4種繡球花粉離體萌發(fā)研究

摘 要 通過探究‘棉花糖’、‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉離體萌發(fā)和花粉貯藏條件，為繡球雜交育種等研究工作提供參考。采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究蔗糖、硼酸和氯化鈣濃度對(duì)4種繡球花粉離體萌發(fā)的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討光照度、萌發(fā)溫度、貯藏溫度對(duì)繡球花粉萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，在單因素試驗(yàn)中，蔗糖和硼酸在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)4種繡球花粉萌發(fā)起促進(jìn)作用，超過一定濃度則抑制萌發(fā)；適量的氯化鈣對(duì)‘精靈’花粉離體萌發(fā)有促進(jìn)作用，對(duì)‘棉花糖’、銀邊繡球和蠟蓮繡球花粉離體萌發(fā)均有一定程度的抑制作用。正交試驗(yàn)中，適合‘棉花糖’和銀邊繡球花粉萌發(fā)的最佳培養(yǎng)基均為A2B3C1，即蔗糖100 g/L+硼酸300 mg/L+氯化鈣15 mg/L，萌發(fā)率分別為32.65%和35.07%；‘精靈’花粉萌發(fā)的最佳培養(yǎng)基為A3B2C1，即蔗糖150 g/L+硼酸150 mg/L+氯化鈣15 mg/L，萌發(fā)率為83.59%；蠟蓮繡球的最佳培養(yǎng)基為A1B1C1，即蔗糖30 g/L+硼酸30 mg/L+氯化鈣15 mg/L，萌發(fā)率為21.38%。4種繡球花粉萌發(fā)最佳光照度為200 lx，最適溫度為25 ℃和30 ℃；‘棉花糖’、‘精靈’和銀邊繡球花粉中短期貯藏的適宜溫度為-80 ℃，蠟蓮繡球花粉貯藏的適宜溫度為-20 ℃。

關(guān)鍵詞 繡球花粉；離體萌發(fā)；正交試驗(yàn)；貯藏溫度；光照度

繡球（Hydrangea macrophylla）又名八仙花、粉團(tuán)花、紫陽(yáng)花，是繡球科繡球?qū)僦参?，原產(chǎn)于中國(guó)和日本。繡球園藝品種繁多，花色艷麗，花序碩大，花期長(zhǎng)，可作觀賞灌木、鮮切花和盆栽花卉，具有極高的觀賞價(jià)值。我國(guó)應(yīng)用的繡球品種主要是從歐洲等國(guó)家進(jìn)口［1-2］。我國(guó)野生繡球資源豐富，是繡球?qū)僦参镔Y源的中心，但是國(guó)內(nèi)繡球?qū)僦参镉N研究相對(duì)落后，野生資源開發(fā)利用不足［3-4］。

雜交育種是繡球新品種選育的重要途徑，而花粉活力是影響雜交育種的重要因素［5-6］。因此，在進(jìn)行雜交前明確花粉活力，可以在一定程度上規(guī)避雜交風(fēng)險(xiǎn)，提高育種效率［7］?；ǚ刍盍y(cè)定方法有TTC染色法、I2-KI染色法、孢粉染色法和離體萌發(fā)法等［8］?；ǚ垭x體萌發(fā)法是模擬花粉在柱頭上的自然萌發(fā)狀態(tài)，可以更接近真實(shí)地反映花粉在植物體內(nèi)的萌發(fā)率［9-11］。花粉離體萌發(fā)率取決于花粉本身的活力和花粉萌發(fā)條件兩個(gè)因素［12］。不同植物花粉萌發(fā)時(shí)對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的需求不同。韓勇等［13］對(duì)‘愛莎’等大花繡球花粉進(jìn)行了離體萌發(fā)試驗(yàn)，篩選出所試品種最適培養(yǎng)基為“蔗糖10%+硼酸50 mg/L+氯化鈣30 mg/L”。繡球園藝品種和國(guó)內(nèi)豐富的野生種雜交可以選育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兼觀賞性和適應(yīng)性的優(yōu)良品種，但是大多數(shù)園藝品種和野生種存在花期不遇，所以花粉的管理也尤為重要?；ǚ酃芾戆ú杉瘯r(shí)間和儲(chǔ)存等［14］。目前關(guān)于繡球花粉的研究多集中在花粉粒形態(tài)特征方面［15-18］，關(guān)于野生繡球和園藝品種花粉活力的報(bào)道較少。本試驗(yàn)選擇園藝?yán)C球品種‘棉花糖’、‘精靈’、銀邊繡球和秦嶺的蠟蓮繡球，采用花粉離體萌發(fā)法，篩選最佳蔗糖、硼酸和氯化鈣組合作為萌發(fā)基質(zhì)，研究溫度、光照度、萌發(fā)時(shí)間和貯藏溫度對(duì)繡球花粉萌發(fā)率" 的影響，為繡球雜交育種工作的開展提供參考" 依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 花粉的采集與處理

‘棉花糖’‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球均種植在陜西省西安植物園（陜西省植物研究所），于5月盛花期采集‘棉花糖’‘精靈’‘銀邊繡球’花粉，6月盛花期采集蠟蓮繡球花粉。均選取生長(zhǎng)健壯、無病蟲害繡球植株，于9：00-10：00取當(dāng)日散粉的花朵，用硫酸紙包裹帶回實(shí)驗(yàn)室，收集花粉，進(jìn)行離體萌發(fā)試驗(yàn)，同時(shí)，用于后續(xù)試驗(yàn)的花粉用硫酸紙包裹后立即放入干燥劑中，分別置于常溫25 ℃、4 ℃、-20 ℃和-80 ℃保存。

1.2 方" 法

1.2.1 離體萌發(fā)法測(cè)定花粉活力 配制所需蔗糖、硼酸、氯化鈣質(zhì)量濃度的培養(yǎng)基，滴1滴于載玻片上，用棉簽蘸取花粉后輕彈撒于培養(yǎng)液上，每種花粉3個(gè)重復(fù)。將載玻片放在有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，蓋上蓋子，在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)后，在顯微鏡下觀察萌發(fā)情況。統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率時(shí)隨機(jī)選取不少于50?；ǚ鄣?個(gè)視野，花粉管長(zhǎng)度超過花粉粒直徑的計(jì)為萌發(fā)，計(jì)算花粉萌發(fā)率，取平均值。花粉萌發(fā)率（%）=萌發(fā)的花粉數(shù)/視野內(nèi)花粉?？倲?shù)×100%。

1.2.2 培養(yǎng)基的單因素試驗(yàn) 參照韓勇等［13］關(guān)于大花繡球花粉萌發(fā)試驗(yàn)的方法，分別對(duì)蔗糖、硼酸、氯化鈣進(jìn)行單因素試驗(yàn)（表1）。通過萌發(fā)率統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定3種成分的濃度用于下一步正交" 試驗(yàn)。

1.2.3 培養(yǎng)基的正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探索繡球花粉離體萌發(fā)的最佳培養(yǎng)基配方，采用L9（34）正交設(shè)計(jì)，研究培養(yǎng)基組分中蔗糖（A）、硼酸（B）、氯化鈣（C） 3個(gè)因素的各個(gè)水平對(duì)繡球花粉離體萌發(fā)的影響，因素水平見表2。

1.2.4 不同光照度對(duì)繡球花粉離體萌發(fā)率的影響 利用篩選出的最優(yōu)培養(yǎng)基，在25 ℃下，將繡球花粉分別置于0、50、200、500、" 1 000、2 000、" 3 000、4 000 lx光照度下離體萌發(fā)16 h，統(tǒng)計(jì)繡球花粉萌發(fā)率，篩選出最佳光照度。

1.2.5 不同溫度下萌發(fā)時(shí)間對(duì)繡球花粉離體萌發(fā)率的影響 利用篩選出的最優(yōu)培養(yǎng)基及最佳光照度，研究繡球花粉在20、25、30 ℃下萌發(fā)時(shí)間為1.5、3、5、8、12、16、24 h的離體萌發(fā)率。

1.2.6 貯藏溫度對(duì)繡球花粉萌發(fā)率的影響 在篩選出的最優(yōu)培養(yǎng)基、最佳光照度及適宜萌發(fā)溫度下，對(duì)在25、4、-20、-80 ℃貯藏0 （對(duì)照CK）、20、40、60、80、100 d的繡球花粉進(jìn)行離體萌發(fā)，統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件繪制圖表，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素對(duì)繡球花粉萌發(fā)率的影響

通過對(duì)蔗糖、硼酸、氯化鈣的單因素試驗(yàn)，結(jié)果表明，3個(gè)單因素對(duì)不同繡球花粉離體萌發(fā)的影響不同（圖1）。蔗糖對(duì)4種繡球花粉萌發(fā)作用顯著，變化趨勢(shì)整體均呈倒“V”型，當(dāng)蔗糖質(zhì)量濃度為100 g/L時(shí)，‘棉花糖’和‘精靈’花粉萌發(fā)率最大，分別為25.73%和42.33%；蔗糖質(zhì)量濃度為30 g/L時(shí)，‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉萌發(fā)率最大，分別為26.52%和14.35%。硼酸對(duì)4種繡球花粉離體萌發(fā)的作用不盡相同，‘棉花糖’‘精靈’和‘銀邊繡球’的萌發(fā)曲線均為雙峰型，‘棉花糖’花粉萌發(fā)的兩個(gè)最大峰值分別出現(xiàn)在硼酸質(zhì)量濃度為30 mg/L和150 mg/L，‘精靈’的兩個(gè)峰值分別出現(xiàn)在硼酸質(zhì)量濃度為150 mg/L和300 mg/L，‘銀邊繡球’的兩個(gè)峰值分別出現(xiàn)在30 mg/L和300 mg/L；不同硼酸質(zhì)量濃度下蠟蓮繡球花粉萌發(fā)率均較低，≤2.02%（文中未顯示蠟蓮繡球數(shù)據(jù)）。適量的氯化鈣對(duì)‘精靈’花粉離體萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，不添加氯化鈣時(shí)萌發(fā)率為0，隨著Ca2+質(zhì)量濃度增大花粉萌發(fā)率顯著提高，質(zhì)量濃度為30 mg/L時(shí)萌發(fā)率最大，為2.38%，當(dāng)質(zhì)量濃度增加到300 mg/L時(shí)萌發(fā)率降為0；單獨(dú)添加氯化鈣對(duì)‘棉花糖’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉離體萌發(fā)均有一定程度的抑制作用，且萌發(fā)率均較低（文中未顯示數(shù)據(jù)）。通過單因素試驗(yàn)對(duì)4種繡球花粉離體萌發(fā)率影響的綜合分析，確定表2中的因素水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)對(duì)4種繡球花粉萌發(fā)的影響

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，為尋求蔗糖、硼酸、氯化鈣的最佳組合，從中選取適宜的質(zhì)量濃度梯度設(shè)計(jì)三因素三水平L9（34）正交試驗(yàn)（表3）。結(jié)果顯示，4種繡球在不同培養(yǎng)基上的花粉萌發(fā)率具有顯著差異。其中，‘棉花糖’在組合6（A2B3C1）上的萌發(fā)率最高為32.65%，最低組合2（A1B2C2）為13.13%，相差19.52%；‘精靈’在組合8（A3B2C1）上的萌發(fā)率最高為83.59%，最低組合2（A1B2C2）為38.76%，相差44.83%；‘銀邊繡球’在組合6（A2B3C1）上的萌發(fā)率最高為" 35.07%，最低組合9（A3B3C2）為18.14%，相差" 16.93%；蠟蓮繡球在組合1（A1B1C1）上的萌發(fā)率最高為21.38%，最低組合7（A3B1C3）為" 5.00%，相差16.38%。4種繡球花粉離體萌發(fā)率由大到小依次為‘精靈’＞‘銀邊繡球’＞‘棉花糖’＞蠟蓮繡球，最優(yōu)培養(yǎng)分別為A3B2C1 、A2B3C1 、A2B3C1 、A1B1C1。

各因素在不同水平上的平均值（Ki）及極差（R）分別反映了不同因素各水平對(duì)繡球花粉萌發(fā)率的影響情況及該因素對(duì)繡球花粉萌發(fā)率的影響程度，Ki值越大，萌發(fā)率越高，R值越大，該因素影響越大［19］。由直觀分析可知，在‘棉花糖’花粉萌發(fā)中，蔗糖（A）、硼酸（B）、氯化鈣（C）3個(gè)因素的Ki最大值分別為K2、K3、K1，3個(gè)因素對(duì)花粉萌發(fā)率影響的R值大小依次為蔗糖（A）＞氯化鈣（C）＞硼酸（B）；‘精靈’花粉萌發(fā)中3個(gè)因素的Ki最大值分別為K3、K2、K1，R值大小依次為蔗糖（A）＞硼酸（B）＞氯化鈣（C）；銀邊繡球花粉萌發(fā)中3個(gè)因素的Ki最大值分別為K2、K3、K1，R值大小依次為氯化鈣（C）＞蔗糖（A）＞硼酸（B）；蠟蓮繡球花粉萌發(fā)中3個(gè)因素的Ki最大值均為K1，R值大小依次為蔗糖（A）＞氯化鈣（C）＞硼酸（B）。直觀分析結(jié)果可看出，影響花粉萌發(fā)3因素Ki最大值組合與表3中各繡球花粉萌發(fā)率最大值一致；‘棉花糖’‘精靈’和蠟蓮繡球花粉萌發(fā)率影響最大的因素為蔗糖，‘銀邊繡球’影響最大的因素為氯化鈣。方差分析結(jié)果表明，蔗糖對(duì)‘精靈’花粉萌發(fā)率達(dá)到顯著影響，是‘精靈’花粉萌發(fā)最關(guān)鍵因素，其他因素影響均不顯著；3因素對(duì)‘棉花糖’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球影響均不顯著。

2.3 光照度對(duì)4種繡球花粉萌發(fā)的影響

在25 ℃條件下，分別在最優(yōu)培養(yǎng)基上進(jìn)行光照度對(duì)花粉萌發(fā)率影響試驗(yàn)。從圖2可以看出，光照度對(duì)4種繡球花粉離體萌發(fā)率有顯著影響。4種繡球花粉萌發(fā)率最大光照度均為200 lx。在0 lx（黑暗）和50 lx光照條件下，‘棉花糖’‘精靈’和‘銀邊繡球’花粉萌發(fā)率均顯著高于500 lx及更強(qiáng)光照下的萌發(fā)率，且隨著光照度增大花粉萌發(fā)率顯著降低，當(dāng)光照度為4 000 lx時(shí)，較最大萌發(fā)率分別降低28.35%、64.55%和24.89%。蠟蓮繡球在0 lx（黑暗）和50 lx光照度與較高光照度下花粉萌發(fā)率差異不顯著?？梢姡?種繡球花粉萌發(fā)均在弱光照條件下進(jìn)行。

2.4 不同溫度下培養(yǎng)時(shí)間對(duì)繡球花粉離體萌發(fā)率的影響

花粉萌發(fā)是花粉細(xì)胞內(nèi)一系列生化反應(yīng)的結(jié)果，溫度是影響生化反應(yīng)進(jìn)行的基本條件之一［20］。選擇最優(yōu)培養(yǎng)基及200 lx光照度，分別在20 ℃、25 ℃、30 ℃下觀察4種繡球花粉離體萌發(fā)情況，結(jié)果見圖3。由圖3可知，4種繡球花粉均在20 ℃時(shí)萌發(fā)速率和萌發(fā)率最低，‘棉花糖’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球均在培養(yǎng)時(shí)間為16 h時(shí)達(dá)到最大萌發(fā)率，‘精靈’在24 h 達(dá)到最大萌發(fā)率。‘棉花糖’花粉在25 ℃和30 ℃下培養(yǎng)時(shí)間為16 h時(shí)達(dá)到最大萌發(fā)率，且差異不顯著；‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉在25 ℃和30 ℃下均分別在16 h和12 h達(dá)到最大萌發(fā)率，且兩個(gè)溫度下的最大萌發(fā)率均差異不顯著。綜上分析可知，" 25 ℃和30 ℃均為4種繡球花粉適宜萌發(fā)溫度，溫度過低不利于花粉萌發(fā)。

2.5 貯藏溫度對(duì)4種繡球花粉萌發(fā)率的影響

圖4顯示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，4種繡球花粉萌發(fā)率均逐漸降低，且總體趨勢(shì)為先快后慢。在室溫25 ℃條件下，4種繡球花粉萌發(fā)率均急速下降，第20天時(shí)，‘棉花糖’‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉萌發(fā)率分別降低到3.29%、" 11.75%、5.24%和7.49%；當(dāng)貯藏時(shí)間為60 d時(shí)，萌發(fā)率均為0，這可能是由于較高溫度下花粉呼吸作用強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)消耗多，導(dǎo)致花粉活力迅速下降。隨著貯藏溫度降低，‘棉花糖’‘精靈’和‘銀邊繡球’花粉萌發(fā)率均逐漸增加，而蠟蓮繡球是在" -20 ℃貯藏時(shí)萌發(fā)率最高。繡球花粉在各低溫貯藏下萌發(fā)率降低差異顯著，‘棉花糖’花粉在貯藏100 d時(shí)，-80 ℃、-20 ℃和4 ℃條件下萌發(fā)率分別降低到對(duì)照（CK）的22.37%、16.97%和" 8.70%，‘精靈’花粉萌發(fā)率分別降低到對(duì)照（CK）的29.82%、20.91%和4.06%，蠟蓮繡球分別為對(duì)照（CK）的37.71%、43.30%和2.35%?！y邊繡球’花粉在-80 ℃條件下貯藏100 d萌發(fā)率降低到對(duì)照（CK）的51.13%，且與貯藏80 d差異不顯著，-20 ℃和4 ℃條件下萌發(fā)率分別降低到對(duì)照（CK）的22.29%和9.39%。綜上可知，" -80 ℃適合‘棉花糖’‘精靈’和‘銀邊繡球’花粉的中短期貯藏，且‘銀邊繡球’花粉萌發(fā)率下降最慢；-20 ℃更適合蠟蓮繡球花粉的貯藏。

3 結(jié)論與討論

花粉萌發(fā)率是衡量花粉活力的主要標(biāo)志，花粉萌發(fā)受自身發(fā)育狀況、培養(yǎng)基組分、光照、溫度、儲(chǔ)存條件等環(huán)境因子的影響［21］?；ǚ垭x體萌發(fā)一般是在培養(yǎng)基上進(jìn)行，蔗糖是培養(yǎng)基的主要成分之一，既是花粉粒萌發(fā)及花粉管壁合成的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又是花粉代謝的重要碳源及細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)［22］。蔗糖質(zhì)量濃度過高過低都會(huì)影響花粉萌發(fā)，必須控制在合理范圍內(nèi)。馮建文等［23］研究表明，‘嘎啦’蘋果花粉萌發(fā)率隨著蔗糖質(zhì)量濃度加大而逐漸增加，當(dāng)蔗糖為80 g/L時(shí)萌發(fā)率最大，當(dāng)蔗糖的添加量繼續(xù)增大時(shí)，花粉萌發(fā)率呈下降趨勢(shì)。本研究中，‘棉花糖’‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球分別在蔗糖質(zhì)量濃度為100"" g/L、100 g/L、30 g/L、30 g/L時(shí)花粉萌發(fā)率最大，依次為25.73%、42.33%、26.52%、14.35%，隨著蔗糖質(zhì)量濃度增大，萌發(fā)率均降低，與上述研究結(jié)果一致。硼酸的作用主要是硼離子能與蔗糖形成絡(luò)合物，易于通過質(zhì)膜，促進(jìn)糖的吸收與代謝［24］。本研究結(jié)果表明，硼酸對(duì)‘棉花糖’‘精靈’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉萌發(fā)均有不同程度的促進(jìn)作用，且硼酸質(zhì)量濃度過高或者過低均會(huì)抑制花粉萌發(fā)。Wang等［25］認(rèn)為，適宜質(zhì)量濃度的外源Ca2+能夠促進(jìn)花粉離體萌發(fā)。本研究中，Ca2+為‘精靈’花粉萌發(fā)的必須因素，適宜質(zhì)量濃度的氯化鈣對(duì)‘精靈’花粉萌發(fā)有顯著的促進(jìn)作用，質(zhì)量濃度為30 mg/L時(shí)萌發(fā)率最大，300"" mg/L時(shí)萌發(fā)率為0。楊界等［26］發(fā)現(xiàn)Ca2+抑制狹葉重樓花粉的萌發(fā)。郭麗等［27］研究表明，Ca2+對(duì)大巖桐花粉萌發(fā)雖不具備促進(jìn)作用，但對(duì)花粉管的生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。本研究的單因素試驗(yàn)中，氯化鈣對(duì)‘棉花糖’‘銀邊繡球’和蠟蓮繡球花粉萌率發(fā)均有一定程度的抑制作用，但在正交試驗(yàn)中與蔗糖、硼酸的最佳組合，對(duì)萌發(fā)率有一定的促進(jìn)作用，原因可能是3因素之間的協(xié)同作用，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

光照對(duì)植物花粉萌發(fā)的影響因植物種類而不同。張忠鎮(zhèn)等［28］研究發(fā)現(xiàn)，1 600～2 000 lx是元寶楓花粉萌發(fā)的最佳光照度，低于800 lx不利于花粉萌發(fā)；彭向永等［29］也發(fā)現(xiàn)，增加光照度可以提高蒿柳花粉萌發(fā)率，低于1 200 lx不利于花粉萌發(fā)。與以上結(jié)果不同，西番蓮花粉在0 lx（黑暗）條件下的離體萌發(fā)率最高，花粉管生長(zhǎng)最佳［30］；遮陽(yáng)不僅有利于延長(zhǎng)豬牙花花粉活力保持時(shí)間，還能增強(qiáng)花粉活力［31］。本研究發(fā)現(xiàn)，4種繡球均在0 lx（黑暗）或弱光環(huán)境下花粉萌發(fā)率較高，光照度為200 lx時(shí)萌發(fā)率最高，隨著光照度增加萌發(fā)率逐漸降低，這可能是由于繡球自身特性以及生長(zhǎng)環(huán)境導(dǎo)致的。

花粉貯藏是植物種質(zhì)資源保存和花期不遇品種進(jìn)行雜交工作的關(guān)鍵，有效的花粉貯藏方法是保育工作順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)［32］。花粉在貯藏期間持續(xù)地進(jìn)行呼吸等代謝活動(dòng)，不間斷地消耗著自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致花粉生活力下降直至喪失，而貯藏溫度是影響花粉活力保持物質(zhì)降解或者轉(zhuǎn)化速度的最主要因素之一［33］。對(duì)大多數(shù)植物而言，貯藏溫度越低，花粉壽命越長(zhǎng)；貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，花粉生活力越低。趙萍等［34］試驗(yàn)結(jié)果表明，與" 4 ℃和-20 ℃相比，-80 ℃儲(chǔ)存190 d的紫斑牡丹花粉仍有較高活性和萌發(fā)率，適用于花粉的長(zhǎng)期保存。本研究中，‘棉花糖’‘精靈’和‘銀邊繡球’花粉在-80 ℃中短期貯藏優(yōu)于25 ℃、4 ℃和-20 ℃，與上述研究結(jié)果基本一致。Kumari等［35］發(fā)現(xiàn)-20 ℃比-80 ℃更適宜羅勒屬植物花粉貯藏。蠟蓮繡球花粉貯藏的各個(gè)階段，-20 ℃條件下的花粉萌發(fā)率均高于-80 ℃，這可能一方面是由于在超低溫條件下，蠟蓮繡球中的保護(hù)酶受低溫刺激活性迅速下降，對(duì)花粉內(nèi)部清除活性氧的能力減弱，導(dǎo)致花粉極易衰老與死亡；另一方面可能由于蠟蓮繡球花粉濕度過高，花粉細(xì)胞結(jié)冰導(dǎo)致細(xì)胞膜受損［36］。繡球花粉貯藏過程中花粉濕度對(duì)萌發(fā)率的影響有待進(jìn)一步研究。適宜的花粉貯藏方式和條件可以為繡球育種工作的順利進(jìn)行提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn) Reference：

［1］ 屈連偉.繡球花新品種選育——種子收獲和播種［J］.中國(guó)花卉園藝，2013（8）：30-32.

QU L W.Breeding of new varieties of Hydrangea macrophylla—seed harvesting and sowing［J］.China Flower Horticulture，2013（8）：30-32.

［2］ 鄧衍明，韓 勇，齊香玉，等.繡球?qū)僦参锓N質(zhì)資源分析及其花色可調(diào)性和葉斑病抗性比較［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2018，27（4）：90-100.

DENG Y M，HAN Y，QI X Y，et al.Analysis on germplasm resources of species in Hydrangea Linn.and comparisons on their flower color variability and resistance to leaf-spot disease［J］.Journal of Plant Resources and Environment，2018，27（4）：90-100.

［3］ 陳 爽.秦嶺地區(qū)八仙花屬植物種質(zhì)資源調(diào)查保存與評(píng)價(jià)研究［D］.陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021.

CHEN SH.Investigation，preservation and evaluation of Hydrangea germplsm resources in Qinling Mountains［D］.Yangling Shaanxi：Northwest Aamp;F University，2021.

［4］ 吳 凡，江俊浩，盧 山，等.中國(guó)繡球?qū)俜N質(zhì)資源及其利用研究進(jìn)展［J］.園藝學(xué)報(bào)，2022，49（9）：2037-2050.

WU F，JIANG J H，LU SH，et al.Research progress on germplasm resources and utilization of Hydrangea in China［J］.Acta Horticulturae Sinica，2022，49（9）：2037-2050.

［5］ 李振勤，耿 芳，聶瑞敏，等.不同貯藏條件下滇山茶花粉萌發(fā)與花粉活力保存［J/OL］.分子植物育種，2021［2022-03-16］.https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=1u4N9e-cd2SdOwOLW7p_IMXTCBR-RGilJ02 GmRXjtdj B7MOGhIfH-uHOo8J7emgAKqTfG6-ZZuXREw Tgypgkiz_pWyhXG4WOx7N1jzBDk4heWH0mzkACuA==amp;unip latform=NZKPTamp;language=gb.

LI ZH Q，GENG F，NIE R M，et al.Pollen germination and viability preservation of Camellia reticulata under different storage conditions［J/OL］.Molecular Plant Breeding，2021［2022-03-16］.https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=1u4N9e-cd2SdOwOLW7p_IMXTCBR-RGilJ02 GmRXjtdjB7MOGhIfH-uHOo8J7emgAKqTfG6-ZZuXREw Tgypgkiz_pWyhXG4WOx7N1jzBDk4heWH0mzkACuA==amp;uniplatform=NZKPTamp;language=gb.

［6］ 張 偉，關(guān)文靈，宋 杰，等.4個(gè)三角梅品種花粉離體萌發(fā)及活力測(cè)定優(yōu)化［J/OL］.分子植物育種，2022［2022-09-20］.https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=1u4 N9e-cd2S243Xd_3dW9jCeHka2kL" EOPHqE0v1i BwmqVpIrNrHBvd_6oG7YQLHm0dskmG_YnU9lZF beb3777IWsaK2dfCskTo8W1pe1a-Zv36hFXdFg Cg==amp;uniplatform=NZKPTamp;language=gb.

ZHANG W，GUAN W L，SONG J，et al.Optimization of in vitro pollen germination and viability determination of four Bougainvillea cultivars［J/OL］.Molecular Plant Breeding，2022［2022-09-20］.https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=1u4N9e-cd2S243Xd_3dW9jCeHka2kL" EOPHqE0v1iBwmqVpIrNrHBvd_6oG7YQLHm0dskmG_YnU9lZFbeb3777IWsaK2dfCskTo8W1pe1a-Zv36hFXdFg Cg==amp;uniplatform=NZKPTamp;language=gb.

［7］ DENG Y M，TENG N J，CHEN S M，et al.Reproductive barriers in the intergeneric hybridization between Chrysanthemum grandiflorum （Ramat.） Kitam. and Ajania przewalskii Poljak.（Asteraceae） ［J］.Euphytica，2010，174：41-50.

［8］ 段 青，蔡晶晶，杜文文，等.大麗花花粉活力及離體萌發(fā)研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2022，38（7）：52-61.

DUAN Q，CAI J J，DU W W，et al.Pollen viability and in vitro germination of Dahlia cultivars［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2022，38（7）：52-61.

［9］ STONE J L，THOMSON J D，DENT-ACOSTA S J.Assessment of pollen viability in hand-pollination experiments：a review［J］.American Journal of Botany，1995，" 82（9）：1186-1197.

［10］ 張超儀，耿興敏.6種杜鵑花屬植物花粉活力測(cè)定方法的比較研究［J］.植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，30（1）：92-99.

ZHANG CH Y，GENG X M.Comparative study on methods for testing pollen viability of the six species from genus Rhododendron［J］.Plant Science Journal，2012，" 30（1）：92-99.

［11］ 郝麗紅，陳 燕，楊柳慧，等.不同品種觀賞貝母花粉活力與萌發(fā)率比較［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，25（7）：1062-1066.

HAO L H，CHEN Y，YANG L H，et al.Pollen vitality and germination rate of different varieties of ornamental Fritillaries［J］.Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2016，25（7）：1062-1066.

［12］ "劉安成，尉 倩，李淑娟，等.幾種忍冬屬植物花粉離體萌發(fā)研究［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，38（7）：76-81.

LIU A CH，YU Q，LI SH J，et al.Study on pollen germination in vitro for several species of Lonicera［J］.Journal of Southwest University （Natural Science Edition），2016，38（7）：76-81.

［13］ 韓 勇，刁春武，施亞晨，等.大花繡球花粉離體萌發(fā)培養(yǎng)基的篩選及花粉萌發(fā)率和花藥含粉量的測(cè)定試驗(yàn)［J］." 上海蔬菜，2022（1）：70-72，91.

HAN Y，DIAO CH W，SHI Y CH，et al.Screening of pollen germination medium in vitro and determination of pollen germination rate and anther powder content of Hydrangea macrophylla［J］.Shanghai Vegetables，2022（1）：70-72，91.

［14］ SIDHU R K.Pollen storage in vegetable crops：a review［J］.Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry，2019，1，599-603.

［15］ 郝 剛，胡啟明.繡球亞科花粉形態(tài)的研究［J］.熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)，1996，4（3）：26-31.

HAO G，HU Q M.A study of pollen morphology of Hydrangeoideae （Hydrangeaceae） ［J］.Journal of Tropical and Subtropical Botany，1996，4（3）：26-31.

［16］ 張 梅，夏常英，傅連中，等.繡球?qū)伲℉ydrangea L.）及近緣屬花粉形態(tài)的研究［J］.廣西植物，2019，39（3）：297-311.

ZHANG M，XIA CH Y，F(xiàn)U L ZH，et al.Pollen morphology of" Hydrangea L.（Hydrangeaceae）" and its related genera［J］.Guihaia，2019，39（3）：297-311.

［17］ 黃麗娟，孫 強(qiáng).不同類型繡球?qū)倩ǚ坌螒B(tài)特征觀察［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（5）：1-3，8.

HUANG L J，SUN Q.Observation on pollen morphology of different types of Hydrangea L.［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2020，48（5）：1-3，8.

［18］ 周靜偉，吳曉夢(mèng)，周慧晶，等.10個(gè)八仙花品種花粉粒形態(tài)掃描電鏡觀察［J］.分子植物育種，2021，19（21）：7240-7250.

ZHOU J W，WU X M，ZHOU H J，et al.Observation of pollen grains of ten Hydrangea varieties with scanning"" electron microscope （SEM） ［J］.Molecular Plant Breeding，2021，19（21）：7240-7250.

［19］ 張慧會(huì)，祝遵凌.香水蓮花花粉活力測(cè)定最適培養(yǎng)條件分析［J］.分子植物育種，2020，18（2）：553-560.

ZHANG H H，ZHU Z L.Analysis of optimum culture conditions for determination of" Nymphaea hybrida" pollen vigor［J］.Molecular Plant Breeding，2020，18（2）：553-560.

［20］ 常海龍，張 偉，陳俊呂，等.甘蔗花粉離體萌發(fā)研究［J］.熱帶作物學(xué)報(bào)，2019，40（10）：2068-2075.

CHANG H L，ZHANG W，CHEN J L，et al.Sugarcane pollen germination in vitro［J］.Chinese Journal of Tropical Crops，2019，40（10）：2068-2075.

［21］ 李旭新，張艷青，馮獻(xiàn)賓，等.不同培養(yǎng)條件對(duì)黃連木花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的影響［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2009，29（5）：867-873.

LI X X，ZHANG Y Q，F(xiàn)ENG X B，et al.In vitro" pollen germination and pollen tube growth of Pistacia chinensis Bunge［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2009，29（5）：867-873.

［22］ FEI S，NELSON E.Estimation of pollen viability，shedding pattern，and longevity of creeping bentgrass on artificial media［J］.Crop Science，2003，43（6）：2177-2181.

［23］ 馮建文，鄒養(yǎng)軍，董 軍，等.‘嘎啦’蘋果花粉萌發(fā)中培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件優(yōu)化［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，25（11）：1643-1649.

FENG J W，ZOU Y J，DONG J，et al.Optimization of in vitro liquid medium component and culture condition for pollen of ‘Gala’ apple［J］.Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2016，25（11）：1643-1649.

［24］ 王 彪，趙 楊，仇 杰.七姊妹薔薇花粉萌發(fā)特性研究［J］.西部林業(yè)科學(xué)，2022，51（3）：18-23，39.

WAGN B，ZHAO Y，QIU J.Pollen germination characteristics of Rosa multiflora var.carnea［J］.Journal of West China Forestry Science，2022，51（3）：18-23，39.

［25］ WANG Q L，LU L D，WU X Q.Pollen storage and viability determination［J］.Chinese Bulletin of Botany，2002，19（3）：365-372.

［26］ 楊 界，李 燕，羅 莉，等.無機(jī)元素對(duì)狹葉重樓花粉萌發(fā)及花粉管生長(zhǎng)的影響［J］.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，27（2）：199-202.

YANG J，LI Y，LUO L，et al.Effects of mineral elements on pollen germination and pollen tube growth of Paris polyphylla var.stenophylla［J］.Journal of Sichuan Agricultural University，2009，27（2）：199-202.

［27］ 郭 麗，胡云飛，張李玲，等.大巖桐花粉萌發(fā)特性探究［J］.分子植物育種，2020，18（21）：7196-7202.

GUO L，HU Y F，ZHANG L L，et al.Study on pollen germination characteristics of" Sinningia speciosa［J］.Molecular Plant Breeding，2020，18（21）：7196-7202.

［28］ 張忠鎮(zhèn)，李岱龍，王文文，等.影響元寶楓花粉離體萌發(fā)的因素研究［J］.山東林業(yè)科技，2018（5）：40-43，49.

ZHANG ZH ZH，LI D L，WANG W W，et al.Study on factors affecting pollen germination in vitro of Acer truncatum Bunge［J］.Shandong Forestry Science and Technology，2018（5）：40-43，49.

［29］ 彭向永，劉俊祥，李振堅(jiān)，等.蒿柳花粉離體萌發(fā)及花粉管生長(zhǎng)特性［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，39（3）：81-86.

PENG X Y，LIU J X，LI ZH J，et al.Characteristics of pollen germination and pollen tube growth in Salix viminalis" in vitro［J］.Journal of Beijing Forestry University，2017，39（3）：81-86.

［30］ 蔡昭艷，蘇偉強(qiáng)，董 龍，等.鈣、鎂、鉀濃度及光照、溫度對(duì)西番蓮花粉離體萌發(fā)的影響［J］.果樹學(xué)報(bào)，2022，39（1）：86-94.

CAI ZH Y，SU W Q，DONG L，et al.Effects of calcium，magnesium，potassium，light and temperature on pollen germination and pollen tube elongation of passion fruit" in vitro［J］.Journal of Fruit Science，2022，39（1）：86-94.

［31］ 古麗江·賈曼拜，古力西拉·沙菩西.不同光照條件對(duì)新疆豬牙花花粉生活力及柱頭可授性的影響［J］.南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44（9）：1444-1447.

GU LI JIANG·J M B，GU LI XI LA·SH P X.Effects of different light conditions on pollen viability and stigma receptivity of Erythronium sibiricum［J］.Journal of Southern Agriculture，2013，44（9）：1444-1447.

［32］ 夏春英，謝小敏，劉江楓，等.竹葉蘭花粉離體萌發(fā)及其貯藏特性［J］.森林與環(huán)境學(xué)報(bào)，2019，39（5）：454-459.

XIA CH Y，XIE X M，LIU J F，et al.In vitro" germination and storage characteristics of Arundina graminifolia pollen［J］.Journal of Forest and Environment，2019，39（5）：454-459.

［33］ 徐葉挺，張校立，木巴熱克·阿尤普，等.不同活力花粉與其內(nèi)含物及水分含量變化及相關(guān)性［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，55（8）：1452-1456.

XU Y T，ZHANG X L，MUBAREK A，et al.Study on the change and correlation of inclusion and water content under different pollen vitality［J］.Xinjiang Agricultural Sciences，2018，55（8）：1452-1456.

［34］ 趙 萍，唐 紅，劉興宇，等.儲(chǔ)存溫度對(duì)單瓣和重瓣紫斑牡丹花粉活力及生理特性的影響［J］.西北植物學(xué)報(bào)，2022，42（12）：2052-2060.

ZHAO P，TANG H，LIU X Y，et al.Effect of storage temperature on the activity and physiological characteristics of single and double petal Paeonia rockii peony pollens［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2022，42（12）：2052-2060.

［35］ KUMARI M，PRASAD A，RAHMAN L，et al.In vitro" germination，storage and microscopic studies of pollen grains of four Ocimum species［J］.Industrial Crops amp; Products，2022，177：114445-114456.

［36］ 杜晉城，涂美艷，周正華，等.核桃離體花粉貯藏條件及活力研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27（4）：1682-1685.

DU J CH，TU M Y，ZHOU ZH H，et al.Research of storage conditions and viability of walnut pollen in vitro［J］.Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2014，27（4）：1682-1685.

Pollen Germination in vitro of Four Hydrangea Species

LIU Guoyu1，2， WANG Qing1，2， ZHANG Wenbo3，

LIU Ancheng1，2，ZHAO Xueyan1，2 and" LI Yan1，2

（1. Xi’an Botanical Garden of Shaanxi Province （Institute of Botany of Shaanxi Province）， Xi’an 710061， China;

2. Shaanxi Engineering Research Centre for Conservation and Utilization of Botanical Resources， Xi’an

710061， China; 3. Xi’an Agricultural" Technology Extension Center， Xi’an 710061，China）

Abstract In order to serve as a reference for Hydrangea crossbreeding studies， we conducted a study on the in vitro germination and storage conditions of pollen from four varieties：Hydrangea macrophylla ‘Cotton Candy’， Hydrangea macrophylla ‘Pillnitz’， Hydrangea macrophylla ‘Tricolor’ and Hydrangea strigosa.We investigated the effects of factors including sucrose， boric acid and calcium chloride concentration， on in vitro pollen germinationof four Hydrangea species using single factor and orthogonal design. Additionally， we investigated the effects of other factors including light intensity and temperature during germination and， storage temperature of pollen， on pollen germination of Hydrangea.The results showed that appropriate concentration of sucrose and boric acid promoted the pollen germination of four Hydrangea species.However， the pollen germination was inhibited in case of the concentration beyond the appropriate values. The appropriate amount of calcium chloride promoted the pollen in vitro germinations of Hydrangea macrophylla ‘Pillnitz’ but inhibited that of Hydrangea macrophylla ‘Cotton Candy’， Hydrangea macrophylla ‘Tricolor’ and" Hydrangea strigosa. The orthogonal experiment indicated that the optimal culture medium compositions for the pollen germination of Hydrangea macrophylla ‘Cotton Candy’ and， Hydrangea macrophylla ‘Tricolor’ were 100 g/L sucrose， 300 mg/L boric acid and， 15 mg/L calcium chloride， and the corresponding germination rates were 32.65% and 35.07%， respectively. The best medium composition for the pollen germination of Hydrangea macrophylla ‘Pillnitz’ was 150 g/L sucrose， 150 mg/L boric acid and， 15 mg/L calcium chloride， and the corresponding germination rate was 83.59%. The optimal medium composition for the pollen germination of Hydrangea strigosa was 30 g/L sucrose， 30 mg/L boric acid and， 15 mg/L calcium chloride， and the corresponding germination rate was"" 21.38%. The optimum light intensity and temperatures for the pollen germinations of four Hydrangea species were 200 lx and 25-30 ℃， respectively. The optimum temperatures of the short-term pollen storage was -80 ℃ for Hydrangea macrophylla ‘Cotton Candy’， Hydrangea macrophylla ‘Pillnitz’ ， Hydrangea macrophylla ‘Tricolor’ and， -20 ℃ for Hydrangea strigosa.

Key words Hydrangea pollen; Germination in vitro; Orthogonal design;Storage temperature; Light intensity

Received "2023-04-23 """Returned 2023-06-12

Foundation item The Key Research and Development Program of Shaanxi Province（No.2022NY-180）; the Key Research and Development Program of Shaanxi Province， Key Industry Innovation Chain （Group）-Agricultural Project（No.2022ZDLNY03-09）.

First author LIU Guoyu， female， associate research fellow.Research area：introduction and acclimation， cultivation， variety breeding and medicinal composition of ornamental plant. E-mail：liuguoyu1983@126.com

Corresponding"" author LI Yan， female， research fellow.Research area：introduction and acclimation， cultivation physiology and landscape configuration of ornamental plant. E-mail：5214352@126.com

（責(zé)任編輯：郭柏壽 Responsible editor：GUO Baishou）