豆薯花粉活力研究

陳忠文，周 黎，王德英，黃 超，文西強，王宏飛，潘晶晶

（1余慶縣種子管理站，貴州 余慶 564499；2黔東南民族職業技術學院，貴州 凱里 556000；3余慶中學，貴州 余慶 564499；4余慶縣農牧局，貴州 余慶 564499）

豆薯（Pachyrhizus erosus）原產南美洲，傳入我國約 400余年歷史，是一種食藥兼用作物［1，2］。國內研究起步較晚，側重于豆薯種子繁殖、肉質根栽培及加工等［3～6］，育種工作相對滯后。陳忠文等選育出“余慶地瓜1號”豆薯新品種［7］，并報道了雜交方法［8］。關于豆薯花粉活力測定，則未見相關報道。筆者在之前關于豆薯開花習性研究的基礎上［9，10］，采用幾種常用測定方法比較豆薯花粉活力，以為豆薯雜交育種及種子生產安全隔離提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

余慶地瓜1號、余慶地瓜2號和牧馬山地瓜等3個豆薯品種（品系）的花粉，分別于2015年、2016年7月上、中旬采自于貴州省余慶縣白泥鎮豆薯種子生產基地。

儀器：顯微鏡（10×40～100倍）；載玻片；蓋玻片；鑷子；恒溫箱；硫酸紙；棕色試劑瓶；燒杯；量筒；天平；pH酸度計或試紙等。

試劑：0.5%的2，3，5-氯化三苯基四氮唑溶液（TTC）粉劑，購于上海華藍化學科技有限公司；單質I2、KI；硼酸 1 g；蔗糖 50 g；95%酒精。

1.2 花粉采集

1.3 花粉活力測定

（1）TTC法

①試劑配制。稱取0.5 g TTC放入燒杯中，加入少許95%酒精使其溶解，然后用蒸餾水稀釋至100 mL。溶液裝入褐色玻璃瓶避光保存待用，若發紅，則不能再用［11］。

②染色。取少量花粉置于普通載玻片上，滴入TTC溶液2滴，用鑷子攪拌均勻，蓋上蓋玻片，在室溫（25～28℃）下放置15～20 min。

③顯微鏡觀察。具較強生活力的花粉粒呈紅色，微弱活力的花粉粒呈淡紅色，無活力或不育的花粉為無色。取少許花粉置于載玻片上，加1～2滴TTC溶液，蓋上蓋玻片。觀察3個制片，每片取5個視野，統計并計算花粉活力百分率（花粉萌發率＝萌發花粉粒數／視野花粉粒數×100%）。

（2）I2-KI法

①I2-KI的配制。稱取2 g KI溶于10 mL蒸餾水中，然后加入1 g I2，待全部溶解后，加蒸餾水定容至300 mL，制成0.1%I2-KI溶液。

②染色。取少量花粉置于載玻片上，滴上1～2滴I2-KI染色液，5 min后在顯微鏡下觀察。

數據的標定用來獲得傳感器的靜態特性,其標定的精度將直接影響傳感器使用時的測量精度,其重要程度顯而易見。

③顯微鏡觀察。凡是染成藍黑色的花粉粒具較強活力，淡藍色次之，幾乎無色則為無活力花粉。觀察3個制片，每片取3個視野，統計并計算花粉活力百分率。

（3）花粉離體萌發測定法

①液體培養基的配制。硼酸設10、50、100 mg／L等3個水平，蔗糖濃度設5%、10%、20%等3個梯度，并測定對應的pH值（表1）。

表1 花粉離體萌發測定法的蔗糖、硼酸濃度及pH值

②培養基篩選。采用L9（34）正交試驗設計。

③花粉萌發觀察。用鑷子夾住花萼部，用手輕拍花朵，使花粉均勻散落于載玻片上，取2～3滴培養基溶液滴于花粉上，蓋上蓋玻片，編號，置于底部鋪有用水浸濕的濾紙的培養皿上，于30℃光照培養箱中培養30 min、1、2、3、4、5、6、7、8 h，在光學顯微鏡下觀察花粉萌發率。以花粉管的長度大于和等于花粉的直徑計為萌發花粉粒，每次觀察3張片，每片取3個視野，記錄平均值，統計花粉萌發率。

2 結果與分析

2.1 不同測定方法豆薯花粉活力比較

3種花粉活力測定方法結果表明：⑴不同的測定方法結果差異較大，I2-KI染色測定花粉活力達到92%以上，其次為TTC染色法達45%以上，并有相近的測定結果，離體測定較低，在36%以下并相差較大（表2）。

表2 3種方法測定豆薯花粉活力（%）結果

⑵不同豆薯品種對于相同的測定方法亦存在差異。離體萌發測定顯示‘余慶地瓜1號’花粉萌發率達36.00%，明顯高于‘余慶地瓜2號’和‘牧馬山地瓜’兩個品種，與品種的莢粒數9～12、8～10、6～8粒相對應，而TTC染色效果則剛好相反。

本試驗TTC法染色效果不明顯。

2.2 I2－K I染色及不同濃度效果比較

在實驗時發現1%I2-KI染色時間快、染色深，必須即時觀察，有礙批量處理，故而進行不同濃度染色比較，結果以0.5%為宜（表3）。

表3 I2－KI染色效果比較

2.3 培養條件對豆薯花粉離體萌發率的影響

因處理1～5豆薯花粉基本無萌發，不能統計分析。

2.3.1 豆薯花粉離體萌發時間

因品種而異，不同的豆薯品種花粉在1～2 h后開始萌發，6～7 h達到最高值（表4）。因此，在豆薯花粉離體6～7 h進行離體測定無疑是最合適的。

2.3.2 蔗糖、硼酸濃度對豆薯花粉離體萌發的影響

在蔗糖濃度≤10%、硼酸濃度為5、50 mg／L時，3個豆薯品種花粉基本無萌發。蔗糖濃度10%、硼酸濃度100 mg／L時，‘余慶地瓜1號’無萌發，‘牧馬山地瓜’和‘余慶地瓜2號’分別在1和2 h開始萌發。蔗糖濃度20%、硼酸濃度50 mg／L時，僅‘余慶地瓜1號’花粉能萌發；硼酸濃度100 mg／L‘牧馬山地瓜’無萌發，其余品種萌發。蔗糖濃度20%、硼酸濃度10 mg／L時，pH值7.22，3個品種皆能萌發，是本試驗花粉離體萌發測定最佳處理。

表4 不同品種在蔗糖和硼酸濃度組合下的萌發結果（%）

2.4 豆薯花粉粒數量

在10×40倍鏡下觀測，單個豆薯花藥花粉760～860粒，推算每朵花的花粉量7600～8600粒。而豆薯莢粒數一般在12粒以下，表明豆薯自花授粉率在0.15%以下，非常低。

3 討論

（1）花粉活力的測定方法很多。本試驗關于豆薯花粉活力測定僅采用TTC法、I2-KI法和離體培養方法。染色效果最為明顯的是I2-KI法，可能是因為豆薯花粉中的淀粉含量很高，I2-KI較易滲透進花粉壁而使花粉粒染色［12］。I2-KI染色法的基本原理是根據淀粉遇碘變藍的特性，根據藍色的深淺程度來判斷花粉粒中淀粉的含量，從而確定花粉粒活性的高低。凡是染成藍黑色的花粉粒具較強活力，淡藍色次之，幾乎無色則為無活力花粉［13］。本試驗豆薯花粉遇1%I2-KI能快速染成藍黑色，表明其花粉活力非常強，用0.5%I2-KI溶液處理能達到同樣效果且便于操作和延時觀察。

（2）本試驗豆薯花粉離體培養萌發測定結果與豆薯品種的結莢粒數相對應，似乎更能反映其實際結果。

（3）本試驗中TTC法測定染色效果不明顯，是否與TTC粉劑未經過磷酸鹽緩沖溶液而直接用95%酒精配制有關，有待進一步驗證。

［1］ 王清惠 .涼薯的功效與作用［DB／OL］.http：／／zyk.99.com.cn／zyfj／zysy／2013／0123／350740.html［2013-01-23］.

［2］ 陳忠文，周介雄，文西強.貴州地瓜產業發展分析與評價［J］.種子，2008，27（12）：140-142.

［3］ 陳忠文，文西強.余慶地瓜1號種子高產技術［J］.長江蔬菜，2007（12）：28.

［4］ 畢光美，李光武，李 梅，等.豆薯引種及高產栽培技術研究初報［J］.北方園藝，2011（13）：39-40.

［5］ 張連平.豆薯高產栽培技術［J］.蔬菜，2011（7）：15-16.

［6］ 鄭兵福，李彥坡，蔣立文.涼薯加工產品的發展現狀［J］.農產食品科技，2010，4（2）：52-54.

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［8］ 陳忠文，李雪維.豆薯雜交技術探討［J］.中國園藝文摘，2015，31（6）：27，29.

［9］ 陳忠文，曾祥忠，馮仕喜.豆薯開花習性觀察研究［J］.現代農業科技，2013（21）：80-82.

［10］陳忠文，文西強，王宏飛，等.豆薯種子與花冠顏色及花器結構描述［J］.作物研究，2014，28（2）：152-153.

［11］ 氯化三苯基四氮唑法［DB／OL］.https：／／baike.baidu.com／item／%E6%B0%AF%E5%8C%96%E4%B8%89%E8%8B%AF%E5%9F%BA%E5%9B%9B%E6%B0%AE%E5%94%91%E6%B3%95／9885951 fr＝aladdin.

［12］韓成剛，蓋樹鵬.芍藥花粉活力測定方法的研究［J］.江蘇農業科學，2012，40（5）：124-126.

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