火力楠花粉活力測定、貯藏條件及培養基篩選

粟莉圓 盧晨升 蘇懂朝 陳瑩瑩 梁機

摘 要：本試驗以火力楠種子園內5個無性系花粉為材料，測定了不同無性系間的花粉生活力，研究了花粉貯藏的適宜溫度及花粉離體萌發的最佳培養基。結果表明，（1）各無性系間花粉活力存在差異，無性系序號排序由大到小為42>14>51>48>7;（2）各無性系花粉在不同貯藏溫度下活力隨時間的增長呈逐漸下降趨勢，常溫條件下火力楠花粉活力下降較快，而-20℃貯藏條件下活力保存最好，在-20℃貯藏14 d后42號無性系花粉活力仍可達到39.28 %;（3）火力楠5個無性系花粉的最佳培養基配方為100 g/L蔗糖+50 mg/L硼酸+1 %瓊脂粉。

關鍵詞：火力楠 花粉活力 花粉貯藏 培養基

中圖分類號：S722.8+3? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract：Pollens from five different clones in Michelia macclurei clonal seed orchard were used as materials to measure pollen viability and study the suitable storage temperature and the best medium for pollen germination in vitro. Results showed that，（1） Pollen viability was different among clones，ranking as follows： 42>14>51>48>7. （2） Pollen viability decreased gradually over time at different storage temperatures，declined rapidly at room temperature，and kept best at -20℃.The pollen viability of No.42 clone was up to 39.28% at -20℃for 14 days. （3） The best medium for five M. macclurei clones pollen was sucrose 100 g/L + boric acid 50 mg/L + agar 1%.

Key words：Michelia macclurei; pollen viability，pollen storage，medium

火力楠（Michelia macclurei），木蘭科含笑屬常綠喬木，又稱醉香含笑，是我國南方重要的鄉土闊葉用材樹種，適應性強[1]，生長迅速，經濟價值高，花與果實可榨油;成林具有一定的抗火能力，可營造防火林，已被國家林業局列入國家儲備林樹種目錄。火力楠花粉由雄蕊中的花藥產生，到達雌蕊使胚珠授粉。花粉在有活力條件下到達可授性的柱頭，才能保證受精過程的順利進行[2]。學者們對不同樹種花粉活力與壽命的研究已經開展了大量的工作。關于花粉活力，張傳杰等[3]研究發現隨著溫度和暴露時間的增加，茶花的花粉萌發率降低;在20 ～ 40℃貯藏3 d后，幾乎無花粉萌發;劉曉玲等[4]曾研究了校園內醉香含笑的花粉活力，發現在開花中期的花粉活力最高。此外，貯藏條件對花粉活力與壽命的影響和花粉培養基方面也有較多研究。潘磊等[5]發現煙草花粉活力在-196℃和-80℃保存16個月后未出現明顯下降，而4℃貯藏的花粉在保存5個月后即喪失活力。付強等[6]采用離體萌發法測定思茅松花粉活力時，發現H3BO3溶液較CaCl2溶液更適于作為萌發培養基。種子園是由選擇的優良無性系或家系組成的人工林，能生產遺傳品質和播種品質兼優的林木種子，作為林業生產上的重要良種基地。有關火力楠種子園不同無性系花粉活力的比較研究還尚未見報道，本試驗可為種子園內火力楠交配設計及良種生產提供理論和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

玉林市林科所火力楠種子園位于東經110°34′，北緯22°48′，海拔140 m，屬于亞熱帶季風氣候。收集了來自廣西和廣東地區多個火力楠優良無性系按照完全隨機方式進行配置，于1978年嫁接，占地面積2.8 hm2，處于種子盛產期。平均氣溫約21.5℃，最高氣溫39.4℃，最低氣溫3℃，年降雨量1665.1 mm，無霜期為355 d。土壤為赤紅壤，pH值4.6，土層厚度0.8 ～1 m。

1.2 TTC法檢測花粉活力

采集適量盛花期的7、14、42、48、51號無性系花粉，取部分測量新鮮花粉活力;其余花粉干燥后放入小型離心管內置于常溫、4℃、-20℃下保存。采用TTC染色法[7]分別檢測新鮮花粉活力及各樣品保存1 d、7 d、14 d后的花粉活力。在顯微鏡下觀察花粉被染成紅色則表示有生活力。每個樣品隨機選擇3個視野，以染色率統計花粉活力。

1.3 最適花粉培養基探索

影響花粉萌發活性的主要因素是蔗糖、硼酸的濃度，因此設置含100 g/L蔗糖及0、15、25、50、100 mg/L硼酸的5種花粉培養基，詳見表1。將花粉均勻撒播在培養基上，置于25 ℃恒溫培養箱中4 h。在光學顯微鏡下觀察花粉萌發情況，每個培養基處理上選取3個花粉分布均勻且數量在50粒以上的視野進行觀察。統計花粉管伸長為花粉粒直徑長度2倍及以上的花粉個數，并計算萌發率。

萌發率（%）=花粉管伸長為花粉粒直徑長度2倍及以上的花粉個數/花粉總數量×100。

1.4 統計方法和數據分析

所有數據均采用Excel進行匯總和處理，SPSS軟件進行顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 火力楠不同無性系花粉活力的比較

由圖1可以看出，各無性系間新鮮花粉活力存在顯著差異（P<0.05），42號花粉活力最高，為61.31%，14號花粉活力次之（56.64 %），7號花粉活力最低為37.93%。各無性系花粉活力由大到小為42>14>51>48>7，說明人工控制授粉時用42號無性系做父本有利于提高授粉成功率。

2.2 貯藏溫度對火力楠不同無性系花粉活力的影響

火力楠各無性系花粉在不同貯藏溫度下花粉活力隨時間的增加呈逐漸下降趨勢（圖2），且存在差異（表2，P<0.05）。在常溫條件下貯藏1 d后，花粉活力為27.13 %～48.15 %;貯藏14 d后，各無性系花粉活力下降至3.46 %～11.72 %;而在-20℃下儲存14 d后，花粉活力仍保持在23.34 %～39.28 %。可見-20℃溫度條件更適宜存放火力楠無性系花粉。

常溫下，花粉活力下降較快，7號無性系花粉常溫儲存14 d后活力僅為3.46%。-20℃貯藏條件下花粉活力保持較好，42號無性系花粉在-20℃下儲藏1 d后活力為57.29%，14 d后活力仍可達到39.28%;14號次之，其在-20℃下儲藏1 d和14 d后花粉活力分別為54.46%、36.28%。

2.3 不同培養基對火力楠無性系花粉萌發的影響

由表3、4可得，火力楠不同無性系花粉在不同培養基上的萌發率有差異（P<0.01）。除7號無性系外，各無性系花粉在4號培養基上萌發率最高，14、42、48、51號無性系花粉萌發率分別46.53 %、51.15 %、43.14 %、36.25 %。7號無性系花粉在3號培養基上萌發率最高，為28.22 %，但其在4號培養基上的萌發率（22.81 %）僅次于3號，因此選用4號培養基的配方更有利于大部分無性系花粉萌發，即蔗糖100? g/L、硼酸50 mg/L、瓊脂10 g/L。

3 結論與討論

花粉活力的研究為雜交育種過程中選配優良授粉品種提供重要依據，其中花粉活力的高低是授粉成功率大小的重要保證[8]。種子園是集約經營管理和為生產提供優質種子的單位，選用花粉活力高的無性系作為父本可有效提高種子產量與質量，并為種子園配置及更新提供理論依據。本研究發現42號花粉活力最高，其次為14號，在將來的雜交育種中優先選用42號無性系作為父本，而7號無性系花粉則不建議作為父本進行應用。

溫度對花粉生活力有影響，不同溫度作用下可促進花粉萌發或延長花粉儲存時間。前人對花粉儲藏溫度的研究結果大致相同，發現花粉貯藏在4℃、-20℃甚至-80℃、-196℃均可延長花粉壽命，而在常溫儲存下花粉活力喪失快[8-10]。如木槿在4℃條件下有利于延長花粉的貯藏時間[11];黃瓊等[9]研究發現薄殼山核桃在-80℃下能儲存200 d左右，而在常溫下30 d后就完全失去活力;天女木蘭25℃花粉的活力降低最快，5 d后花粉萌發率接近于0℃，4℃冰箱儲存的花粉約8.5 d失去萌發能力，而-10℃冰箱儲存的花粉活力能夠保持10.5 d [10]。由實驗結果可知火力楠各無性系花粉保存在-20℃溫度條件下可適當延長花粉生活力。

硼酸可增加植物糖的吸收、轉運和代謝，促進花粉壁果膠物的合成，與蔗糖結合可提高花粉萌發率[8]。一般情況下花粉中的硼酸含量是不足的，因此在離體培養中均需要添加一定量的硼酸[12]。史春風和葉利民均研究過含笑花粉離體萌發條件，在培養基中添加50? mg/L硼酸可促進含笑花粉萌發[13-14]，所不同的是所添加的蔗糖含量有差異。本實驗結果表明，在固定蔗糖濃度為100 g/L條件下，添加50 mg/L硼酸更適合火力楠無性系花粉的萌發。

本實驗采用TTC染色法與培養基法對火力楠花粉進行檢測得到的花粉活力范圍分別為37.92 %～61.31 %和28.22 %～51.15 %，這兩種花粉活力測定方法雖然精度存在差異，但活力測定結果趨勢是一致的;染色法雖快捷，可結果比較間接[15]，相比之下花粉培養基萌發法測定結果更接近自然狀態下的花粉真實活力，數據更可靠。

綜上，本實驗研究了火力楠種子園5個無性系的花粉活力差異、在三種貯藏溫度下的活力對比以及在不同培養基上的萌發表現，可為指導火力楠種子園的營建、花粉管理及無性系配置提供科學依據。在此基礎上進一步的研究方向為不同無性系間雜交組合的親合度及對座果率、種子質量的影響。

參考文獻

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