蔗糖和硼酸不同質量濃度對油松花粉生命力的影響

沈靜華，姜興常，王 忠

(1.九臺市卡倫林業工作站，長春 130507;2.紅石林業局，吉林 吉林 132403)

蔗糖和硼酸不同質量濃度對油松花粉生命力的影響

沈靜華1，姜興常2，王 忠2

(1.九臺市卡倫林業工作站，長春 130507;2.紅石林業局，吉林 吉林 132403)

以長春市栽培的油松為研究對象，以兩種條件處理的花粉為試驗材料，觀測培養基中蔗糖和硼酸不同質量濃度對其生命力的影響，結果表明，在只含瓊脂的培養基上，貯藏2a(-18℃)和新鮮花粉的生命力分別為52.6%和89.2%;當蔗糖質量濃度為10%時，生命力分別為60.9%和94.3%，高于其它濃度;當硼酸質量濃度為0.01%時，生命力分別為78.9%和95.9%，高于其它濃度;在蔗糖質量濃度為10%+硼酸0.01%的組合培養基上，生命力最高，分別達到81.2%和98.6%，兩者組合使用的效果優于單獨使用。貯藏花粉和新鮮花粉對培養基不同成分、不同質量濃度的反應趨向是一致的，但新鮮花粉的生命力高于貯藏花粉，且對蔗糖、硼酸含量不敏感。

油松;花粉生命力;蔗糖;硼酸;質量濃度

油松(Pinus tabulaeformis Carr.)為松科松屬油松組常綠喬木，我國特有種［1］。自然分布于東北、華北、西北等12個省區，其范圍僅小于馬尾松(P.massoniana Lamb.)。油松是我國北方地區重要的用材樹種之一，亦是優良的城鄉綠化樹種，長春市早在20世紀30～40年代就開始引種用于造林和城市綠化。油松存在若干變種，長春市栽培的綠化樹大多數為黑皮油松(P.tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)。該變種產于沈陽北陵、鞍山千山、醫巫閭山及河北承德。

2009年以來，長春地區已連續出現4個冬季低溫年份，持續低溫使城區大部分油松出現凍害相，有些植株被凍死。油松除耐寒性稍差外，其它抗逆性均較強;尤其在東北城市街路綠化中，油松是不可多得的常綠樹種，較其它常綠樹種具有更好的適應性。在東北地區，為提高油松的抗寒性，可以其作為親本與樟子松、長白松進行人工雜交，通過選育獲得抗寒性強的雜交子代。

花粉在雌蕊柱頭(被子植物)上或珠心組織(裸子植物)中萌發生長的能力，稱之為花粉的生命力?；ǚ凵y定在雜交育種工作中十分重要，尤其當雜交親本花期不遇或需要從外地采集花粉作父本時?；ǚ凼欠N子植物特有的結構，相當于一個小孢子和由它發育而來的雄配子體，其結構簡單，無保護組織，極易受外界環境影響而失去生命力。因此，在控制授粉前檢測花粉生命力是必須進行的關鍵技術環節。作者對兩種條件處理的油松花粉生命力進行測定檢驗，旨在為開展油松抗寒性遺傳改良提供花粉生命力基本信息。

1 研究材料與方法

1.1 研究材料來源與預處理

油松花粉采自長春市勝利公園綠化樹植株上。5月中旬當油松雄球花即將傳粉時將雄球花摘下，平鋪在硫酸紙上，置于室內干燥避光處，待小孢子囊開裂散出花粉后，過120目篩獲得純凈花粉，略干燥后裝于指形試管中，貯存在冰柜中備用。本試驗觀測花粉分為兩種，一是在冰柜中(-18℃)貯藏2a的花粉，二是5月下旬采集的當年新鮮花粉。

1.2 研究方法與內容

1.2.1 試驗設計與培養基配制

以瓊脂做固定劑，用量筒稱量100ml蒸餾水，加入2g瓊脂，在萬用電爐上加熱使之溶解，然后按試驗設計配制培養基。在培養基中加入蔗糖和硼酸，蔗糖質量濃度為5%、10%、15%和20%;硼酸質量濃度為0.01%、0.03%、0.05%和0.07%;對照:兩種成分的質量濃度均為0。將不同梯度質量濃度進行組合，配制成25種培養基，見表1。

表1 培養基中蔗糖和硼酸不同質量濃度與濃度組合［2，3］

1.2.2 制片、播種花粉

將配制好的培養基滴入雙凹載玻片的凹形槽內，待培養基冷卻后將花粉均勻地撒在培養基上，然后將載玻片(片下加墊)置于培養皿中，皿底放置濾紙，加入適量蒸餾水保濕，蓋好皿蓋［2，3］。

1.2.4 培養與鏡檢

將培養皿置于智能光照培養箱中培養，設計環境溫度為25℃，培養時間為72h。達到設定時間后，在顯微鏡下隨機取10個視野觀測統計花粉萌發狀態，整理計算觀測數據，對典型花粉萌發鏡像進行拍照。用下式計算花粉生命力。

花粉生命力(%)=(萌發花粉粒數/觀察的總花粉粒數)×100［2，3］

2 結果與分析

油松未萌發花粉分為體和氣囊兩部分，兩個氣囊分處于體的兩側［2］。在固體培養基上培養一段時間后，粉體出現透明管狀突起(通常在遠極溝處)，隨著培養時間的延長，花粉管逐漸形成。

2.1 貯藏花粉

統計貯藏2a的花粉在不同培養基上的萌發狀況，并依據表2中的數據作圖，比較花粉在不同培養基上的萌發狀態，結果見表2、圖1。

表2 蔗糖和硼酸不同質量濃度對油松貯藏花粉萌發的影響

2.1.1 蔗糖和硼酸的單因子影響

通過表2、圖1數據可以看出，在-18℃低溫條件下貯藏2a的花粉，當培養基只含瓊脂時，生命力為52.6%，說明油松花粉對蔗糖和硼酸并不敏感。但是，在含有蔗糖的培養基上，不同質量濃度的蔗糖對貯藏花粉的生命力還是具有顯著影響的，最適宜的濃度為10%，生命力為60.9%;隨著蔗糖濃度的提高，生命力下降，在濃度為20%時僅為30.8%，尚不及培養基中不含蔗糖的生命力，說明高含量的蔗糖有抑制油松花粉萌發的作用。同樣，在含有硼酸的培養基上，最適宜的質量濃度為0.01%，花粉生命力為78.9%;隨著硼酸濃度的提高，生命力下降，在濃度為0.07%時僅為27.9%，尚不及培養基中不含硼酸的生命力，說明高含量的硼酸亦具有抑制油松花粉萌發的作用。

2.1.2 蔗糖和硼酸的雙因子影響

通過表2、圖1數據還可以看出，蔗糖和硼酸兩個因子組合起來對油松貯藏花粉萌發的影響具有明顯差異，最適宜的質量濃度組合為10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力為81.2%;最低的組合為20%蔗糖+0.07%硼酸，生命力僅為22.3%。在高糖低堋組合(20%蔗糖+0.01%硼酸)的培養基上，生命力為69.7%;而在低糖高硼組合(5%蔗糖+0.07%硼酸)的培養基上，生命力僅為54.5%。試驗結果充分說明，培養基中高含量的硼酸對油松花粉萌發的抑制作用顯著大于高含量的蔗糖。

圖1 油松貯藏花粉在蔗糖和硼酸不同質量濃度培養基上的萌發率

2.2 新鮮花粉

統計當年采集的新鮮花粉在不同培養基上的萌發狀況，并利用表3數據繪制直方圖，直觀比較蔗糖和硼酸不同濃度對油松貯藏花粉萌發的影響，結果見表3、圖2。

表3 蔗糖和硼酸不同濃度對油松新鮮花粉萌發的影響

2.2.1 蔗糖和硼酸的單因子影響

通過表3和圖2數據可以看出，油松新鮮花粉萌發對培養基中蔗糖和硼酸含量的適應范圍比較寬泛。在蔗糖質量濃度為0%、5%、10%、15%、20%的培養基上，花粉生命力均值分別為89.7%、93.5%、94.3%、91.7%和90.1%，變化范圍在5個百分點之內;其中，在含10%蔗糖的培養基上花粉生命力略高，為94.3%。在硼酸質量濃度為0%、0.01%、0.03%、0.05%、0.07%的培養基上，花粉生命力的均值分別為89.7%、95.9%、93.5%、88.9%和80.6%，變化范圍在14個百分點之內;其中，在含0.01%硼酸的培養基上花粉生命力略高，為95.9%。由此可見，油松新鮮花粉對培養基中蔗糖和硼酸的含量均不十分敏感(本研究設計的質量濃度范圍內)。

圖2 油松新鮮花粉在蔗糖和硼酸不同質量濃度培養基上的萌發率

2.2.2 蔗糖和硼酸的雙因子影響

通過表3和圖2數據還可以看出，油松新鮮花粉蔗糖和硼酸兩個因子組合起來對油松新鮮花粉萌發的影響差異不明顯，在16種組合培養基上的花粉均具有較高的生命力，其值變動在90.5% ～98.6%之間，只有培養基在10%蔗糖濃度+0.01%硼酸濃度條件下，生命力才略顯優勢，為98.6%。由此可見，培養基中蔗糖和硼酸的含量對油松新鮮花粉生命力沒有明顯的促進或抑制作用，甚至在培養基中不添加蔗糖，花粉仍具有較高的生命力(89.7%)，并表現出一定的整齊度，花粉管生長正常。

通過試驗結果還可以看出，油松貯藏花粉的生活力總體上低于新鮮花粉，說明貯藏會降低花粉的生活力，但降低的幅度不大(在-18℃條件下貯藏2a后萌發率仍可達到80%以上)，證明油松的花粉活力較強;若在超低溫(液氮-196℃)條件下保存，花粉活力會維持很長時間，這對于保存種質資源具有重要意義。就人工控制授粉而言，經低溫貯藏的花粉是可以安全使用的，只要親本雜交可孕，一般都會收到預期的雜交效果。

3 結論

對油松貯藏花粉和新鮮花粉生命力的研究證明，在-18℃低溫條件下貯藏2a的花粉，培養基中最適宜的蔗糖質量濃度為10%，生命力為60.9%;最適宜的硼酸質量濃度為0.01%，生命力為78.9%;最適宜的質量濃度組合為10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力為81.2%。當年采集的新鮮花粉，培養基中最適宜的蔗糖質量濃度為10%，生命力為94.3%;最適宜的硼酸質量濃度為0.01%，生命力為95.9%;最適宜的質量濃度組合為10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力為98.6%。蔗糖和硼酸的疊加作用優于單獨使用。

油松新鮮花粉萌發時對培養基中蔗糖和硼酸的含量均不十分敏感，其生命力高于貯藏花粉。但經低溫貯藏的油松花粉仍然具有較強的生命力，最高可達81.2%，是可以安全使用的，只要親本雜交可孕，一般都會收到預期的雜交效果。

貯藏花粉萌發態(100×):蔗糖10%+硼酸0.01% 新鮮花粉萌發態(100×):蔗糖10%+硼酸0.01%。

［1］卓麗環，陳清龍.園林樹木學［M］.北京:中國農業出版社，2004.

［2］李永生，耿淑艷，王永和.不同質量濃度的蔗糖和硼酸對北京楊花粉萌發的影響［J］.吉林林業科技，2012，41，(5):1-4.

［3］孫玉福，李秀紅，王連奎.蔗糖和硼酸不同質量濃度對樟子松花粉生命力的影響［J］.吉林林業科技，2013，42，(5):6-9.

［4］中國科學院植物研究所形態細胞研究室比較形態組.松樹形態結構與發育［M］.北京:科學出版社，1978.

Effects of Sucrose and Boric Acid with Different Concentrations on Pollen Vitality of Pinus tabulaeformis Carr

SHEN Jing-hua1，JIANG Xing-chang2，WANG Zhong2
(1.Kalun Forestry Working Station of Jiutai City，Changchun 130507，China;2.Hongshi Forestry Bureau，Jilin 132403，China)

Taking cultivated Pinus tabulaeformis Carr in Changchun as a case study and the pollen dealed in two conditions as test materials，the effects of sucrose and boric acid with different concentrations in medium on pollen vitality are observed，the results show that on the medium containing agar only，the vitalities of storage 2a(-18℃)and fresh pollen are respectively 52.6%and 89.2%;When sucrose concentration is 10%，the vitalities are respectively 60.9%and 94.3%，higher than other concentrations;When the concentration of boric acid is 0.01%，the vitalities are respectively 78.9%and 95.9%，higher than other concentrations;On the combination medium of 10%of sucrose concentration and 0.01%of boric acid concentration，the vitalities are the highest，respectively reach 81.2%and 98.6%，the effect of the combination of the two is better.The reaction trend of stored pollen and fresh pollen on the culture medium with different compositions and concentrations is the same，but the vitality of fresh pollen is higher than that of stored pollen，being sensitive to sucrose and boric acid content.

Pinus tabulaeformis Carr;pollen vitality;sucrose;boric acid;mass concentration

S722

A

1009-3907(2013)12-1610-04

2013-10-26

沈靜華(1960-)，男，吉林九臺人，工程師，主要從事營林生產和林業技術推廣研究。

責任編輯:

程艷艷