三種觀賞海棠花粉的貯藏特性研究

張慶麗+包東娥+閆朝輝+閆彎彎+劉遵春+扈惠靈

摘 要：以貼梗海棠、西府海棠和垂絲海棠三種觀賞海棠花粉為試驗(yàn)材料，采用花粉離體培養(yǎng)法，研究不同種類海棠花粉的生活力以及貯藏條件對其花粉生活力的影響。結(jié)果表明：貼梗海棠和西府海棠的花粉生活力較高，垂絲海棠的花粉生活力較低；隨著貯藏時(shí)間的延長，花粉生活力均會逐漸下降；冷凍（-18℃）和冷藏（4℃）條件下的花粉可以較長時(shí)間保存，室溫（25℃）條件下保存效果較差。

關(guān)鍵詞：觀賞海棠；花粉生活力；貯藏條件

中圖分類號：S685.990.9+3文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2016）12-0054-04

Abstract Using Chaenomeles speciosa， Malus micromalus and Malus halliana as experimental materials， the pollen viability and the influences of storage conditions on pollen viability were studied with in vitro pollen culture. The results showed that the pollen viability of Chaenomeles speciosa and Malus micromalus was higher than that of Malus halliana. There was a declining trend on pollen viability with the extension of storage time. In addition， the pollen could be saved for a longer time under the condition of frozen （-18℃） and cold （4℃） than that under room temperature （25℃）.

Keywords Ornamental crabapple； Pollen viability； Storage condition

海棠（Malus sp.）為薔薇科（Rosaceae）蘋果屬（Malus）內(nèi)果實(shí)直徑≤5 cm的野生半野生植物的總稱，主要分布在北溫帶，橫跨歐亞大陸和北美洲[1]。西府海棠（Malus micromalu Makino）和垂絲海棠（Malus halliana）均為薔薇科蘋果屬落葉小喬木，不僅是著名的庭園美化觀賞花木，還是蘋果樹的授粉樹。貼梗海棠[Chaenomeles speciosa（Sweet）Nakai]為薔薇科木瓜屬（Chaenomeles）的園林綠化樹木。海棠不以果實(shí)為主要栽培目的，依托普通果樹的栽培管理技術(shù)，利用葉、花、果的觀賞和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有效增加園林樹種的多樣性和景觀持續(xù)性，既能提供良好的生態(tài)效益又能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。本試驗(yàn)研究的海棠樹種，既可與生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的栽培品種親和，又具有優(yōu)越的觀賞性，在蘋果屬育種工作中具有不可估量的作用。

花粉是高等植物的雄配子體，在有性繁殖中傳遞雄性親本的遺傳信息，是植物遺傳、育種、進(jìn)化、生殖等研究的重要對象[3]。在植物的常規(guī)育種工作中，人工授粉常需提前采集花粉并貯藏。花粉貯藏不僅可以解決雜交親本花期不遇產(chǎn)生的時(shí)間差問題，而且能解決遠(yuǎn)距離人工輔助授粉的問題。雖然花粉生活力主要受植物遺傳特性的制約，但貯藏條件也會影響花粉的壽命和生活力[4]。花粉貯藏方法的優(yōu)劣，最終要以貯藏后花粉生活力的高低作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此，研究花粉生活力是研究花粉貯藏不可缺少的重要部分。不同類群植物花粉在自然條件下的壽命、貯藏條件以及生活力的高低存在著差異。這些差異對于研究花粉與柱頭的相互作用、作物改良與育種操作、基因庫的保存、不親和性與受精關(guān)系、生理調(diào)節(jié)對花粉萌發(fā)的影響等基因工程均有非常重要的實(shí)際意義[5-7]。本試驗(yàn)以西府海棠、垂絲海棠、貼梗海棠三種海棠為研究對象，對其花粉萌發(fā)率進(jìn)行了測定，分析了不同貯藏條件對花粉生活力的影響，以期為三種海棠花粉的保存和利用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采自河南科技學(xué)院東區(qū)的三種多年生海棠植株，在盛花期，于2014年3月26日（晴好天氣）下午16∶00-17∶00摘取健壯植株外圍含苞待放的花蕾，用鑷子撥掉花瓣并將花藥剝落于培養(yǎng)皿中，將花絲等雜物清理干凈，然后置于恒溫干燥箱25℃下干燥[8]，待花藥開裂、花粉散出后分別收集標(biāo)記備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 分別收集貼梗海棠、西府海棠和垂絲海棠花粉各3份，標(biāo)記后分別放入帶橡皮塞的玻璃瓶中密封瓶口，放入裝有生石灰的干燥器中干燥，之后分別于冷凍（-18℃）、冷藏（4℃）、室溫（25℃左右）三種溫度條件下貯藏。每7 d測定一次花粉萌發(fā)率，共測定3次。

1.2.2 花粉生活力的測定 采用花粉離體培養(yǎng)法。用潔凈的玻璃棒蘸取少許配制好的培養(yǎng)基（10%蔗糖+0.03%硼酸+1%瓊脂）[9]滴在載玻片上，待培養(yǎng)基凝固后，用棉簽蘸取少量花粉，輕輕抖動，使花粉均勻地撒在培養(yǎng)基上。將載玻片放在鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，標(biāo)記后置于25℃恒溫箱內(nèi)黑暗保濕培養(yǎng)8 h后觀察。

在10×40倍的光學(xué)顯微鏡下觀測花粉的萌發(fā)情況。每個(gè)處理平均觀測3個(gè)視野，每個(gè)視野花粉總數(shù)不低于30粒，以花粉管長度超過花粉粒直徑視為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。記錄視野花粉的總數(shù)及萌發(fā)數(shù)并計(jì)算萌發(fā)率[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2003軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種海棠新鮮花粉生活力觀察與測定

由表1和圖1可知，貼梗海棠和西府海棠的花粉萌發(fā)率差異不顯著，但均極顯著高于垂絲海棠。

2.2 不同貯藏條件下海棠花粉生活力的變化

2.2.1 不同貯藏條件對貼梗海棠花粉生活力的影響 由圖2可知，3種貯藏方式的貼梗海棠花粉萌發(fā)率均隨貯藏時(shí)間的延長而下降，但下降幅度有所差異。冷藏（4℃）條件下貯藏0～7 d時(shí)，花粉萌發(fā)率下降幅度較小，8～14 d時(shí)，花粉萌發(fā)率下降幅度較大。冷凍（-18℃）條件下貯藏0～7 d時(shí)花粉萌發(fā)率下降幅度較大，8～14 d時(shí)下降幅度較小。室溫（25℃）條件下，花粉在貯藏0～7 d基本失去活力。貼梗海棠在冷藏（4℃）條件下貯藏效果最好。

2.2.2 不同貯藏條件對西府海棠花粉生活力的影響 由圖3可知，西府海棠花粉生活力在3種貯藏條件下均隨貯藏時(shí)間的延長而下降，但不同貯藏條件下花粉生活力的下降幅度差異較大。西府海棠在冷藏（4℃）條件下貯藏 0～7 d的花粉生活力下降幅度較小，8～14 d下降幅度較大。冷凍（-18℃）條件下貯藏 0～7 d的花粉生活力下降幅度較大，8～14 d下降幅度較小。室溫（25℃）條件下，花粉生活力下降速度最快，貯藏一周后萌發(fā)率降至20%以下，到第二周花粉失活。西府海棠在冷藏（4℃）條件下貯藏效果最好。

2.2.3 不同貯藏條件對垂絲海棠花粉生活力的影響 由4圖可知，垂絲海棠花粉生活力在3種貯藏條件下，均隨著貯藏時(shí)間的延長而下降。其中，室溫（25℃）條件下下降最快，花粉貯藏一周即失活；冷藏（4℃）條件下下降相對較緩慢，冷凍（-18℃）條件下降速率介于二者之間。

3 討論與結(jié)論

花粉具有活性是確保雜交育種成功的一個(gè)重要條件。在雜交育種過程中，經(jīng)常涉及到異地采集花粉和花粉貯藏問題。花粉生活力是評估花粉活性的依據(jù)之一，其生活力測定結(jié)果的準(zhǔn)確性決定細(xì)胞學(xué)試驗(yàn)和雜交育種的成敗。前人研究表明垂絲海棠的新鮮花粉萌發(fā)率可達(dá)81%[15]，而本試驗(yàn)中，垂絲海棠的萌發(fā)率最低，即使新鮮花粉也僅有12.2%，分析可能與所采用的品種有關(guān)，具體原因仍需進(jìn)一步探索研究。

影響花粉生活力的因素包括花粉自身遺傳特性和外界因素。溫度和濕度是影響花粉生活力的重要外界因素，低溫和低濕有助于花粉維持較長時(shí)間的生活力。此外，貯藏介質(zhì)、輻射和光照對花粉生活力也有一定影響[11-15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，貼梗海棠、西府海堂和垂絲海棠均在冷藏（4℃）條件下的貯藏效果最好，冷凍（-18℃）條件下次之，室溫（25℃）條件下最差，因此三種海棠花粉適宜選擇冷藏或冷凍方式貯藏。本試驗(yàn)只進(jìn)行了短期貯藏，僅研究了貯藏14 d內(nèi)的花粉活力，如果貯藏時(shí)間延長或考慮其它貯藏條件的變化，花粉的生活力又將如何變化還有待進(jìn)一步研究。

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