时间：2015-12-21 00:47:02 所属分类：林业 浏览量:
0 引言 国槐（Sophora japonica）原产于中国北方，属于豆科蝶形花亚科槐属（Sophora L.）落叶乔木，在园林中适用于行道树和庭荫树，适应性及抗性强，它的花和坚果可作为黄色染料，也可入药[1].花粉活力是花粉质量的重要生理指标及评估花粉细胞活性的依据之一
0 引言
国槐（Sophora japonica）原产于中国北方，属于豆科蝶形花亚科槐属（Sophora L.）落叶乔木，在园林中适用于行道树和庭荫树，适应性及抗性强，它的花和坚果可作为黄色染料，也可入药[1].花粉活力是花粉质量的重要生理指标及评估花粉细胞活性的依据之一，植物的受精与花粉的萌发率有十分重要的作用，细胞学实验和杂交育种的成败与花粉活力有关[2].花粉是植物种质的主要形式，它在有性繁殖中发挥着重要作用。不同种质间的花期不同，为了能更好地利用花粉，要对花粉进行不同条件的保存以延长花粉的寿命[3].研究花粉保存条件，可以解决制种中花期不同的问题[4],可以使植物在不同的花期进行授粉杂交，还可以使不在同一地点的植物进行杂交授粉，重要的是能延长花粉的寿命[5].木本植物种质资源保存的重要方法之一是花粉的保存，花粉保存也是开展人工杂交的重要技术环节。
花粉的寿命很短，为了在较长时间内保持花粉的生活力，需要花粉在特殊条件下进行保存。贮存花粉的方法有很多，但不同植物的花粉对贮存条件的要求也不相同[6].番茄花粉在低温下，花粉寿命延长，且花粉有相对高的存活率；雪松花粉在冰箱冷藏室保存数年，其花粉依然具有较高的存活率；而鹅掌楸花粉不宜贮藏在4℃条件下[7].就目前对国槐花粉的研究而言，仅限于花粉形态学方面的研究，如赵燕等[3]对其花粉的形态进行了比较，杨德奎等[5]对山东槐属植物的花粉亚显微形态进行研究，而对花粉保存方法及活力的研究很少报道。
笔者以国槐花粉为材料，研究其在不同培养基上萌发情况及花粉的萌发时间，讨论花粉在不同浓度的蔗糖和硼酸条件下的萌发情况，确定适合花粉保存的方法，旨在为研究槐属植物的杂交育种提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
在山东省林业科学研究院收集处于盛花期的国槐花粉。实验于2014年7月在山东省林业科学研究院实验室进行。琼脂、蔗糖生产于Biotopped公司，硼酸由河南焦作市化工三厂生产，显微镜由北京泰克仪器有限公司制造。
1.2 实验方法
1.2.1 花粉的采集及处理 选择当天盛开的花朵，将花粉磕到硫酸纸上，包好，放在剩有干燥剂的干燥器中分别放于室温（27℃左右）和冰箱冷藏室（4℃），保存待用。
1.2.2 培养基配方 采用琼脂培养基萌发法。按照蔗糖、琼脂、硼酸浓度设计6种培养基，配方如表1所示。
1.2.3 萌发时间的测定 将培养基滴于载玻片上并铺展开，将花粉粒均匀散在凝固的培养基上，每种培养基上的花粉量应保持大致相同，放置于25℃培养箱中培养，每隔10 min拿到光学显微镜下观察，每个处理3个重复，每个重复随机观察 5 个视野，以确定花粉萌发时间。
1.2.4 花粉萌发率的测定 按照 1.2.3 中的方法进行花粉培养，萌发60 min后，拿到光学显微镜下观察，每个处理3个重复，每个重复随机观察5个视野，观察花粉的萌发情况。选择花粉萌发率，计算见式（1），最高的培养基用作下一步实验。
花粉萌发率=（萌发花粉粒数目/观察的总花粉粒）×100%…… （1）
1.2.5 花粉保存方法的确定 每天在相同的时间将保存备用的花粉进行培养，萌发60 min后，拿到光学显微镜下观察花粉的萌发情况，每个处理3个重复，每个重复随机观察5个视野，直至花粉不再萌发。对比统计的2组数据，以确定于花粉的保存方法。
2 结果与分析
2.1 培养基法测定花粉管生长时间
花粉管的生长需要一定的时间，在2号培养基上培养不同时间，放到40倍显微镜下观察花粉管的生长，情况如图1所示。培养40 min时花粉刚萌发如图1A;培养 60 min 时花粉管萌发如图 1B（此时花粉管的长度约为花粉粒的3倍）；培养90 min花粉管基本停止生长如图1C,此时花粉管的长度约为培养60 min时的2 倍。
2.2 不同培养基对花粉萌发率的影响
影响花粉萌发的重要原因有蔗糖和硼酸[8].蔗糖不仅为花粉萌发和花粉管的生长提供营养和所需要的碳源，还能帮助花粉维持外界环境一定的渗透压[9].
花粉培养基的主要成分是硼酸，硼酸不仅能增加花粉对糖的吸收、运转和代谢，增加氧的吸收，还能促进花粉的萌发和花粉管的伸长[10].硼酸与糖结合不仅提高了花粉管的萌发率，还促进了果胶的合成[11].笔者设计了6个培养基配方，实验结果显示花粉在6种培养基上全部萌发，10倍显微镜下观察萌发情况，如图2.统计花粉萌发率结果如表2所示，通过对①号培养基与④号培养基、②号培养基与⑤号培养基、③号培养基与⑥号培养基的花粉萌发率观察硼酸对花粉萌发的作用，由3组对比可以看出100 mg/L的硼酸比10 mg/L的硼酸花粉萌发率高。由①号与②号、④号与⑤号2组培养基可以看出蔗糖对花粉萌发的影响：5 g比0.5 g蔗糖花粉萌发率高。由②号与③号、⑤号与⑥号2组培养基可以看出琼脂对于花粉萌发的影响：1 g比0.5 g琼脂花粉萌发率高。
2.3 不同储存条件下的花粉萌发率
分别观察存放于室温（27℃左右）和冰箱冷藏室（4℃）下花粉把不同保存天数后的萌发率，在 2 号培养基上花粉萌发60 min后放到40倍的显微镜下观察，每个处理3个重复，每个重复随机观察5个视野，观察花粉的萌发情况如表3所示。
对于花粉来说，在自然状态下花蕾开放成熟花药很快即可散粉，花药散粉后由于花粉受外界环境的影响（风吹、日晒、雨淋等）较大，所以多数品种散粉当日萌发率最高[12].由表3可以看出，室温（27℃左右）保存前3天的花粉萌发率较高，为54.3%（大于50%），第9天的花粉萌发率下降至25.4%,36天时花粉萌发率为0;冰箱冷藏室（4℃）保存的花粉前 5 天的花粉萌发率较高，为50.2%（大于50%），随后花粉萌发率逐渐下降，第9天的花粉萌发率下降至28.7%,直到40天时萌发率为0.从表3还可以看出，相同保存天数下花粉在冰箱冷藏室（4℃）保存比在室温（27℃左右）保存萌发率高。为延长花粉寿命，采用冰箱冷藏室（4℃）保存方法，为保证授粉率及结果率，选择花粉萌发率在50%以上的花粉进行授粉。
3 结论与讨论
（1）在不同的贮藏条件下不同种类的植物和不同花粉品种的生活力表现不同且贮藏寿命不同，可根据现有条件、植物种类、目的和所需时间选择合适的花粉贮藏方法[13].由于花粉在开花初期成熟的花粉少且萌发率低，而在盛花期花粉的生活力大大提高，但到开花的末期，由于受精结果等作用使植物的营养发生转移，导致未成熟的花粉因得不到足够的营养而发育变差，所以在对植物花粉进行采集时应主要集中在盛花期[14].
本实验在采集国槐花粉的过程中发现，采集花粉的最佳时间在天气晴好的上午9-10时，在此时间段采集的花粉效果最好；在雨天或雨后采集的花粉，花药含水量高，花粉不宜散落，且花粉的生活力严重衰弱[15].
（2）在诸多的外部因素中，温度和湿度是主要影响因素[16],气压也能够影响花粉贮存寿命[17].实验结果显示国槐花粉在室温（27℃左右）下花粉寿命约为35天，在冰箱冷藏室（4℃）条件下花粉寿命约为 39 天。一般情况下，花粉在低温、低湿和无氧的条件下比在高温、高湿和有氧条件下更易于保存。低温能明显地延缓花粉的衰老[18],并且花粉的保存效果随温度的降低而越好，这是因为花粉的呼吸强度和酶活性随温度的降低而降低[19].在低温4、0℃等条件下，花粉的呼吸消耗和酶活性并没有停止，但随着时间的推移，花粉生活力不断降低，直至死亡，所以低温保存适于花粉的短期保存[20].现实中进行花粉授粉，一天是难以完成的，所以为了保证花粉的萌发率且方便野外携带，便于授粉，笔者只观察了2种简单、便于携带的保存方法：冰箱冷藏室（4℃）与室温（27℃左右）保存。沈根华等[20]认为梨树花粉萌发率低于30%时，在作为授粉品种时不加填充剂或不作授粉用。本研究为了提高国槐的授粉率及结果率，采用的花粉萌发率不低于50%.从表3可以看出，国槐花粉在冰箱冷藏室（4℃）保存时前 5 天的花粉适于花粉授粉，而室温（27℃左右）保存的花粉前3天适于花粉授粉，所以冰箱冷藏室（4℃）比室温（27℃左右）更适于国槐花粉野外授粉的保存。
（3）硼酸是花粉离体培养基的主要成分，对花粉的萌发和花粉管的伸长有促进作用。[21].到目前为止，有关的研究均认为花粉的萌发和花粉管的生长与硼酸有关。在以矮牵牛花粉为试材的研究中发现，有硼酸的培养基更有利于花粉管的生长[22].不同浓度的硼酸对于花粉的萌发和生长有不同影响[23].本实验研究结果表明，国槐花粉萌发率在相同条件下10 mg/L的硼酸比100 mg/L的硼酸萌发率高。
（4）检验花粉保存方法是否适当主要看花粉的生活力，而现实应用中，很容易将花粉萌发率与花粉生活力混淆，不能明确区分[24] .首先应该明确花粉生活力是指花粉产生种子的能力，而能萌发的花粉却不能确定其一定能在授粉后产生种子。因此本实验取得的结论仅为初步结果，若想深入了解国槐花粉寿命及其生活力情况，还需进一步研究探讨。
参考文献
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[9] 何春燕，谭晓风，袁德义，等。7 种油茶花粉数量及花粉萌发率的测定[J].中南林业科技大学学报，2009,29（1）：74-76.
[10] 赵宏波，陈发棣，房伟民。栽培小菊和几种菊属植物花粉离体萌发研究[J].南京林业大学学报，2005,32（5）：123-126.
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