不同棗花發育時期花粉萌發率的差異

孔德倉，楊 柳，曹 明，龐曉明*，王愛華

棗(Ziziphus jujuba Mill.)原產我國，具有悠久的栽培歷史，同時也是我國第一大干果樹種［1］。由于花小且棗花為蟲媒花，棗的花粉收集存在著較大的困難，影響棗的人工雜交的成功率。揭示棗花粉萌發率的品種差異和不同時期的差異，對提高棗的花粉收集效率具有重要意義。張俊娥［2］以29個品種為材料，發現棗品種花粉育性在初花期和盛花期無明顯差異。而劉玲等［3］對比20個棗品種后發現，棗不同品種在同一時期的花粉萌發率存在著顯著的差異;另外，‘蘋果棗’和‘冬棗’的花粉量和花粉萌發率自5月底(初花期)開始花粉量總體呈上升趨勢，在6月中下旬(盛花期)達到最高水平。但至今還沒有針對同一時期，處于不同發育狀態的棗花粉萌發率的對比研究報道。因此，筆者以‘京39’和‘無核小棗’2個優良品種為材料，對不同開花時期的花粉萌發率進行對比，以期探索合適的花粉采集時期，為棗樹的人工雜交育種工作提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試品種分別是‘京39’和‘無核小棗’，取自河北省滄縣國家棗樹良種基地。2017年5月底6月初，自田間采集各品種樹冠外圍2～3年生枝健壯棗吊上的蕾黃期和萼片展平期的花于2 mL離心管，加硅膠，放入冰盒中帶回實驗室。蕾黃期花朵小心地用鑷子撥開花瓣，取出完整花藥，按朵計量，分攤于培養皿上，使其在室溫下自然晾干［4］。

1.2 方法

采用2種方法進行花粉萌發率的測定:

1.2.1 離體培養法 具體方法參見文獻［5］。根據張學英［6］、林敏娟［4］等的研究，較合適的培養基配比為:質量濃度分別為硼酸100 mg/L，蔗糖150 g/L，瓊脂10 g/L。將不同時期的花粉散播于涂有薄層培養基的載玻片上，蓋上蓋玻片，將其放置在墊有兩層濕濾紙的培養皿中，于28℃烘箱內暗培養24 h。每個處理10次重復，每個載玻片上取5個視野進行觀察。

1.2.2 紅四氮唑(TTC)染色法 TTC染色法是利用染色劑與花粉間發生顯色反應，最終呈現深紅色和中紅色的是有活力的花粉，統計有活力花粉的百分率。首先在載玻片上滴加1～2滴TTC溶液，取晾干的蕾黃期的充分成熟、飽滿、未開裂花藥播撒在溶液上，蓋上蓋玻片，用鑷子柄均勻敲擊蓋玻片，使花粉充分散出;將萼片展平期的花粉在滴有TTC溶液的載玻片上均勻蘸濕，蓋上蓋玻片，將其放置在35℃的烘箱內暗培養20 min，每個處理10次重復，每次鏡檢5個視野，取平均值代表每個處理的花粉活力值。TTC溶液的配置具體見文獻［7］。

1.3 數據處理與統計分析

(1)將各處理組合所得花粉萌發率的值進行反正弦轉換后進行統計分析。

(2)用EXCEL和SPSS分別進行可重復方差分析和相關性分析，通過P值和F統計量、F臨界值判斷各因素以及交互效應的差異顯著水平和相關程度。

(3)利用Duncan新復極差法進行多重比較，用標記字母法表示多重比較結果。

2 結果與分析

方差分析結果表明，2種不同的測定方法下，棗品種和花發育時期這2個因素的不同水平對花粉萌發率均有顯著影響(表1和表2)。在萼片展平期不同測定方法對不同棗花粉萌發存在差異(圖1)，離體培養法測定下，‘無核小棗’的花粉萌發率約為50.0%，‘京39’的花粉萌發率約為22.2%;TTC染色法測定下，‘無核小棗’的花粉萌發率約為30.0%，‘京39’的花粉萌發率約為37.5%。

表1 TTC染色法花粉萌發率方差分析

表2 離體培養法花粉萌發率方差分析

注:(1)‘京39’TTC染色法的花粉萌發，(2)‘無核小棗’TTC染色法的花粉萌發，(3)‘京39’離體培養法的花粉萌發，(4)‘無核小棗’離體培養法的花粉萌發。

多重比較可知，就花發育時期的花粉活力而言，‘京39’在蕾黃期差異顯著，萼片展平期差異不顯著;‘無核小棗’在蕾黃期差異不顯著，在萼片展平期差異顯著(表3和表4)。此外，相關分析結果表明，‘無核小棗’的2個不同花發育時期顯著相關(R=0.69)。而‘京39’兩個不同采集時期呈負相關(R=－0.50)。因此，在雜交育種和研究花粉萌發特性的時候，應該考慮花粉的時期在不同品種中可能存在的差異，有利于提高育種效率。

表3 花粉萌發率的LSD多重比較結果

表4 不同品種不同時期的花粉萌發率比較

3 結論與討論

‘無核小棗’和‘京39’2個棗品種間的花粉萌發率差異顯著，說明不同品種其花粉特性是不一樣的，與劉玲等［3］的研究結果一致，這可能與不同棗品種自身攜帶的遺傳信息不同相關?！疅o核小棗’花粉萌發率高于‘京39’，是較好的花粉親本?；ǚ鄣牟煌l育時期對花粉萌發率具有顯著影響，兩個品種在不同的時期其相關性存在較大差異。由此可見，花粉的采集時間是一個重要的因素，需要我們著重考慮。

在花粉萌發率的兩種測定方法中，離體培養法較好，結果穩定性高。而TTC染色法測量結果普遍高于離體培養法，且差異較大，這和前人研究結果一致［2，8］，這個可能是由于染色法受到花粉的代謝情況或者花粉壁厚度的影響［9］。所以結果并不能較真實而準確的反映花粉的萌發率，只能作為粗略的估計。在離體培養法中，培養基是能否準確測定花粉萌發率的關鍵。劉玲［10］和王玖瑞［5］等實驗采用的培養基質量濃度均為瓊脂5 g/L，蔗糖150 g/L。而本實驗的培養基配置中蔗糖的質量濃度相同，但瓊脂為10 g/L，另外加了100 mg/L的硼酸。陳文濤等［11］研究表明，適宜的硼酸濃度對于棗花粉萌發率和花粉管的生長具有顯著的促進作用。這個可能是測得花粉萌發率結果偏高的原因。此外，即使相同的品種在同一時期，花粉萌發力也會因為環境條件，表現出較大差異，如‘京39’在蕾黃期大的花粉，在培養基和TTC染色液中萌發率大不相同。這個現象啟示我們，要對不同棗品種的特點有一個充分了解的基礎上，再進行花粉育性工作，提高工作的效率。

棗花粉的萌發率不僅和品種和花期有關，也和柱頭部位有關［9］?；ǚ鄣拿劝l率普遍偏低［6，9，12，13］，本次研究的棗花粉萌發率比前人研究得到的略高，這可能還與采集的時間以及棗樹在不同區域生長的差異有關。

在‘無核小棗’花粉活力研究方面，有過相關報道。劉玲等［3］利用離體培養法測得初花期‘無核小棗’的花粉萌發率為2.85%。吳碩等［9］的研究結果表明，在蕾黃期的‘無核小棗’花粉萌發率為39.05%。本次研究獲得的‘無核小棗’花粉萌發率的結果稍有不同，可能與不同的無核品系和培養基不同等有關。

［1］ 劉孟軍.中國棗產業發展報告1949-2007［M］.北京:中國林業出版社，2008:24.

［2］ 張俊娥.中國棗品種資源花粉生物學研究［D］.太谷:山西農業大學，2001.

［3］ 劉玲，王玖瑞，劉孟軍，等.棗不同品種花粉量和花粉萌發率的研究［J］.植物遺傳資源學報，2006，7(3):338-341.

［4］ 林敏娟，陳功明，王振磊，等.棗不同品種花粉量及花粉萌發特性的研究［J］.塔里木大學學報，2014，26(1):105-108.

［5］ 王玖瑞，劉孟軍，梁海永.棗樹單花不同開放階段花粉萌發率和內源激素的變化［J］.園藝學報，2005，32(4):677-679.

［6］ 張學英，于川江，郭振懷，等.棗不同品種花粉粒萌發和花粉管生長的研究［C］//河北省果樹學會.河北省果樹學會第十三屆學術年會論文集.石家莊:河北果樹編輯部，1995:5.

［7］ 王欽麗，盧龍斗，吳小琴，等.花粉的保存及其生活力測定［J］.植物學通報，2002，19(3):365-373.

［8］ 李穎岳，續九如，史良，等.臺灣青棗不同品種花粉萌發和生活力測定［J］.果樹學報，2005，22(6):728-730.

［9］ 吳碩，賈彥麗，智福軍，等.18個棗品種花粉數量與萌發率的研究［J］.河北農業科學，2017，21(1):42-45.

［10］ 劉玲.棗雄性不育種質篩選及其不育機理研究［D］.保定:河北農業大學，2006.

［11］ 陳文濤，袁德義，張日清，等.硼及植物生長調節劑對棗花粉萌發的影響［J］.江西農業大學學報，2013，35(3):496-501.

［12］ 王堯.棗授粉生物學研究［D］.保定:河北農業大學，2008.

［13］ 李守勇.不同產地冬棗品質特性及其遺傳變異研究［D］.北京:北京林業大學，2004.