不同散粉期胡桃楸離體花粉生活力的測定

王 非，趙舒野，姜思佳，張建瑛

(1.東北林業大學園林學院，哈爾濱 150040;2.黑龍江省森林植物園，哈爾濱 150040;3.黑龍江省林業科學研究所，哈爾濱 150040)

胡桃楸 (Juglans mandshurica)為胡桃科胡桃屬植物，落葉喬木，國家二級保護植物。胡桃楸不僅木材優良，而且樹形優美觀賞效果好，抗性和耐性都較強，可吸收工業廢氣是一種優良的城市園林綠化樹種。此外，胡桃楸根、莖、葉、果實中含有豐富的化學活性成分，具有較強的抗腫瘤、抗氧化、鎮痛、抗炎和抗菌等作用［1］。作為植物的雄配子體［2］，花粉生活力可作為評估花粉細胞活性的主要依據，其測定結果是否準確直接決定下一步的細胞學實驗和雜交授粉結實的成敗。目前國內并未見到胡桃楸花粉活力測定的報道。本文開展胡桃楸花粉活力及萌發的研究，可為胡桃楸種質資源保存、利用等實驗研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究地點與材料

實驗于2010年5月，在東北林業大學園林學院組織培養實驗室完成。

胡桃楸花粉采自東北林業大學實驗林場健康胡桃楸植株 (本實驗胡桃楸散粉期從2010年5月2日開始散粉，至5月7日散粉結束)。每天上午10∶00采集散粉期的雄花序，用硫酸紙包好，迅速帶回實驗室，將花序平攤在硫酸紙上，至避風陽光下晾曬，收集花粉，立即用于活力測定。

1.2 花粉生活力檢測

花粉活力檢測方法采用TTC法和I－KI法［3］。

1.3 花粉萌發實驗

配置濃度為10%、20%、30%、40%、50%和60%的6種蔗糖溶液，吸取少量溶液滴在載玻片上，取適量花粉撒在溶液中，將載玻片置于鋪有濕潤濾紙的培養皿中。然后將培養皿放在恒溫箱中，24 h后進行觀察，取5個不同視野進行觀察，每個視野觀察不少于30個花粉粒。按公式 (1)計算萌發率。

花粉萌發率=(已萌發的花粉粒數÷花粉總粒數)×100%。 (1)

1.4 不同散粉期花粉萌發率統計

在胡桃楸植株整個散粉初期→散粉盛期→散粉末期的過程中，每天采集新鮮的花粉，用TTC法和I－KI法進行活力測定，以及離體萌發法進行萌發率測定。

2 結果與分析

2.1 花粉生活力

2.1.1 TTC法檢測結果

在顯微鏡下觀察到偶有花粉粒著色，且著色較淡，不容易辨別，但隨著散粉時期的變化，著色率先升高后降低，可初步認為TTC法并不適用于胡桃楸花粉生活力檢測。

2.1.2 I－KI法檢測結果

在顯微鏡下觀察中幾乎沒有花粉著色。因為I－KI能將淀粉染成藍色，所以推測胡桃楸的花粉中積累的主要有機物質不是淀粉，需要進一步進行組織化學成分分析來確定。I－KI法較TTC法檢測效果差，因此認為I－KI法也不適合胡桃楸花粉活力的測定。但隨著散粉時期的變化，著色率也呈先升高后降低趨勢。

2.2 花粉離體萌發觀察

2.2.1 花粉萌發蔗糖溶液濃度選擇

在離體培養基內有關于蔗糖濃度配方的研究很多，一般認為10%～20%適宜，但是不同植物的花粉萌發需要的適宜培養基是不同的［4］。實驗結果顯示在蔗糖濃度為20%時，胡桃楸花粉的萌發率最高為81.52%見表1。

表1 不同蔗糖濃度中花粉的萌發率 (%)Tab.1 Pollen germination rate at different sucrose concentration

2.2.2 花粉萌發中的表現

顯微鏡下觀察發現花粉呈3種形式:花粉管既不萌發或萌發較短，也不釋放內含物如圖1(a)所示;花粉管不萌發，只釋放內含物如圖1(b)所示;花粉管萌發并伸長如圖1(c)所示，只有花粉管萌發并伸長的類型才能被視為具有活力;可以見到花粉孔，由于觀察方向及花粉位置不同的原因，可以看到每個花粉有花粉孔3～7個不等如圖1(d)至圖1(f)所示。

圖1 顯微鏡下花粉的形式Fig.1 Pollen under the microscope

2.2.3 培養基萌發法測定不同散粉期花粉萌發率

記錄整個散粉周期 (5月2日至7日)，即時測定花粉的萌發率并繪制變化趨勢圖 (如圖1所示)。由表1和圖2可知，在整個散粉過程中，散粉初期 (5月2日，花粉的生活力最低只有81.52%，隨著散粉的進行，花粉的生活力升高至頂點 (5月6日)，然后，花粉的生活力開始下降，直至散粉終止 (5月7日)。其中5月6日是散粉量最大時期，即散粉盛期。

圖2 不同散粉期胡桃楸花粉萌發率Fig.2 Pollen germination rate at different pollen dispersal periods

3 結論與討論

本研究表明胡桃楸花粉生活力的測定方法主要是離體萌發法，最適宜的蔗糖濃度為20%，萌發率能達到81.52%，培養基制定較為簡便，有利于鏡檢;顯微鏡下，胡桃楸的花粉萌發主要有3種表現形式:花粉管既不萌發或萌發較短，也不釋放內含物;花粉管不萌發，只釋放內含物;花粉管萌發并伸長。除了蔗糖濃度外，硼酸濃度、Ca2+濃度、氣候條件以及實驗設備條件等也會影響花粉萌發，試驗僅為1年的觀察結果，因此該試驗只是對胡桃楸花粉活力的檢測進行了初步探索，其他培養條件還有待于進一步研究確定。在本研究中，采用離體培養基萌發法對胡桃楸不同散粉期花粉生活力進行了檢測，結果表明胡桃楸在散粉盛期時花粉的生活力較強。

前人關于花粉生活力檢測的研究已有很多報道，在本研究中，初步表明TTC法不適用于胡桃楸花粉生活力測定，這和很多植物的花粉活性測定研究的結果相似，如臘梅、桂花、木槿、海風藤等均不適用于 TTC 法［2，5－7］;I－ KI法測定胡桃楸的花粉生活力的效果也不明顯;而離體培養基萌發法是目前廣泛應用的1種檢測方法，檢測結果較為精確可靠［8］，花粉活力檢測指標為花粉萌發率，本實驗的結果顯示，胡桃楸花粉生活力檢測的方法為離體培養基法，但應該通過深入研究提高花粉生活力檢測的準確性。

【參 考 文 獻】

［1］管小玉，曲中原，鄒 翔等．胡桃楸的化學成分研究進展［J］．中草藥，2009，40(S):35 －38．

［2］周莉花，郝日明，趙宏波．蠟梅花粉活力檢測方法篩選及保存時間觀察［J］．浙江林學院學報，2006，23(3):270 －274．

［3］于曉英．瓜葉菊花粉生活力測定［J］．湖南農業大學學報，2005(2):41－45．

［4］宋立功，周懷軍，王仁嫻，等．李樹不同品種花粉生活力研究［J］．河北林果研究，2006，(21)1:57 －62．

［5］楊秀蓮，向其柏．桂花花粉活力測定與‘晚籽銀’桂柱頭可授性分析［J］．林業科技開發，2007，(2l)3:22 －25．

［6］張辛華，李秀芬，張德順，等．木槿花粉活力檢測方法篩選［J］．中國農學通報，2009，25(8):227 －229．

［7］郭 慶，王德斌，王定康，等．海楓藤花粉活力的測定方法比較［J］．昆明學院學報，2009，31(3):65 ～66．

［8］李志軍，丁 軍，徐崇志，等．胡楊灰葉胡楊花粉成分及生活力的比較研究［J］．武漢植物學研究，2002，20(6):453 －456．