K2 7.19 8.32 50.47 51.45 17.15 20.43
R 8.63 6.39 14.12 12.16 12.21 5.82
花粉萌
发率/%
花粉萌
发率/%
表 2 氯化钙和硼酸对木槿属 3 种植物花粉萌发的影响
注:* 表示对氯化钙不同浓度的极差分析,** 表示对硼酸不同浓度的极差分析。
图 1 不同贮藏条件下朱槿花粉萌发率变化
贮藏时间/d
花
粉
萌
发
率
/%
室温
4 ℃
-20 ℃
程 岩等:木槿属 3种植物花粉萌发及贮藏性探讨
0 2 4 6 8 10 12 14
·33·
第 22卷天津农业科学
此可知,朱槿花粉的适宜贮藏温度为 4 ℃,可保存
12 d左右。
2.2.2 贮藏温度和时间对芙蓉葵花粉萌发的影
响 由图 2 可知,芙蓉葵花粉分别贮藏在室温、4
℃、-20 ℃环境中,随贮藏时间的延长,花粉活力
不断下降,但不同的温度时贮藏反应不一。室温贮
藏花粉活力下降较快,贮藏 2 d 后花粉萌发率下
降 52.52%,为 27.21%;贮藏 8 d 后花粉萌发率
下降 77.71%,仅为 2.01%,已不能用于杂交育种。
-20 ℃贮藏芙蓉葵花粉可适当延长活力,贮藏 2 d
后花粉活力仅下降了 3.51%;贮藏 8 d 后花粉活
力下降 68.63%,为 11.09%;贮藏 14 d后花粉活力
下降为 1.24%。4 ℃贮藏虽也可延长花粉活力,但
效果没有-20 ℃好,贮藏 10 d 后花粉活力降为
2.44%。由此可知,芙蓉葵花粉贮藏适宜温度
为-20 ℃,可保存 14 d左右。
2.2.3 贮藏温度和时间对木槿花粉萌发的影响
由图 3可知,随贮藏时间的延长,木槿花粉活力在
3种环境中均下降较快,尤其是室温和-20 ℃贮藏
花粉活力下降迅速,在贮藏 2 d 后花粉萌发率分
别下降了 24.03%和 27.05%,贮藏 8 d 后下降至
1.74%和 1.6%,已不能用于杂交育种。在 4 ℃贮
藏,花粉活力下降相对较慢,贮藏 2 d 后下降了
5.95%,之后下降迅速,贮藏 6 d 后的花粉活力与
室温贮藏 6 d后的仅差 0.01%,贮藏 10 d 后花粉
萌发率降至 1.68%。因此,4 ℃较适宜木槿花粉的
贮藏,可贮藏 10 d。
3 结论与讨论
蔗糖是花粉粒萌发及花粉管壁合成的主要营
养物质,同时蔗糖还能维持外界环境一定的渗透
压[5]。硼酸对花粉管的萌发也起着重要作用,当添
加一定量的硼酸后,即可大大提高其花粉萌发率
和花粉管生长的长度 [5-6],同时对蔗糖和Ca2+的作
用都有促进作用。而无水氯化钙中的 Ca2+也对花
萌发有重要的影响,较低浓度的 Ca2+对花粉的萌
发有一定的促进作用,能较快地促进花粉管的伸
长,高浓度的 Ca2+则对其有一定的阻碍和抑制作
用 [7]。更重要的是钙可作为第二信使偶联胞外信
号与胞内生理生化反应 [8]。本研究通过试验选出
了木槿属 3 种植物花粉萌发的适宜蔗糖浓度,在
此基础上添加不同浓度的无水氯化钙和硼酸钠,
得出了 3种植物花粉萌发的适宜培养基,朱槿和
木槿花粉最适宜的培养基组成为:150 g·L -1 蔗
糖+10 mg·L-1硼酸+10 mg·L-1无水氯化钙;芙蓉
葵花粉适宜的培养基组成为:200 g·L-1 蔗糖+10
mg·L-1硼酸+10 mg·L-1无水氯化钙。
花粉的贮藏与贮藏温度、贮藏时间有密切关
系,尹佳蕾等 [9]的研究指出花粉保存应用较多的
为低温干燥贮藏,冷冻干燥贮藏和超低温贮藏。耿
兴敏等 [10]通过对唐菖蒲的研究认为-80 ℃可保存
花粉活力 1 a 以上。周楠楠等 [11]认为红桤木花粉
适宜贮藏温度为-20 ℃。李广清 [12]对 20个不同品
种的山茶花粉进行低温储藏后发现保存温度越
低,花粉的寿命越长,这是因为低温贮藏中可溶性
糖类和有机酸类消耗较少,致使花粉生活力下降
较慢 [13-15]。本试验将朱槿、芙蓉葵、木槿花粉分别
贮藏在常温、4 ℃、-20 ℃的环境中,发现朱槿花粉
在温度 4 ℃条件下可保存 12 d 左右;芙蓉葵花粉
在-20 ℃条件下可保存 14 d 左右;木槿花粉在
4 ℃条件下可保存 12 d 左右。这与李玉萍等 [16-17]
前期的研究不一致,可能是与品种以及不同的发
图 2 不同贮藏条件下芙蓉葵花粉萌发率变化
图 3 不同贮藏条件下木槿花粉萌发率变化
贮藏时间/d
花
粉
萌
发
率
/%
室温
4 ℃
-20 ℃
贮藏时间/d
花
粉
萌
发
率
/% 室温
4 ℃
-20 ℃
0 2 4 6 8 10 12 14
0 2 4 6 8 10 12 14 16
·34·
第 9期
育时期以及不同的年份有关。花粉活力的保存受
多种因素的影响,除温度、品种外,花粉含水量也
是主要的因素,这有待于进一步的研究。
参考文献:
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程 岩等:木槿属 3种植物花粉萌发及贮藏性探讨 ·35·