维生素C及植物生长调节物质对油茶花粉萌发率的影响

谭晓风，袁德义，袁 军，廖 婷

（中南林业科技大学 经济林育种与栽培国家林业局重点实验室，湖南 长沙 410004）

油茶Camellia oleifera是中国特有的重要木本食用油料树种［1］。中国共有油茶林302.0万hm2，产茶油26.25万t·a-1，平均产茶油87.0 kg·hm-2。油茶产业普遍存在着单位面积产量低和经济效益差两大问题［2］，其中花期不遇和授粉受精不良导致的坐果率低、落花落果严重是最重要的原因之一［3-4］。对茶树C.sinensis‘Fuding Dabaicha’，阿月浑子Pistacia vera，油菜Brassica napus等的研究发现，适宜质量浓度的植物生长调节物质、维生素类物质及其适宜配比对植物花粉萌发具有明显的促进作用［5-8］，目前关于它们对油茶花粉萌发率影响的研究还处于空白。本试验研究了维生素C（AsA）及4种植物生长调节物质对油茶花粉萌发率的影响，以期找出能够提高油茶花粉萌发率的最佳质量浓度和配比，为调控油茶花粉发芽、人工辅助授粉和提高油茶坐果率及效益提供有益的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采自中南林业科技大学马家河采穗圃（26°03′05″～28°01′07″N，112°57′30″～114°07′15″E），供试品种为‘华硕’Camellia oleifera‘Huashuo’，原名茶陵 766。2009年12月 5日，采集花药开裂前1－2 d的带花枝条，置于室内水培待用。

1.2 试验设计及观测方法

本研究采用琼脂培养基萌发法［9］，以何春燕等［10］研究的最优蔗糖（100 g·kg－1）和琼脂（10 g·kg－1）质量分数，加入不同质量浓度的吲哚乙酸（IAA），萘乙酸（NAA），2，4－二氯苯氧乙酸（2，4-D），赤霉素（GA3）和维生素 C（AsA）为培养基（质量浓度参照茶树［6］、 阿月浑子［7］和油菜［8］等，并扩大一定范围），预先进行单因素试验（表1），根据单因素试验结果确定IAA，GA3以及AsA适宜质量浓度，然后采用正交设计 L14（43）（表2）综合考虑不同配比的作用效果。

表1 单因素试验处理及质量浓度Table 1 Levels of single factor experiment

将花粉散播于载有不同培养基的载玻片上，25℃恒温培养箱内暗培养4 h后用Olympus显微镜（型号 B×51）观察。重复 3次·处理－1，观察视野 5个·重复－1，每个视野花粉粒数不小于50粒·视野－1，统计花粉萌发率。花粉萌发标准以花粉管超过花粉粒直径为准，花粉萌发率 ＝（萌发花粉数/花粉总数）×100%。采用SPSS 13.0软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 AsA对油茶花粉萌发率的影响

油茶花粉萌发率在不同质量浓度AsA条件下（图1），存在显著差异（P＝0.024＜0.05）。在 AsA质量浓度为 1.0 mg·L－1时，花粉萌发率受到轻微抑制，比对照低4.63%；从 5.0 mg·L－1开始，AsA对油茶花粉萌发率从抑制转为促进，且作用逐渐增强；当AsA质量浓度为20.0 mg·L－1时，花粉萌发率达到最高（65.86%），并与其他质量浓度存在明显差异，此时萌发率比对照提高了23.80%；随着质量浓度继续升高，萌发率随后降低，到质量浓度为80.0 mg·L－1时，AsA的作用又开始表现为抑制，发芽率低于对照。从以上分析得知，适宜质量浓度AsA可以促进花粉萌发，而质量浓度过高和过低均对花粉萌发不利。

图1 维生素C对油茶花粉萌发率的影响Figure 1 Effects of different concentration ascorbic acid on pollen germination percentage

2.2 植物生长调节物质对花粉萌发的影响

不同植物生长调节物质对油茶花粉萌发率的作用效果不同（图2～3）。GA3在适宜质量浓度（5.0～60.0 mg·L－1）能促进花粉萌发，质量浓度过低或过高均抑制花粉萌发。方差分析表明，当GA3质量浓度为5.0～20.0 mg·L－1时，花粉萌发率与其他质量浓度存在显著差异（P＜0.05）；质量浓度为 10.0 mg·L－1时，萌发率最高，达74.22%，比对照高32.16%。IAA，NAA和2，4-D在质量浓度为0.5 mg·L－1时均表现为抑制作用，随着质量浓度升高，花粉的萌发率逐渐升高；NAA和2，4-D处理萌发率在质量浓度为1.0 mg·L-1时最高，分别达到 61.33%和 60.09%，IAA在质量浓度为 5.0 mg·L-1处萌发率达到最大（71.52%），比对照高 29.47%；花粉萌发率IAA，NAA和2，4-D分别在质量浓度为30.0，10.0，30.0 mg·L-1时小于对照，且分别在40.0，30.0，50.0 mg·L-1时完全不能萌发。从图中可以看出，花粉萌发率对2，4-D反应灵敏，而对IAA，NAA反应相对较为迟钝，最适质量浓度也存在一定的差异，说明花粉对不同生长素的敏感程度不同。

图2 生长素对油茶花粉萌发率的影响Figure 2 Effects of different concentration auxin on pollen germination percentage

图3 赤霉素对油茶花粉萌发率的影响Figure 3 Effects of different concentration GA3on pollen germination percentage

2.3 AsA及不同植物生长调节物质配比对油茶花粉萌发率的影响

单因素试验发现，适宜质量浓度的IAA，NAA，GA3，2，4-D及AsA均对油茶花粉萌发具有明显的促进作用。选取生长素IAA，细胞分裂素GA3和AsA分析不同配比对花粉萌发率的影响。根据其最适质量浓度设计3因素4水平14个正交处理试验（表2）。经同样的方法培养，其萌发率情况如表3。

表2 正交试验的因素及水平Table 2 Levels and factors of orthogonal test

表3 AsA及不同激素配比对花粉萌发率的影响Table 3 pollen germination percentage of orthogonal test in camellia oleifera

方差分析表明，14个处理花粉萌发率存在显著差异。4，7，10和12号处理的花粉萌发率低于对照（62.55%），其中以12号花粉萌发率最低（42.57%）；9个处理高于对照，其中以5号处理最好，萌发率达到82.91%，比对照提高20.36%，显著高于其他处理；AsA对油茶花粉萌发率影响程度最大，其次为IAA，GA3最小；油茶花粉萌发率在不同IAA（P=0.028）和AsA质量浓度下（P=0.003）差异极显著，在设定GA3质量浓度条件下差异不明显，表明油茶花粉对IAA和AsA敏感性高，而对GA3的敏感性较低；综合分析单因素统计量表和配对比较表发现：IAA，GA3和 AsA分别在 5.0，5.0和 20.0 mg·L-1均数最大，所以提高花粉萌发率的最优条件应为：5.0 mg·L-1IAA+5.0 mg·L-1GA3+20.0 mg·L-1AsA。

3 结论与讨论

植物花粉萌发率受遗传特性、生长时期、激素水平等影响，通过外源激素调节植物本身激素水平而提高花粉萌发率已在多种农林植物中得以验证［6-8］，适宜质量浓度的IAA，NAA，2，4-D，GA3及AsA对提高油茶花粉萌发率均具有明显的促进作用。维生素C能促进分生组织和中柱鞘细胞从G1期到S期的分裂并使不活动中心细胞数量大大减少［11］，花蜜富含维生素C和泛酸等物质［12］。从本研究可以看出，花蜜的作用不单是吸引昆虫传粉，还对花粉萌发具有一定的促进作用。油茶花粉对IAA，NAA，2，4-D灵敏程度不同，对GA3对反应不灵敏。从正交试验结果分析可以看出，AsA对油茶花粉萌发率影响程度最大，其次为IAA，GA3最小；GA3和IAA配合使用促进效果不明显，主要是由于GA3降低了IAA氧化酶的活性，抑制了IAA的分解，使得浓度偏大［13］。花期喷施AsA和IAA等物质促进花粉萌发和生长，加速授粉受精过程和提高坐果率是生产上一项重要的措施［13］。本研究筛选出了维生素C（AsA）及4种植物生长调剂物质最适宜质量浓度和最佳配比，可为生产应用提供参考。

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