維生素C及植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對油茶花粉萌發(fā)率的影響

譚曉風(fēng)，袁德義，袁 軍，廖 婷

（中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004）

油茶Camellia oleifera是中國特有的重要木本食用油料樹種［1］。中國共有油茶林302.0萬hm2，產(chǎn)茶油26.25萬t·a-1，平均產(chǎn)茶油87.0 kg·hm-2。油茶產(chǎn)業(yè)普遍存在著單位面積產(chǎn)量低和經(jīng)濟(jì)效益差兩大問題［2］，其中花期不遇和授粉受精不良導(dǎo)致的坐果率低、落花落果嚴(yán)重是最重要的原因之一［3-4］。對茶樹C.sinensis‘Fuding Dabaicha’，阿月渾子Pistacia vera，油菜Brassica napus等的研究發(fā)現(xiàn)，適宜質(zhì)量濃度的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、維生素類物質(zhì)及其適宜配比對植物花粉萌發(fā)具有明顯的促進(jìn)作用［5-8］，目前關(guān)于它們對油茶花粉萌發(fā)率影響的研究還處于空白。本試驗(yàn)研究了維生素C（AsA）及4種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對油茶花粉萌發(fā)率的影響，以期找出能夠提高油茶花粉萌發(fā)率的最佳質(zhì)量濃度和配比，為調(diào)控油茶花粉發(fā)芽、人工輔助授粉和提高油茶坐果率及效益提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采自中南林業(yè)科技大學(xué)馬家河采穗圃（26°03′05″～28°01′07″N，112°57′30″～114°07′15″E），供試品種為‘華碩’Camellia oleifera‘Huashuo’，原名茶陵 766。2009年12月 5日，采集花藥開裂前1－2 d的帶花枝條，置于室內(nèi)水培待用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及觀測方法

本研究采用瓊脂培養(yǎng)基萌發(fā)法［9］，以何春燕等［10］研究的最優(yōu)蔗糖（100 g·kg－1）和瓊脂（10 g·kg－1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，加入不同質(zhì)量濃度的吲哚乙酸（IAA），萘乙酸（NAA），2，4－二氯苯氧乙酸（2，4-D），赤霉素（GA3）和維生素 C（AsA）為培養(yǎng)基（質(zhì)量濃度參照茶樹［6］、 阿月渾子［7］和油菜［8］等，并擴(kuò)大一定范圍），預(yù)先進(jìn)行單因素試驗(yàn)（表1），根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定IAA，GA3以及AsA適宜質(zhì)量濃度，然后采用正交設(shè)計(jì) L14（43）（表2）綜合考慮不同配比的作用效果。

表1 單因素試驗(yàn)處理及質(zhì)量濃度Table 1 Levels of single factor experiment

將花粉散播于載有不同培養(yǎng)基的載玻片上，25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)暗培養(yǎng)4 h后用Olympus顯微鏡（型號 B×51）觀察。重復(fù) 3次·處理－1，觀察視野 5個(gè)·重復(fù)－1，每個(gè)視野花粉粒數(shù)不小于50粒·視野－1，統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)率。花粉萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以花粉管超過花粉粒直徑為準(zhǔn)，花粉萌發(fā)率 ＝（萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù)）×100%。采用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 AsA對油茶花粉萌發(fā)率的影響

油茶花粉萌發(fā)率在不同質(zhì)量濃度AsA條件下（圖1），存在顯著差異（P＝0.024＜0.05）。在 AsA質(zhì)量濃度為 1.0 mg·L－1時(shí)，花粉萌發(fā)率受到輕微抑制，比對照低4.63%；從 5.0 mg·L－1開始，AsA對油茶花粉萌發(fā)率從抑制轉(zhuǎn)為促進(jìn)，且作用逐漸增強(qiáng)；當(dāng)AsA質(zhì)量濃度為20.0 mg·L－1時(shí)，花粉萌發(fā)率達(dá)到最高（65.86%），并與其他質(zhì)量濃度存在明顯差異，此時(shí)萌發(fā)率比對照提高了23.80%；隨著質(zhì)量濃度繼續(xù)升高，萌發(fā)率隨后降低，到質(zhì)量濃度為80.0 mg·L－1時(shí)，AsA的作用又開始表現(xiàn)為抑制，發(fā)芽率低于對照。從以上分析得知，適宜質(zhì)量濃度AsA可以促進(jìn)花粉萌發(fā)，而質(zhì)量濃度過高和過低均對花粉萌發(fā)不利。

圖1 維生素C對油茶花粉萌發(fā)率的影響Figure 1 Effects of different concentration ascorbic acid on pollen germination percentage

2.2 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對花粉萌發(fā)的影響

不同植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對油茶花粉萌發(fā)率的作用效果不同（圖2～3）。GA3在適宜質(zhì)量濃度（5.0～60.0 mg·L－1）能促進(jìn)花粉萌發(fā)，質(zhì)量濃度過低或過高均抑制花粉萌發(fā)。方差分析表明，當(dāng)GA3質(zhì)量濃度為5.0～20.0 mg·L－1時(shí)，花粉萌發(fā)率與其他質(zhì)量濃度存在顯著差異（P＜0.05）；質(zhì)量濃度為 10.0 mg·L－1時(shí)，萌發(fā)率最高，達(dá)74.22%，比對照高32.16%。IAA，NAA和2，4-D在質(zhì)量濃度為0.5 mg·L－1時(shí)均表現(xiàn)為抑制作用，隨著質(zhì)量濃度升高，花粉的萌發(fā)率逐漸升高；NAA和2，4-D處理萌發(fā)率在質(zhì)量濃度為1.0 mg·L-1時(shí)最高，分別達(dá)到 61.33%和 60.09%，IAA在質(zhì)量濃度為 5.0 mg·L-1處萌發(fā)率達(dá)到最大（71.52%），比對照高 29.47%；花粉萌發(fā)率IAA，NAA和2，4-D分別在質(zhì)量濃度為30.0，10.0，30.0 mg·L-1時(shí)小于對照，且分別在40.0，30.0，50.0 mg·L-1時(shí)完全不能萌發(fā)。從圖中可以看出，花粉萌發(fā)率對2，4-D反應(yīng)靈敏，而對IAA，NAA反應(yīng)相對較為遲鈍，最適質(zhì)量濃度也存在一定的差異，說明花粉對不同生長素的敏感程度不同。

圖2 生長素對油茶花粉萌發(fā)率的影響Figure 2 Effects of different concentration auxin on pollen germination percentage

圖3 赤霉素對油茶花粉萌發(fā)率的影響Figure 3 Effects of different concentration GA3on pollen germination percentage

2.3 AsA及不同植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)配比對油茶花粉萌發(fā)率的影響

單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適宜質(zhì)量濃度的IAA，NAA，GA3，2，4-D及AsA均對油茶花粉萌發(fā)具有明顯的促進(jìn)作用。選取生長素IAA，細(xì)胞分裂素GA3和AsA分析不同配比對花粉萌發(fā)率的影響。根據(jù)其最適質(zhì)量濃度設(shè)計(jì)3因素4水平14個(gè)正交處理試驗(yàn)（表2）。經(jīng)同樣的方法培養(yǎng)，其萌發(fā)率情況如表3。

表2 正交試驗(yàn)的因素及水平Table 2 Levels and factors of orthogonal test

表3 AsA及不同激素配比對花粉萌發(fā)率的影響Table 3 pollen germination percentage of orthogonal test in camellia oleifera

方差分析表明，14個(gè)處理花粉萌發(fā)率存在顯著差異。4，7，10和12號處理的花粉萌發(fā)率低于對照（62.55%），其中以12號花粉萌發(fā)率最低（42.57%）；9個(gè)處理高于對照，其中以5號處理最好，萌發(fā)率達(dá)到82.91%，比對照提高20.36%，顯著高于其他處理；AsA對油茶花粉萌發(fā)率影響程度最大，其次為IAA，GA3最小；油茶花粉萌發(fā)率在不同IAA（P=0.028）和AsA質(zhì)量濃度下（P=0.003）差異極顯著，在設(shè)定GA3質(zhì)量濃度條件下差異不明顯，表明油茶花粉對IAA和AsA敏感性高，而對GA3的敏感性較低；綜合分析單因素統(tǒng)計(jì)量表和配對比較表發(fā)現(xiàn)：IAA，GA3和 AsA分別在 5.0，5.0和 20.0 mg·L-1均數(shù)最大，所以提高花粉萌發(fā)率的最優(yōu)條件應(yīng)為：5.0 mg·L-1IAA+5.0 mg·L-1GA3+20.0 mg·L-1AsA。

3 結(jié)論與討論

植物花粉萌發(fā)率受遺傳特性、生長時(shí)期、激素水平等影響，通過外源激素調(diào)節(jié)植物本身激素水平而提高花粉萌發(fā)率已在多種農(nóng)林植物中得以驗(yàn)證［6-8］，適宜質(zhì)量濃度的IAA，NAA，2，4-D，GA3及AsA對提高油茶花粉萌發(fā)率均具有明顯的促進(jìn)作用。維生素C能促進(jìn)分生組織和中柱鞘細(xì)胞從G1期到S期的分裂并使不活動(dòng)中心細(xì)胞數(shù)量大大減少［11］，花蜜富含維生素C和泛酸等物質(zhì)［12］。從本研究可以看出，花蜜的作用不單是吸引昆蟲傳粉，還對花粉萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用。油茶花粉對IAA，NAA，2，4-D靈敏程度不同，對GA3對反應(yīng)不靈敏。從正交試驗(yàn)結(jié)果分析可以看出，AsA對油茶花粉萌發(fā)率影響程度最大，其次為IAA，GA3最小；GA3和IAA配合使用促進(jìn)效果不明顯，主要是由于GA3降低了IAA氧化酶的活性，抑制了IAA的分解，使得濃度偏大［13］。花期噴施AsA和IAA等物質(zhì)促進(jìn)花粉萌發(fā)和生長，加速授粉受精過程和提高坐果率是生產(chǎn)上一項(xiàng)重要的措施［13］。本研究篩選出了維生素C（AsA）及4種植物生長調(diào)劑物質(zhì)最適宜質(zhì)量濃度和最佳配比，可為生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

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