冷蒿花粉形态与萌发状况初探

石晓俊,宛 涛*,蔡 萍,伊卫东

(1.内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古 呼和浩特 010019;2.内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特牧业学校草地科学教研室,内蒙古 锡林浩特 026000)

冷蒿(Artemisia f rig ida W illd.)为菊科蒿属植物,具有较高的饲用价值,一年四季均为各种家畜所喜食,具有催肥、催乳作用,特别是当春季草料不足时,冷蒿能够尽早返青提供新鲜牧草。冷蒿的生长范围十分广泛,从全年平均气温较低降水量充沛内蒙古东北地区到全年平均气温较高降水量稀少的阿拉善地区都有冷蒿的分布,并且被认为是对放牧强度最有效的正定量指示植物。作为一种分布范围广泛、饲用价值较高的优良牧草,已有很多专家和学者对其进行了大量的研究〔1～4〕。但关于冷蒿花粉形态与萌发状况的研究尚未见报道。本文采用扫描电镜,对冷蒿花粉形态进行了观察描述,并通过对冷蒿花粉进行离体萌发培养,对其萌发动态及培养条件进行了初步探索,以期为进一步完善冷蒿形态描述和繁殖发育体系做基础。

1 材料

供试材料取自2009年移植自内蒙古大青山的冷蒿植株。

2 实验方法

2.1 花粉形态的电镜观察

在冷蒿盛花期,随机采集盛开的冷蒿花序,在室内对其进行干燥、除杂等前处理,将处理好的花粉样品均匀撒在电镜样台的双面胶上,经IB-5型离子溅射仪镀膜。将样品送入日立S-530扫描电子显微镜,选取不同放大倍数和观察角度,对样品进行群体、个体、极面、赤道面的观察和拍摄,同时进行必要的记录。利用获得的扫描图片,对花粉的性状进行描述,并对花粉的大小进行测量统计。有关花粉粒的数据,均来源于20粒花粉的平均值。1

2.2 花粉离体培养

2.2.1 花粉的采集

于晴天早晨8∶00选取处于盛花期的冷蒿花序,于室温下保存在离心管中备用。

2.2.2 实验处理

(本实验采用液体培养基)蔗糖处理:5%,10%,15%,20%,25%的蔗糖溶液分别加100 m g/L硼酸,30mg/LCaC12,以不添加蔗糖的培养液作为空白对照。

2.2.3 萌发率检测

在无菌室中分别将3～4滴培养液滴于单凹载玻片中,用毛笔蘸取少许花粉均匀撒于培养液表面。之后,将载玻片置于底部铺有湿润双层滤纸的培养皿中,盖好培养皿,于室温下培养。每隔3 h在电子显微镜下镜检计数。花粉离体萌发以花粉管长于花粉直径为标准。每次每个处理分别取3个固定大小的视野统计,单次统计的花粉数不少于20个,重复3次。计算花粉的萌发率,萌发率为萌发的花粉数除以总的花粉数。

3 结果与分析

3.1 冷蒿花粉形态的电镜观察

所观察的冷蒿花粉在形状上表现出2种不同的形态,即长球形和近球形,极面观为三裂圆形,大小为21.12μm(17.60-27.04)×16.78μm(14.42-19.43),花粉粒具3沟,沟长达两极,花粉粒外壁具刺状突起,刺较密集,末端较钝。

表1 冷蒿花粉形态大小

3.2 蔗糖浓度对冷蒿花粉萌发的影响

离体培养24h后统计冷蒿花粉萌发数目。由表1可以看出,冷蒿花粉萌发率普遍不高,与未加蔗糖的培养液相比较,蔗糖有助于冷蒿花粉的萌发。不同蔗糖浓度对花粉萌发的影响,以 15%、20%和25%浓度蔗糖处理下的冷蒿花粉萌发率明显高于其他处理。其中,20%处理下萌发率最高,而未加蔗糖的培养液和5%蔗糖浓度培养液处理下花粉萌发率变化不大,分别为11.76%和12.00%。

图1 蔗糖浓度对冷蒿花粉萌发的影响

3.3 培养时间对冷蒿花粉萌发的影响

如图表2所示,冷蒿花粉萌发率较低,培养3h时即有花粉开始萌发,之后随着培养时间的增长,萌发率逐渐上升,培养24h后达到21.73%。由图表可以看出,培养3～6h期间冷蒿花粉萌发率上升最快,之后3h萌发率上升趋势减缓。

图2 培养时间对冷蒿花粉萌发的影响

3.4 蔗糖浓度与培养时间对冷蒿花粉萌发的影响

培养3h后,15%和25%蔗糖培养液中即有花粉开始萌发,而较低浓度蔗糖培养液中花粉较晚开始萌发。24h后,各浓度蔗糖培养液中花粉萌发率达到最高,其中20%蔗糖培养液中花粉萌发率最高,为26.31%。

表2 不同培养时间冷蒿花粉在不同蔗糖浓度下的萌发状况

4 讨论与结论

实验结果表明:

4.1 冷蒿花粉存在二形性现象,按照王伏雄的分类方法〔5〕,可分为长球形和近球形2种形态。

4.2 浓度20%蔗糖培养液条件下培养冷蒿花粉,其花粉萌发率高于其他浓度处理。花粉萌发率随着培养液中蔗糖浓度的升高,呈上升趋势,但蔗糖浓度为25%的培养液中花粉萌发率较20%浓度处理低。

4.3 在较高浓度蔗糖培养液中,冷蒿花粉自培养3h时开始萌发,随着培养时间的增长,花粉萌发率逐渐升高,并在培养24h后明显高于低浓度蔗糖培养液和未加蔗糖的培养液,说明较高浓度蔗糖溶液对冷蒿花粉的萌发具有促进作用,而低浓度蔗糖容易对其花粉萌发的作用不明显。

〔1〕宗直.内蒙古的冷蒿草原〔J〕.自然资源,1977,(2):56-62.

〔2〕宛涛,卫智军.谈冷蒿特性与冷蒿草场的利用〔J〕.内蒙古农牧学院学报,1991,12(2):48-52.

〔3〕宝音陶格涛等.牧压梯度下冷蒿有性繁殖器官变化特征的观察分析〔J〕.内蒙古大学学报(自然科学版),2000,31(3):311-313.

〔4〕扈廷茂等.内蒙古五种蒿属植物的染色体研究〔J〕.内蒙古大学学报(自然科学版),1991,22(3):422-427.

〔5〕王伏雄著.中国植物花粉形态(第二版)〔M〕.科学出版社,1997.

〔6〕陈靖,董志恒,赵文傅等.不同种源黄花蒿花粉形态及生活力比较〔J〕.中国现代中药,2008,10(1):15-16.

〔7〕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〕.南京农业大学学报,2005,28(2):22-27.

〔8〕毛洪玉,崔文山,王亚斌.地被菊花粉萌发及花粉活力的研究〔J〕.辽宁林业科技,2004,(5):12-14.