多種薔薇屬植物花粉生活力的探究

李卉 韓禧 陳向前 商陽 姜馬蘭

摘 要 以13種薔薇屬植物花粉為試驗材料，分別采用常溫和冷藏的貯存方式保存花粉，再通過硼酸培養基測定其花粉生活力。結果表明，花粉生活力隨著保存時間的增加而降低，常溫保存12 d的花粉活性幾乎喪失;和常溫干燥環境相比，-18 ℃冷藏花粉的生活力下降較慢，花粉生活力更持久;13種薔薇屬植物中，粉暈香水月季、四季玫瑰和月月紅的花粉活性最高，是理想的遠緣雜交父本選擇。

關鍵詞 薔薇;月季;遠緣雜交

中圖分類號：S685.12 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.21.005

薔薇屬的植物多數是世界著名的觀賞植物，其中月季、玫瑰和薔薇為其代表植物。薔薇屬植物是我國重要的種質資源，近幾年國內外學者利用薔薇屬植物進行月季新品種的培育也得到了一定的成果[1]。遠緣雜交是指不同種間屬間甚至親緣關系更遠的物種之間的雜交。遠緣雜交在育種上的意義主要在于研究物種演化，創造新物種、改良舊物種、創造和利用雜種優勢，因其后代變異程度較大，被用為育種中較最為常用的一種手段。但遠緣雜交成功率低，獲得雜交種雜交苗的難度大，遠緣雜種不育是很普遍的現象，而且遠緣雜種的生活力一般低下，在很多情況下在胚胎期就死亡。所以在遠緣雜交育種前有必要對花粉生活力進行一定的測定和評估，這直接影響雜交育種的成功與否。在自然狀態下，月季花粉壽命較短，已有研究表明常溫下許多品種不超過5 d，在0～5 ℃恒溫冰箱冷藏的花粉活力可以保持10 d左右[2]，另外張顥等、周家杏等、王其剛等、楊攀等也對切花月季、微型月季等花粉進行測定[3-6]。基于此，通過對13種薔薇屬植物的花粉生活力進行測定，篩選出花粉生活力強的品種，為以后月季的遠緣雜交育種工作提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在常州市園藝發展服務中心禮嘉月季基地進行。所選試驗材料涉及薔薇屬多個種及現代月季品種，見表1。晴朗天氣的9：00將試驗品種未開花蕾摘取，剝去花瓣，花粉陰干后各收集于兩支離心管內（放置干燥劑），一支常溫干燥保存，一支保存于-18 ℃的冰箱內。

1.2 試驗試劑與儀器

試驗試劑：蔗糖、H3PO4（硼酸）、瓊脂。

花粉生長培養基：采用10%蔗糖溶液+H3PO4 100 mg·L-1+

1%瓊脂，pH值調節到5.6～6.2，分裝到培養皿中，高溫滅菌后冷卻備用。

試驗儀器：NOVEL N300M顯微鏡、HDCE-X5N攝像頭、電磁爐、高溫滅菌鍋、冰箱冷藏柜、電熱培養箱。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同貯存環境對花粉生活力的影響

1 d、6 d、12 d時，取單瓣月季花和粉暈香水月季這2個月季品種常溫與冷藏的花粉分別置于培養基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養皿放在恒溫培養箱中，溫度設置為25 ℃。培養24 h后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發情況。每組取3個視野，每個視野花粉總數不低于20粒，重復3次。

花粉生活力=×100%

1.3.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測

取少許薔薇屬植物花粉置于培養基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養皿放在恒溫培養箱中，溫度設置為25 ℃。培養24 h后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發情況。統計方法同上。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏環境對薔薇屬植物花粉生活力的影響

在遠緣雜交之前先對部分薔薇屬植物的花粉生活力進行測定，本試驗選用了常溫和-18℃冷藏兩種不同的貯存環境處理花粉，其花粉生活力表現見表2。

由表2可知，單瓣月季花的花粉活性整體不高（見圖1），花粉管發育受限，常溫與冷藏環境下花粉萌發率分別為14.17%和14.70%，相差不大;冷藏6 d后花粉萌發率為10.53%，常溫下花粉萌發率降幅明顯為7.70%;到第12 d時，常溫下的花粉幾乎喪失了活性，僅有個別的花粉能萌發，且花粉管變短，冷藏環境下的個別花粉仍然可以萌發，萌發率可以達到6.7%。粉暈香水月季花粉生活力較強，花粉管生長很快（見圖2）;冷藏6 d后的花粉萌發率依舊可以保持在72.27%，但常溫花粉生活力幾乎折半為49.24%;12 d后常溫貯存的花粉僅有10.7%可以萌發，且花粉管變短。冷藏環境下的花粉萌發率可達35.73%，花粉管生長速度減慢。

2.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測

選取的13種薔薇屬植物的花粉生活力差異性較大（見表3，圖3）。其中紅花金櫻子散粉很好，但花粉沒有任何生活力，不能作為雜交父本。粉花香水月季花粉中只有個別萌發僅為6.7%的萌發率，其自然結實能力也幾乎沒有，所以不適合作為遠緣雜交的父本。濃香月月紅花粉生活力很低，而且失活很快，經過12 d冷藏后喪失生活力，但其自然結實能力較強，可以選擇作為遠緣雜交的母本。單瓣月季花花粉萌發率為14.73%，隨著時間的增加花粉生活力進一步降低。變色月季花粉萌發率為21.11%，冷藏6 d后生活力迅速下降。海格變色、香粉蝶和節日禮花的花粉萌發率分別為：25.62%、25.74%和28.52%，差異較小。紫袍玉帶和雙黃的花粉萌發率為37.5%和40.61%，花粉適合作為父本使用。月月紅是很多歐洲月季品種的親本，其花粉生活力較高為60.13%。四季玫瑰花粉生活力為64.02%，花粉量大，是理想的父本選擇。粉暈香水月季花粉萌發率最高93.12%，除個別發育畸形不能發育，幾乎所有花粉均可萌發，且花粉管生長迅速。

3 結論與討論

本試驗中采用的花粉培養基是結合前人的研究選定的，同樣的薔薇屬植物中，張紹鈴、張鮮鮮、王化幫等[7-9]研究表明：在10%蔗糖濃度下梨花、海棠花和李花花粉萌發率最高。楊攀等人也得出采用10%蔗糖條件下的懸滴液適宜于月季及薔薇的花粉萌發的結論[6]。本試驗沒有選用懸滴液而是采用添加了瓊脂的培養基，是考慮環境濕度對培養液的影響，也為了培養24 h后方便顯微鏡觀察。本試驗采用2種花粉保存方式，其中-18 ℃環境下，花粉活性降低速率較慢，可以保證在花期不遇的遠緣雜交過程中花粉可以維持較高的生活力。一般試驗證實所用花粉活力在8.0%以上，理論上只要有一條花粉管進入柱頭，將精子送入胚囊中使其與卵核和極核結合，就能達到雙受精的目的[10]。在常溫下12 d后花粉活性基本上低于8%，而低溫保存的花粉可以使用15 d以上。

通過了解親本的花粉活力，從源頭上可減少雜交的盲目性，進一步提高雜交結實率。13個薔薇屬植物中，粉暈香水月季的花粉萌發狀態最佳，不管是萌發率還是花粉管萌發長度，都展示出這是一個優秀的遠緣雜交父本，不管是與木香、古老月季還是現代月季，它都有較強的親和性，它本身又有早花、勤花、異香及抗白粉病的優秀特性，是后期遠緣雜交的優選品種。四季玫瑰是玫瑰品種中非單季開花品種，因其多季開花的特性，且擁有濃郁的大馬士革玫瑰香，四季玫瑰可以作為改良其他玫瑰開花特性的父本選擇。月月紅作為最早流入歐洲，并對歐洲月季育種史有重要影響意義的中國古老月季品種，它可以作為雜交父本，但月月紅容易生白粉病，在雜交時最好選擇強抗白粉病的母本與之配對。

參考文獻：

[1] 李智.月季遠緣雜交研究（VI）[D].北京：北京林業大學，2015.

[2] 李洪濤，陳海燕，李東偉，等.7個月季品種花粉活力的測定[J].河南農業科學，2014（8）：117-119.

[3] 張顥，唐開學，李樹發，等.切花月季雜交結實性研究[J].西南農業大學學報（自然科學版），2006，2（3）：442-446.

[4] 周家杏，曾麗，陶懿偉，等.微型月季花粉生活力測定方法的研究[J].上海交通大學學報（農業科學版），2007，27（6）：574-577.

[5] 王其剛，張顥，蹇洪英，等.月季‘云粉，‘云玫的花粉活力和柱頭可授性研究[J].江西農業大學學報，2010，32（3）：458-461.

[6] 楊攀，王升，郭風民，等.多個月季品種與薔薇的花粉生活力研究[J].河南科學，2015，8（33）：1329-1332.

[7] 張紹鈴，陳迪新，康瑯，等.培養基組分及pH值對梨花粉萌發和花粉管生長的影響[J].西北植物學報，2005，25（2）：225-230.

[8] 張鮮鮮，趙靜，李欣，等.不同品種（系）海棠花粉生活力的比較測定[J].山東農業科學，2010（2）：27-30.

[9] 王化邦.李不同品種花粉生活力的測定[J].安徽農業科學，2006，33（9）：1639-1656.

[10] 宋杰，王國良，金菁，等.金櫻子與現代月季遠緣雜交的生殖生物學特性[J].林業科技開發，2011，25（1）：19-24.

（責任編輯：劉寧寧）