植物生长调节剂对榆叶梅花粉萌发的影响

卢精林，赵建雄

（河西学院 农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000）

榆叶梅Prunus trilobaLindl属蔷薇科李属植物[1]，是我国北方地区普遍栽培的早春观赏树种，其观赏价值高，在园林中应用广泛。在榆叶梅的栽培育种过程中，需要提高其坐果率和采种量，解决实生繁殖种子需求量大的问题；在进行榆叶梅的杂交育种尤其是远缘杂交时，需要解决榆叶梅杂交不亲和及不育等问题，提高花粉的生活力和可育性。杜玉虎等人[1]研究了离体培养条件下蔗糖、硼(H3BO3)和钙(CaCl2)对单瓣和重瓣榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况。贾文庆等人[2]以榆叶梅花粉为试材，分别采用离体培养法、碘—碘化钾染色法、醋酸洋红染色法和TTC（氯化三苯基四氮唑）染色法对花粉生活力进行了测定，并研究了不同的贮藏条件对花粉萌发的影响情况。目前尚未见到有关植物生长调节剂对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长影响的研究报道。为此，文中以不同质量浓度的赤霉素、NAA、6-BA、2,4-D和多效唑为培养基对榆叶梅花粉进行了离体培养试验，探讨了植物生长调节剂对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响问题，以进一步认识植物生长调节剂在花粉萌发中的生理作用，从而为提高榆叶梅的授粉效果提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料取自河西学院院内的重瓣榆叶梅Prunus trilobavar.plenaDipp.。于盛花初期选择当天开放的花朵，采集后带回实验室内，将花药取出，集中于培养皿中，放入人工气候箱内（25 ℃）阴干，散粉后将花粉盛入小瓶中，置于干燥器中，低温保存以备用。

1.2 试验设计

花粉培养采用液体培养法，以100 mg/L蔗糖＋100 mg/L硼酸为基本培养基，植物生长调节剂选用生产上常用的赤霉素、萘乙酸、2,4-D、6-BA、多效唑，分别按表1所示的质量浓度配制花粉液体培养基，以不加植物生长调节剂的基本培养基作为对照（CK）。

表1 不同植物生长调节剂不同处理的质量浓度Table 1 Mass concentrations of different plant growth regulators in different treatments

1.3 试验方法

滴1～2 滴配制好的液体培养基于凹形载玻片上，用棉签蘸取少量花粉，均匀撒播于滴液的表面，放入加有适量蒸馏水的瓷盘中，加盖后置于恒温为25 ℃的人工气候箱中培养24 h，每处理在显微镜下观察3个视野，统计总花粉数与发芽的花粉数，测定花粉管长度，供试花粉的粒数不少于100 粒，供试的花粉管不少于30 个，重复3 次，将花粉管长度超过花粉粒直径2倍的看作发芽正常的花粉[3]。

1.4 数据分析

采用 Excel 整理所有数据，用SAS（V6.12）软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 赤霉素对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响

赤霉素GA3对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况如分别如图1和图2所示。从图1中可以看出，质量浓度为25.0～100.0 mg/L的赤霉素，可使花粉萌发率从36.6%上升到55.2%，比对照提高了10.9%～67.5%，显著促进了花粉萌发率（P＜0.05）；若其质量浓度超过100 mg/L时，花粉萌发率呈下降趋势，当质量浓度提高到400.0 mg/L时，花粉萌发率仅为11.9%，比对照下降了64.1%，显著抑制了花粉萌发（P＜0.05）。由图2可知，其质量浓度为25.0～150.0 mg/L时，花粉生长长度高于对照；其质量浓度为70 mg/L时，花粉管生长长度最长，为139.36 µm，比对照提高30.4%，显著促进了花粉管的生长（P＜0.05）；当其质量浓度达到200.0 mg/L时，花粉管生长长度与对照相近，二者差异不显著（P＞0.05）；当其质量浓度增加到400.0 mg/L时，花粉管长度仅为65.94 µm，比对照降低了38.3%，与对照差异显著（P＜0.05）。可见，赤霉素对榆叶梅花粉萌发的影响表现出随质量浓度的递增呈先促进后抑制的作用特点，对花粉管长度的影响表现趋势相同。

图1 赤霉素对榆叶梅花粉萌发的影响Fig.1 Effect of GA3 on pollen germination in Prunus triloba

图2 赤霉素对榆叶梅花粉管生长的影响Fig.2 Effect of GA3 on pollen tube growth in Prunus triloba

2.2 NAA对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响

萘乙酸NAA对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况如分别如图3和图4所示。从图3中可以看出，NAA质量浓度为0.5 mg/L时，花粉萌发率为27.2%，与质量浓度为2.5 mg/L处理（26.9%）相比，二者差异不显著（P＞0.05），但均显著低于对照（P＜0.05）；当其质量浓度增加到50.0 mg/L时，花粉萌发率仅为8.1%，显著低于对照（P＜0.05）。由图4可知，NAA质量浓度2.5 mg/L时，花粉管生长长度为99.51 µm，比对照提高20.6%，二者差异显著（P＜0.05）；当其质量浓度高于5.0 mg/L时，花粉管长度低于对照；当其质量浓度达到50.0 mg/L时，花粉管长度为43.0 μm，显著低于对照（P＜0.05）。这一试验结果表明，萘乙酸能抑制榆叶梅花粉的萌发，但低质量浓度的萘乙酸却会促进榆叶梅花粉管的生长。

图3 萘乙酸对榆叶梅花粉萌发的影响Fig.3 Effect of NAA on pollen germination in Prunus triloba

图4 萘乙酸对榆叶梅花粉管生长的影响Fig.4 Effect of NAA on pollen tube growth in Prunus triloba

2.3 2,4-D对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响

2,4-D对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况分别如图5和图6所示。从图5中可以看出，2,4-D质量浓度为0.5～10.0 mg/L时，花粉萌发呈上升趋势；当其质量浓度为10.0 mg/L时，花粉萌发率最高，达71.9%，比对照提高了27.6%，二者差异显著（P＜0.05）；当其质量浓度超过10.0 mg/L时，花粉萌发率下降；当其质量浓度达到50.0 mg/L时，花粉萌发率仅为5.9%，比对照降低了82.1%，显著抑制了花粉萌发（P＜0.05）。由图6可知，2,4-D对花粉管生长的影响情况如下：当质量浓度低于5.0 mg/L时，其对花粉管生长起促进作用；当质量浓度高于5.0 mg/L时，其对花粉管生长起抑制作用。当其质量浓度为5.0 mg/L时，花粉管最长，达122.06 µm，比对照提高了19.6%，显著促进了花粉管生长（P＜0.05）；当其质量浓度增加到50.0 mg/L时，花粉管生长的长度最短，仅为36.88 µm，比对照降低63.9%，二者差异显著（P＜0.05）。这说明质量浓度为0.5～10.0 mg/L的2,4-D可以促进榆叶梅花粉萌发和花粉管的生长。

图5 2,4-D对榆叶梅花粉萌发的影响Fig.5 Effect of 2,4-D on pollen germination in Prunus triloba

图6 2,4-D对榆叶梅花粉管生长的影响Fig.6 Effect of 2,4-D on pollen tube growth in Prunus triloba

2.4 6-BA对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响

6-BA对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况分别如图7和图8所示。从图7中可以看出，6-BA的质量浓度为10.0 mg/L时，花粉的萌发率最大，为44.5%，比对照提高24.4%，与对照呈显著差异（P＜0.05）；当其质量浓度超过10.0 mg/L时，花粉萌发受到抑制；当其质量浓度达到200.0 mg/L时，花粉萌发率极低，仅为4.8%，显著低于对照（P＜0.05）。由图8可知，质量浓度为0.5～10.0 mg/L的6-BA能促进榆叶梅花粉管生长，其中，6-BA质量浓度为10.0 mg/L时，花粉管最长，达121.13 μm，显著高于对照19.9%（P＜0.05）；当其质量浓度高于10.0 mg/L时，花粉管长度下降；当其质量浓度增加到200.0 mg/L时，花粉管几乎不生长，长度仅为22.34 μm，显著低于对照77.9%（P＜0.05）。因此，单独利用6-BA促进榆叶梅花粉萌发时，6-BA的质量浓度应低于10.0 mg/L。

图7 6-BA对榆叶梅花粉萌发的影响Fig.7 Effect of 6-BA on pollen germination in Prunus triloba

图8 6-BA对榆叶梅花粉管生长的影响Fig.8 Effect of 6-BA on pollen tube growth in Prunus triloba

2.5 多效唑对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响

多效唑对榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的影响情况分别如图9和图10所示。从图9中可以看出，质量浓度为50.0～800.0 mg/L的多效唑，花粉萌发率均低于对照，且与对照的差异均显著（P＜0.05）。由图10可知，当多效唑的质量浓度为50.0 mg/L-1时，花粉管生长的长度与对照接近，二者差异不显著（P＞0.05）；当其质量浓度超过50.0 mg/L时，随着质量浓度的增加花粉管生长呈下降趋势；当其质量浓度为800.0 mg/L时，花粉管长度仅为18.18 µm，抑制作用显著（P＜0.05）。由此可见，多效唑会引起榆叶梅花粉萌发率下降，抑制花粉管生长，表现为质量浓度越高，抑制作用越明显。

图9 多效唑对榆叶梅花粉萌发的影响Fig.9 Effect of PP333 on pollen germination in Prunus triloba

图10 多效唑对榆叶梅花粉管生长的影响Fig.10 Effect of PP333 on pollen tube growth in Prunus triloba

3 讨论与结论

植物生长调节剂被越来越广泛地应用在观赏园艺植物培养过程中，可促进插条生根，控制株形，调控花期，提高抗逆性，解除休眠，提高繁殖率[4]。关于植物生长调节剂对不同植物花粉萌发和花粉管生长的影响，国内外许多学者研究报道了植物生长调节剂对苹果[5]、梨[6]、桃[7-8]、李[9]、葡萄[10]、草莓[11-12]、猕猴桃[13]、荔枝[14]、橄榄[15]、油茶[16]等花粉萌发的作用效果，但结果并不完全一致，说明植物生长调节剂对植物花粉萌发的影响，不仅与植物种类有关，而且与植物生长调节剂的种类、质量浓度及培养条件密切相关。本试验研究发现，植物生长调节剂会影响榆叶梅花粉的萌发及花粉管的生长，而作用效果取决于生长调节物质的种类和质量浓度，促使榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的生长调节剂的适宜浓度分别如下：赤霉素为25.0～100.0 mg/L，6-BA为5.0～10.0 mg/L，2,4-D为0.5～10.0 mg/L。但NAA能抑制榆叶梅花粉的萌发，但其质量浓度为0.5～2.5 mg/L时又可促进花粉管生长。多效唑对其花粉萌发和花粉管生长总体上起抑制作用。

花粉萌发率是体现花粉活力的指标之一[17-18]。在杂交育种时，通过授粉受精使父本的遗传信息传递给下一代，花粉能否在柱头上正常萌发和花粉管能否正常生长到达胚珠完成受精尤为关键，对于远缘杂交来说，克服远缘杂交不亲和及杂种不育性更是如此。植物生长调节物质有利于促进花粉在柱头上萌发及花粉管在花柱内的快速生长，从而缩短受精时间，达到提高坐果率和促进果实发育的目的[19]。开展促进榆叶梅花粉萌发和花粉管生长的最佳植物生长调节剂及其作用浓度的试验研究，有利于提高榆叶梅的坐果率和杂交育种效果，并为人工辅助授粉和杂交育种积累经验。

参考文献：

[1]杜玉虎,綦 影,蒋锦标,等. 蔗糖、钙和硼对榆叶梅花粉离体萌发及花粉管生长的影响[J].北方园艺,2008,(8):106－109

[2]贾文庆,刘会超,李保栓.榆叶梅花粉生活力及贮藏特性的研究[J].广西农业科学,2011,(9):39－40,44

[3]申书兴.园艺植物育种学实验指导[M].北京:中国农业大学出版社,2002:10－16.

[4]楚爱香,孔 祥,张要战.植物生长调节剂在观赏植物上的应用[J].园艺学报,2004,31(3):408－412.

[5]李秀菊,李 香,束怀瑞.硼、尿素及植物生长调节剂对苹果花粉萌发与生长的影响[J].植物生理学通讯,1998,34(2):96－100.

[6]张绍铃,高付永,陈迪新,等.植物生长调节物质对丰水梨花粉萌发和花粉管生长的影响[J].西北植物学报,2003,23(4):586－591.

[7]李晓林.低温和植物生长调节剂对桃花粉萌发的影响[J].西南农业大学学报(自然科学版),2005,27(4):526－529.

[8]薛晓敏,王金政,张安宁,等.植物生长调剂物质对桃花粉萌发和花粉管生长的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,36(4):123－128.

[9]张 义,王亚莉,陈俊才.低温及药剂处理对李花粉生活力的影响[J].湖北农学院学报,2003,23(4):248－250.

[10]卢精林,何嘉怡.植物生长调节剂对酿酒葡萄花粉萌发力的影响[J].陕西农业科学,2012,(2):11－12.

[11]张福平,许婉娜.植物生长调节剂对离体草莓花粉萌发的影响[J].落叶果树,2010,39(4):25－27.

[12]Voyiatzis D G,Paraskevopoulou-parpisssi G. Factors affecting the quality in vitro germination capacity of strawberry pollen [J].Acta horticurea,2000,77(2):200－203.

[13]齐秀娟,张绍铃,方金豹. 植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响[J].经济林研究,2010,28(3):45－50.

[14]付 碧.尿素和硼及生长调节剂对荔枝花粉萌发与生长的影响[J].云南师范大学学报,2001,21(3):62－65.

[15]Vitir Bartolini S,Vitagliano C. Growth regulators on pollen germination in olive [J]. Acta horticurea,1990,(286):227－230.

[16]何春燕,谭晓风,袁徳义,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):74－78.

[17]赵鸿杰,乔龙巴图,殷爱华,等.3种山茶属植物花粉活力测定方法的比较[J].中南林业科技大学学报,2010,30(3):105－107.

[18]王湘南,陈永忠,王 瑞,等.油茶花粉活力及柱头可授性研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(3):17－22.

[19]周瑞金,彭兴芝,张丽丽,等.植物生长调节物质对杏梅花粉萌发及花粉管生长的影响[J].广西农业科学,2010,(4):70－73.