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

（常州市園藝發(fā)展服務(wù)中心，江蘇常州 213000）

薔薇屬的植物多數(shù)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(zhì)資源，近幾年國內(nèi)外學(xué)者利用薔薇屬植物進(jìn)行月季新品種的培育也得到了一定的成果［1］。遠(yuǎn)緣雜交是指不同種間屬間甚至親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的物種之間的雜交。遠(yuǎn)緣雜交在育種上的意義主要在于研究物種演化，創(chuàng)造新物種、改良舊物種、創(chuàng)造和利用雜種優(yōu)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(yuǎn)緣雜交成功率低，獲得雜交種雜交苗的難度大，遠(yuǎn)緣雜種不育是很普遍的現(xiàn)象，而且遠(yuǎn)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(yuǎn)緣雜交育種前有必要對花粉生活力進(jìn)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(tài)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(jìn)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(jìn)行測定，篩選出花粉生活力強(qiáng)的品種，為以后月季的遠(yuǎn)緣雜交育種工作提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在常州市園藝發(fā)展服務(wù)中心禮嘉月季基地進(jìn)行。所選試驗材料涉及薔薇屬多個種及現(xiàn)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?nèi)セò辏ǚ坳幐珊蟾魇占趦芍щx心管內(nèi)（放置干燥劑），一支常溫干燥保存，一支保存于-18 ℃的冰箱內(nèi)。

表1 試驗薔薇屬植物開花特征及來源

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(yǎng)基：采用10%蔗糖溶液+H3PO4100 mg·L-1+1%瓊脂，pH 值調(diào)節(jié)到5.6～6.2，分裝到培養(yǎng)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(yǎng)箱。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同貯存環(huán)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(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設(shè)置為25 ℃。培養(yǎng)24 h 后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。每組取3 個視野，每個視野花粉總數(shù)不低于20 粒，重復(fù)3 次。

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(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設(shè)置為25 ℃。培養(yǎng)24 h 后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。統(tǒng)計方法同上。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏環(huán)境對薔薇屬植物花粉生活力的影響

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

表2 常溫保存和冷藏環(huán)境保存下的花粉萌發(fā)率

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(fā)育受限，常溫與冷藏環(huán)境下花粉萌發(fā)率分別為14.17%和14.70%，相差不大；冷藏6 d 后花粉萌發(fā)率為10.53%，常溫下花粉萌發(fā)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(fā)，且花粉管變短，冷藏環(huán)境下的個別花粉仍然可以萌發(fā)，萌發(fā)率可以達(dá)到6.7%。粉暈香水月季花粉生活力較強(qiáng)，花粉管生長很快（見圖2）；冷藏 6 d 后的花粉萌發(fā)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(fā)，且花粉管變短。冷藏環(huán)境下的花粉萌發(fā)率可達(dá)35.73%，花粉管生長速度減慢。

圖1 單瓣月季花不同貯存環(huán)境對花粉萌發(fā)的影響

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(fā)僅為6.7%的萌發(fā)率，其自然結(jié)實能力也幾乎沒有，所以不適合作為遠(yuǎn)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(jīng)過12 d 冷藏后喪失生活力，但其自然結(jié)實能力較強(qiáng)，可以選擇作為遠(yuǎn)緣雜交的母本。單瓣月季花花粉萌發(fā)率為14.73%，隨著時間的增加花粉生活力進(jìn)一步降低。變色月季花粉萌發(fā)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(jié)日禮花的花粉萌發(fā)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(fā)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(fā)率最高93.12%，除個別發(fā)育畸形不能發(fā)育，幾乎所有花粉均可萌發(fā)，且花粉管生長迅速。

表3 部分父本花粉萌發(fā)率 單位：%

3 結(jié)論與討論

本試驗中采用的花粉培養(yǎng)基是結(jié)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(fā)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(fā)的結(jié)論［6］。本試驗沒有選用懸滴液而是采用添加了瓊脂的培養(yǎng)基，是考慮環(huán)境濕度對培養(yǎng)液的影響，也為了培養(yǎng)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(huán)境下，花粉活性降低速率較慢，可以保證在花期不遇的遠(yuǎn)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(jìn)入柱頭，將精子送入胚囊中使其與卵核和極核結(jié)合，就能達(dá)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(jìn)一步提高雜交結(jié)實率。13 個薔薇屬植物中，粉暈香水月季的花粉萌發(fā)狀態(tài)最佳，不管是萌發(fā)率還是花粉管萌發(fā)長度，都展示出這是一個優(yōu)秀的遠(yuǎn)緣雜交父本，不管是與木香、古老月季還是現(xiàn)代月季，它都有較強(qiáng)的親和性，它本身又有早花、勤花、異香及抗白粉病的優(yōu)秀特性，是后期遠(yuǎn)緣雜交的優(yōu)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(qiáng)抗白粉病的母本與之配對。