蔗糖和硼酸不同质量浓度对油松花粉生命力的影响

沈静华，姜兴常，王 忠

(1.九台市卡伦林业工作站，长春 130507;2.红石林业局，吉林 吉林 132403)

蔗糖和硼酸不同质量浓度对油松花粉生命力的影响

沈静华1，姜兴常2，王 忠2

(1.九台市卡伦林业工作站，长春 130507;2.红石林业局，吉林 吉林 132403)

以长春市栽培的油松为研究对象，以两种条件处理的花粉为试验材料，观测培养基中蔗糖和硼酸不同质量浓度对其生命力的影响，结果表明，在只含琼脂的培养基上，贮藏2a(-18℃)和新鲜花粉的生命力分别为52.6%和89.2%;当蔗糖质量浓度为10%时，生命力分别为60.9%和94.3%，高于其它浓度;当硼酸质量浓度为0.01%时，生命力分别为78.9%和95.9%，高于其它浓度;在蔗糖质量浓度为10%+硼酸0.01%的组合培养基上，生命力最高，分别达到81.2%和98.6%，两者组合使用的效果优于单独使用。贮藏花粉和新鲜花粉对培养基不同成分、不同质量浓度的反应趋向是一致的，但新鲜花粉的生命力高于贮藏花粉，且对蔗糖、硼酸含量不敏感。

油松;花粉生命力;蔗糖;硼酸;质量浓度

油松(Pinus tabulaeformis Carr.)为松科松属油松组常绿乔木，我国特有种［1］。自然分布于东北、华北、西北等12个省区，其范围仅小于马尾松(P.massoniana Lamb.)。油松是我国北方地区重要的用材树种之一，亦是优良的城乡绿化树种，长春市早在20世纪30～40年代就开始引种用于造林和城市绿化。油松存在若干变种，长春市栽培的绿化树大多数为黑皮油松(P.tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)。该变种产于沈阳北陵、鞍山千山、医巫闾山及河北承德。

2009年以来，长春地区已连续出现4个冬季低温年份，持续低温使城区大部分油松出现冻害相，有些植株被冻死。油松除耐寒性稍差外，其它抗逆性均较强;尤其在东北城市街路绿化中，油松是不可多得的常绿树种，较其它常绿树种具有更好的适应性。在东北地区，为提高油松的抗寒性，可以其作为亲本与樟子松、长白松进行人工杂交，通过选育获得抗寒性强的杂交子代。

花粉在雌蕊柱头(被子植物)上或珠心组织(裸子植物)中萌发生长的能力，称之为花粉的生命力。花粉生命力测定在杂交育种工作中十分重要，尤其当杂交亲本花期不遇或需要从外地采集花粉作父本时。花粉是种子植物特有的结构，相当于一个小孢子和由它发育而来的雄配子体，其结构简单，无保护组织，极易受外界环境影响而失去生命力。因此，在控制授粉前检测花粉生命力是必须进行的关键技术环节。作者对两种条件处理的油松花粉生命力进行测定检验，旨在为开展油松抗寒性遗传改良提供花粉生命力基本信息。

1 研究材料与方法

1.1 研究材料来源与预处理

油松花粉采自长春市胜利公园绿化树植株上。5月中旬当油松雄球花即将传粉时将雄球花摘下，平铺在硫酸纸上，置于室内干燥避光处，待小孢子囊开裂散出花粉后，过120目筛获得纯净花粉，略干燥后装于指形试管中，贮存在冰柜中备用。本试验观测花粉分为两种，一是在冰柜中(-18℃)贮藏2a的花粉，二是5月下旬采集的当年新鲜花粉。

1.2 研究方法与内容

1.2.1 试验设计与培养基配制

以琼脂做固定剂，用量筒称量100ml蒸馏水，加入2g琼脂，在万用电炉上加热使之溶解，然后按试验设计配制培养基。在培养基中加入蔗糖和硼酸，蔗糖质量浓度为5%、10%、15%和20%;硼酸质量浓度为0.01%、0.03%、0.05%和0.07%;对照:两种成分的质量浓度均为0。将不同梯度质量浓度进行组合，配制成25种培养基，见表1。

表1 培养基中蔗糖和硼酸不同质量浓度与浓度组合［2，3］

1.2.2 制片、播种花粉

将配制好的培养基滴入双凹载玻片的凹形槽内，待培养基冷却后将花粉均匀地撒在培养基上，然后将载玻片(片下加垫)置于培养皿中，皿底放置滤纸，加入适量蒸馏水保湿，盖好皿盖［2，3］。

1.2.4 培养与镜检

将培养皿置于智能光照培养箱中培养，设计环境温度为25℃，培养时间为72h。达到设定时间后，在显微镜下随机取10个视野观测统计花粉萌发状态，整理计算观测数据，对典型花粉萌发镜像进行拍照。用下式计算花粉生命力。

花粉生命力(%)=(萌发花粉粒数/观察的总花粉粒数)×100［2，3］

2 结果与分析

油松未萌发花粉分为体和气囊两部分，两个气囊分处于体的两侧［2］。在固体培养基上培养一段时间后，粉体出现透明管状突起(通常在远极沟处)，随着培养时间的延长，花粉管逐渐形成。

2.1 贮藏花粉

统计贮藏2a的花粉在不同培养基上的萌发状况，并依据表2中的数据作图，比较花粉在不同培养基上的萌发状态，结果见表2、图1。

表2 蔗糖和硼酸不同质量浓度对油松贮藏花粉萌发的影响

2.1.1 蔗糖和硼酸的单因子影响

通过表2、图1数据可以看出，在-18℃低温条件下贮藏2a的花粉，当培养基只含琼脂时，生命力为52.6%，说明油松花粉对蔗糖和硼酸并不敏感。但是，在含有蔗糖的培养基上，不同质量浓度的蔗糖对贮藏花粉的生命力还是具有显著影响的，最适宜的浓度为10%，生命力为60.9%;随着蔗糖浓度的提高，生命力下降，在浓度为20%时仅为30.8%，尚不及培养基中不含蔗糖的生命力，说明高含量的蔗糖有抑制油松花粉萌发的作用。同样，在含有硼酸的培养基上，最适宜的质量浓度为0.01%，花粉生命力为78.9%;随着硼酸浓度的提高，生命力下降，在浓度为0.07%时仅为27.9%，尚不及培养基中不含硼酸的生命力，说明高含量的硼酸亦具有抑制油松花粉萌发的作用。

2.1.2 蔗糖和硼酸的双因子影响

通过表2、图1数据还可以看出，蔗糖和硼酸两个因子组合起来对油松贮藏花粉萌发的影响具有明显差异，最适宜的质量浓度组合为10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力为81.2%;最低的组合为20%蔗糖+0.07%硼酸，生命力仅为22.3%。在高糖低堋组合(20%蔗糖+0.01%硼酸)的培养基上，生命力为69.7%;而在低糖高硼组合(5%蔗糖+0.07%硼酸)的培养基上，生命力仅为54.5%。试验结果充分说明，培养基中高含量的硼酸对油松花粉萌发的抑制作用显著大于高含量的蔗糖。

图1 油松贮藏花粉在蔗糖和硼酸不同质量浓度培养基上的萌发率

2.2 新鲜花粉

统计当年采集的新鲜花粉在不同培养基上的萌发状况，并利用表3数据绘制直方图，直观比较蔗糖和硼酸不同浓度对油松贮藏花粉萌发的影响，结果见表3、图2。

表3 蔗糖和硼酸不同浓度对油松新鲜花粉萌发的影响

2.2.1 蔗糖和硼酸的单因子影响

通过表3和图2数据可以看出，油松新鲜花粉萌发对培养基中蔗糖和硼酸含量的适应范围比较宽泛。在蔗糖质量浓度为0%、5%、10%、15%、20%的培养基上，花粉生命力均值分别为89.7%、93.5%、94.3%、91.7%和90.1%，变化范围在5个百分点之内;其中，在含10%蔗糖的培养基上花粉生命力略高，为94.3%。在硼酸质量浓度为0%、0.01%、0.03%、0.05%、0.07%的培养基上，花粉生命力的均值分别为89.7%、95.9%、93.5%、88.9%和80.6%，变化范围在14个百分点之内;其中，在含0.01%硼酸的培养基上花粉生命力略高，为95.9%。由此可见，油松新鲜花粉对培养基中蔗糖和硼酸的含量均不十分敏感(本研究设计的质量浓度范围内)。

图2 油松新鲜花粉在蔗糖和硼酸不同质量浓度培养基上的萌发率

2.2.2 蔗糖和硼酸的双因子影响

通过表3和图2数据还可以看出，油松新鲜花粉蔗糖和硼酸两个因子组合起来对油松新鲜花粉萌发的影响差异不明显，在16种组合培养基上的花粉均具有较高的生命力，其值变动在90.5% ～98.6%之间，只有培养基在10%蔗糖浓度+0.01%硼酸浓度条件下，生命力才略显优势，为98.6%。由此可见，培养基中蔗糖和硼酸的含量对油松新鲜花粉生命力没有明显的促进或抑制作用，甚至在培养基中不添加蔗糖，花粉仍具有较高的生命力(89.7%)，并表现出一定的整齐度，花粉管生长正常。

通过试验结果还可以看出，油松贮藏花粉的生活力总体上低于新鲜花粉，说明贮藏会降低花粉的生活力，但降低的幅度不大(在-18℃条件下贮藏2a后萌发率仍可达到80%以上)，证明油松的花粉活力较强;若在超低温(液氮-196℃)条件下保存，花粉活力会维持很长时间，这对于保存种质资源具有重要意义。就人工控制授粉而言，经低温贮藏的花粉是可以安全使用的，只要亲本杂交可孕，一般都会收到预期的杂交效果。

3 结论

对油松贮藏花粉和新鲜花粉生命力的研究证明，在-18℃低温条件下贮藏2a的花粉，培养基中最适宜的蔗糖质量浓度为10%，生命力为60.9%;最适宜的硼酸质量浓度为0.01%，生命力为78.9%;最适宜的质量浓度组合为10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力为81.2%。当年采集的新鲜花粉，培养基中最适宜的蔗糖质量浓度为10%，生命力为94.3%;最适宜的硼酸质量浓度为0.01%，生命力为95.9%;最适宜的质量浓度组合为10%蔗糖+0.01%硼酸，生命力为98.6%。蔗糖和硼酸的叠加作用优于单独使用。

油松新鲜花粉萌发时对培养基中蔗糖和硼酸的含量均不十分敏感，其生命力高于贮藏花粉。但经低温贮藏的油松花粉仍然具有较强的生命力，最高可达81.2%，是可以安全使用的，只要亲本杂交可孕，一般都会收到预期的杂交效果。

贮藏花粉萌发态(100×):蔗糖10%+硼酸0.01% 新鲜花粉萌发态(100×):蔗糖10%+硼酸0.01%。

［1］卓丽环，陈清龙.园林树木学［M］.北京:中国农业出版社，2004.

［2］李永生，耿淑艳，王永和.不同质量浓度的蔗糖和硼酸对北京杨花粉萌发的影响［J］.吉林林业科技，2012，41，(5):1-4.

［3］孙玉福，李秀红，王连奎.蔗糖和硼酸不同质量浓度对樟子松花粉生命力的影响［J］.吉林林业科技，2013，42，(5):6-9.

［4］中国科学院植物研究所形态细胞研究室比较形态组.松树形态结构与发育［M］.北京:科学出版社，1978.

Effects of Sucrose and Boric Acid with Different Concentrations on Pollen Vitality of Pinus tabulaeformis Carr

SHEN Jing-hua1，JIANG Xing-chang2，WANG Zhong2
(1.Kalun Forestry Working Station of Jiutai City，Changchun 130507，China;2.Hongshi Forestry Bureau，Jilin 132403，China)

Taking cultivated Pinus tabulaeformis Carr in Changchun as a case study and the pollen dealed in two conditions as test materials，the effects of sucrose and boric acid with different concentrations in medium on pollen vitality are observed，the results show that on the medium containing agar only，the vitalities of storage 2a(-18℃)and fresh pollen are respectively 52.6%and 89.2%;When sucrose concentration is 10%，the vitalities are respectively 60.9%and 94.3%，higher than other concentrations;When the concentration of boric acid is 0.01%，the vitalities are respectively 78.9%and 95.9%，higher than other concentrations;On the combination medium of 10%of sucrose concentration and 0.01%of boric acid concentration，the vitalities are the highest，respectively reach 81.2%and 98.6%，the effect of the combination of the two is better.The reaction trend of stored pollen and fresh pollen on the culture medium with different compositions and concentrations is the same，but the vitality of fresh pollen is higher than that of stored pollen，being sensitive to sucrose and boric acid content.

Pinus tabulaeformis Carr;pollen vitality;sucrose;boric acid;mass concentration

S722

A

1009-3907(2013)12-1610-04

2013-10-26

沈静华(1960-)，男，吉林九台人，工程师，主要从事营林生产和林业技术推广研究。

责任编辑:

程艳艳