三種常綠莢蒾的花粉活力及柱頭可授性研究

田偉莉，樓嘯林，肖 健，駱 芳

（1.杭州市園林綠化股份有限公司，杭州 310020；2.杭州畫境種業有限公司，杭州 311116）

莢蒾屬（Viburnum Linn.）植物屬忍冬科（Caprifoliaceae），分布于溫帶和亞熱帶，主產東亞和北美，全球約200 種，中國有74 種，浙江有18 種3 亞種、6 變種及1 變型［1，2］。莢蒾屬植物觀賞價值較高，多為灌木，有落葉和常綠種；有白色、粉色花，某些種類的花序具有白色而繁茂的小型兩性花和大型不孕花；果色有紅、藍、黑色等，鮮艷奪目。

雜交是新品種培育最基本、使用最廣泛的手段。花粉是雜交育種最基本的材料，花粉活力大小對育種效果影響顯著，柱頭可授性的高低及可授期的長短很大程度上影響授粉成功率［3］。花粉活力測定的方法有很多，如醋酸洋紅染色法、TCC 染色法、I2-KI染色法、FDA-PI 熒光染色法、萌發法等。廖美蘭等［4］對3 種山茶的花粉活力研究發現，采用醋酸洋紅染色法進行測定時花粉活力最高；劉成琴等［5］對5種通關藤花粉活力測定方法比較發現，TTC 染色法、醋酸洋紅染色法和過氧化物酶染色法測得的花粉活力差異不顯著；杜文文等［6］采用TTC 染色、12-KI 染色、孢粉染色法以及離體萌發培養方法檢測秋海棠花粉活力，孢粉染色法較其他3 種方法測定效果更好；付強等［7］研究了思茅松花粉活力測定方法，發現以I2-KI 染色法效果最好，其染色速度快，染色率與萌發法檢測的花粉活力數據較為接近。柱頭可授性應用最多且最廣泛的方法就是聯苯胺-過氧化氫法，如芝麻、野豌豆、鐵線蓮等均應用該法研究柱頭可授性［8-10］。國內外對莢蒾屬植物的研究和報道較多，內容涉及資源、栽培繁殖、化學和藥理等方面［11］。國外在育種方面起步較早，通過雜交培育出很多莢蒾品種，部分品種在國外已經有廣泛應用［12，13］。而國內對莢蒾屬的育種研究起步較晚，采用液體培養基進行花粉萌發法試驗少有報道，國內莢蒾屬育種領域花粉活力和柱頭可授性的相關研究尚未見報道。

通過對莢蒾屬琉球莢蒾（Viburnum suspensumLindl.）、臺東莢蒾（Viburnum taitoenseHayata）和日本莢蒾（Viburnum japonicum（Thunb.）Spreng.）花粉活力和柱頭可授性研究，確定采集花粉活力和柱頭可授性最強的最佳時期，為莢蒾屬植物的育種研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

浙江省杭州市臨安區青山鎮青山湖基地培育的生長健壯的3 年生琉球莢蒾、臺東莢蒾和日本莢蒾扦插苗，3 種苗的開花結果均能達到正常水平。

1.2 試驗方法

1.2.1 花粉活力 2019—2021 年，篩選3 種適于莢蒾屬植物花粉離體培養的液體培養基，在浙江省杭州市臨安區青山鎮青山湖基地對琉球莢蒾、臺東莢蒾和日本莢蒾的花粉進行花粉活力測定。對不同植物的花粉測定常用的有染色法和萌發法［14-19］，萌發法測定結果相比染色法更加接近花粉實際萌發情況［20，21］，故本試驗選擇萌發法測定花粉活力，并根據實際情況選用液體培養基。本試驗選擇了3 種液體培養基，①5 g/L 蔗糖+90 mg/L 硼酸+50 mg/L 氯化鈣；②15 g/L 蔗糖+80 mg/L 硼酸；③10 g/L 蔗糖+70 mg/L 硼酸+150 mg/L 氯化鈣。

2021 年對莢蒾3 種不同采取時間的花粉進行活力測定，開裂前1 d，根據花朵開放進程，在花朵開放的前1 d 的9：00 將花苞取下，取出花藥置于干燥器采取花粉；開裂當天9：00 花藥剛裂開時采取花粉；開裂第二天，提前1 天9：00 將剛開花的花朵進行標記，于第二天9：00 采取花粉。具體處理見表1。

表1 不同采取時間的花粉活力測定處理

花粉測定方法為，將供試花粉均勻分散地撒在滴有3 種培養基的凹形載玻片上，置于培養皿中保濕，放于25 ℃的人工氣候箱中培養4 h 后在顯微鏡下統計花粉萌發的數量，花粉管長度大于花粉直徑視為萌發。每個處理統計10 個視野，每個視野的花粉粒數量不少于50 個。

1.2.2 柱頭可授性 采用聯苯胺-過氧化氫法。9：00采集新鮮的柱頭，將其浸入裝有聯苯胺-過氧化氫反應液（1%聯苯胺溶液、3%過氧化氫溶液、水的體積比為4∶11∶22 的混合液）的凹面載玻片的凹陷處。10～20 min 后在顯微鏡下觀測柱頭染色且周圍出現大量氣泡來確定其具有可授性，若沒有染色且沒有大量氣泡則認為柱頭沒有可授性。計算具有可授性的柱頭數量占共檢小花柱頭總數的百分率。

2 結果與分析

2.1 花粉活力

2.1.1 低溫對莢蒾花粉活力的影響 從溫度來看，2021 年1 月，試驗地溫度達到-8 ℃，較往年低5 ℃左右，2019 年和2020 年最低溫基本維持在-2 ℃左右。試驗結果表明，除日本莢蒾外，2021 年琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力均高于2020 年和2019 年，各處理均高出25%以上，且均以③號培養基處理最佳，與2020 年和2019 年相比，分別高出36.55、34.84 和63.65、59.16 個百分點。這說明低溫可能對提高臺東莢蒾和琉球莢蒾的花粉活力具有明顯的促進作用，1 月琉球莢蒾和臺東莢蒾花序已經顯現，部分花苞已分離并伸長，此時低溫可能對雄蕊生長產生了一定的刺激作用，并有效促進了花粉發育，導致花粉活力提高，為當年的坐果提供了良好的基礎。2021年日本莢蒾花粉活力中除①號培養基處理外，其余2 個培養基處理均低于2020 年和2019 年。這說明日本莢蒾的花藥發育對溫度可能比較敏感，溫度和培養基的不同組合均能影響花粉活力。

從培養基看，2019—2021 年琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力均以③號培養基處理最高，除2021 年的臺東莢蒾以②號培養基處理最低之外，其余均以①號培養基處理最低，③號培養基最適合用于琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力測定。日本莢蒾2020年和2019 年以③號培養基處理最佳，②號培養基最差，2021 年以①號培養基處理最佳，③號培養基最差，說明在不同溫度下，不同培養基對日本莢蒾花粉活力的影響較大（表2）。

表2 3 種莢蒾不同年份的花粉活力比較

2.1.2 不同采取時間對花粉活力的影響 由表3 可知，琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力均以處理6 最高，分別為52.38%和74.63%，即開裂當天采取的花粉在③號培養基處理下活力最強。處理2 最低，分別為29.44%和16.09%，即花藥開裂前1 d 采取、在②號培養基處理下活力最差。日本莢蒾的花粉活力處理4 最高，為25.58%，即當天采取并在①號培養基處理下活力最佳，處理3 最低，為8.79%，即花藥開裂前1 d 采取并在③號培養基處理下活力最差。結果表明，3 種莢蒾的花粉活力均以當天采取的活力最強，花藥開裂前1 d 采取的活力最差。這可能是因為一方面花藥開裂前1 d 采取的花粉活力在生理上還未達到最佳水平，另一方面可能在干燥的條件下使其失去水分導致活力下降。

表3 3 種莢蒾不同采集時間的花粉活力比較

2.2 柱頭可授性

柱頭可授性的高低及可授期的長短很大程度上影響授粉成功率，通過對琉球莢蒾、臺東莢蒾和日本莢蒾花不同開放期的柱頭用聯苯胺-過氧化氫法測定柱頭可授性。由表4 可知，琉球莢蒾、臺東莢蒾和日本莢蒾的柱頭均在花苞開裂當天可授性最高，分別為66.67%、88.89%和68.89%，均為花苞開裂第二天可授性最低。花苞開裂前1 d 和后1 d 的柱頭均具有可授性，但可授性均明顯下降。說明其在開花當天授粉結實的可能性最大，在花苞開裂前1 d 及開裂后1 d 授粉結實可能性相較開花當天有較大程度降低。在實際操作中可根據研究結果選擇在花苞開裂前1 d 和開裂當天進行雜交試驗，以提高育種試驗的成功率。

表4 3 種莢蒾不同開花進程的柱頭可授性比較

3 小結與討論

花粉的活力關系到授粉的質量和授粉的成功率，柱頭可授期是花朵成熟過程重要的時期，象征著成熟柱頭對花粉接受能力的持續時間，關系到人工授粉后結實率的高低［22］。因此，研究花粉的活力和柱頭可授性是完成人工授粉前必不可少的基礎性工作［23，24］。本試驗結果表明，琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力均以③號培養基最佳，2021 年的琉球莢蒾和臺東莢蒾的花粉活力均高于2020 年和2019 年，且均高出25%以上，說明低溫可能對提高臺東莢蒾和琉球莢蒾的花粉活力具有明顯的促進作用，在雄蕊生長的某階段，低溫具有一定的正向刺激作用，能有效促進花粉的發育，提高花粉活力。日本莢蒾中除①號培養基處理2021 年的花粉活力比2020 年和2019 年高之外，其余2 個培養基處理均低于2020 年和2019 年。說明日本莢蒾的花藥發育對溫度比較敏感，溫度和培養基的不同組合均能影響花粉活力，影響機理有待進一步研究。

柱頭可授性的高低及可授期的長短很大程度上影響授粉成功率。本試驗結果表明，琉球莢蒾、臺東莢蒾和日本莢蒾的柱頭在開花當天可授性最高，說明其在開花當天授粉結實的可能性最大。花苞開裂前1 d 和后1 d 柱頭均具有可授性，但較開花當天相比有較大程度的降低，對于花粉活力低的組合，可以采取隔天多次授粉的方式解決。該結果可為莢蒾屬的人工授粉奠定技術基礎，為莢蒾屬植物人工育種的父母本選擇提供依據。