培养基法测定仙客来花粉生命力的研究

王 娟,王 丽,吴增芳,王静静,张传武

(潍坊市昌乐县林业局,山东 昌乐262400;2.昌乐县国土资源局;3.昌乐县红河镇林业站)

培养基法测定仙客来花粉生命力的研究

王 娟1,王 丽2,吴增芳1,王静静,张传武3

(潍坊市昌乐县林业局,山东 昌乐262400;2.昌乐县国土资源局;3.昌乐县红河镇林业站)

以仙客来“大红”品种新鲜花粉为试材,用液体培养基培养花粉的方法比较了不同浓度的蔗糖、硼酸、氯化钙对花粉萌发的影响。结果表明:蔗糖和硼酸对花粉萌发的作用极显著,而氯化钙的作用没有达到显著水平。适宜的花粉培养液为:蔗糖10%＋硼酸20mg/L＋氯化钙30mg/L。低浓度的培养液会导致花粉内含物外流；高浓度的培养液会导致原生质体失水以致质壁分离。

仙客来；花粉；生命力；萌发

Based on the fresh pollen ofCyclamen“Great Red”,this experiment compaired the different effect of sucrose,boracic acid and,using.The results illustrate that the effects of sucrose and boracic acid are remarkable,while the effect of calcium chloride is unconspicuous.The fitting liquid substrate is that 10%of sucrose plus 20mg/L boracic acid and 30mg/L calcium chloride.Lower consistency of liquid substrate can lead to extravasation of fovilla,while higher consistency of liquid substrate can lead to dehydration of the protoplast and plasmolysis.

Cyclamen;pollen;viability;germination

仙客来(Cyclamen persicumMill.),为报春花科仙客来属多年生草本球根花卉,原产欧洲中部和地中海地区。仙客来在冬春季节开放,是圣诞和春季期间的首选盆花,花期长,花姿飘逸。既可以室内盆栽观赏,又可作切花瓶插观赏,在南方凉爽季节还可以用来组成丰富多彩的花坛或配植在绿地庭园之中。

仙客来的育种工作近年来在我国兴起,而花粉生命力是育种的一个重要条件,关于仙客来花粉生命力的研究,国内尚未见报道。本实验采用液体培养基,对蔗糖、硼酸、氯化钙对花粉萌发的影响进行了探讨,旨在找出适宜花粉培养的液体培养基,为仙客来育种打好基础。

1 材料与方法

1.1 材料

仙客来“大红”品种晴天时开放1～2天的花粉,上午10时取材。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

对蔗糖、硼酸、氯化钙3个因子分别进行单因子试验。蔗糖浓度采用0、5%、10%、15%、20%;硼酸、氯化钙浓度均采用10、20、30、40、50、60、80mg/L。

根据上述单因子试验结果,采用3因子5水平正交试验设计。

1.2.2 取材与培养

用胶头滴管滴两滴培养液于单孔凹玻片上,取充分混合的适量新鲜花粉于凹玻片一侧,轻轻吹向培养液(此法可使花粉均匀漂浮在培养液上),培养液p H5.8～6.0,将凹玻片放在铺有一层润湿纱布的培养皿中保湿,置于25℃的恒温箱中培养,6小时后观察花粉管萌发情况。每种培养液观测6个凹孔,每个凹孔测100粒花粉,共测600粒花粉。每种培养液重复3次。

1.2.3 数据计算与统计

以肉眼可见花粉管萌发为标准,萌发率＝已萌发的花粉粒数/花粉粒总数×100%。试验数据用DPS进行分析。

2 结果与分析

2.1 蔗糖、硼酸、氯化钙单因子对仙客来花粉萌发的影响

结果表明,蔗糖5个浓度均达到了极显著水平,10%时花粉萌发率最高为12.8%。蒸馏对照出现了花粉内含物外溢现象(图2)。20%蔗糖明显出现了质壁分离现象(图1)。

图1 培养液浓度太高导致质壁分离

图2 原生质体外渗

表1 仙客来花粉在不同蔗糖含量的溶液中的萌发率Table1 The germination of pollen of Cyclamen in different content of sucrose

硼酸、氯化钙溶液单因子试验结果表明,这两种物质对花粉萌发均有促进作用,相比之下,硼酸的作用更明显。40mg/L硼酸单因子花粉萌发率最高,为18.2%。30mg/L单因子氯化钙花粉萌发率最高,为11.9%。

这两种物质对花粉萌发均有作用,但硼酸的作用更显著。

表2 仙客来花粉在不同浓度的硼酸氯化钙溶液中的萌发率Table2 The germination of pollen of Cyclamen in different chroma of boric acid and chloridize calcium

2.2 蔗糖、硼酸、氯化钙3因子正交试验

在单因子试验的基础上,对蔗糖、硼酸和氯化钙各设5水平进行正交试验,得出3因子的最佳组合。

表3 仙客来花粉在正交试验中的萌发Table3 The germination of pollen of Cyclamen in positive experiment

表4 花粉试验方差分析表Table 4 Analysis of pollen experiment

表5 蔗糖不同浓度多重比较Table5 Multiple comparisons of different chroma of sucrose

表6 硼酸不同浓度多重比较Table6 Multiple comparisons of different chroma of boric acid

表7 氯化钙不同浓度多重比较Table7 Multiple comparisons of different chroma of chloridize calcium

对表3中数据进行统计分析,影响因子从高到低依次为:蔗糖、硼酸、氯化钙,蔗糖、硼酸的差异达到极显著水平,氯化钙的差异没有达到显著水平。

将蔗糖、硼酸氯化钙三因子进行多重比较分析,结果表明:蔗糖含量10%、20%差异达到极显著水平,其他浓度差异不显著,10%效果最好。硼酸在20mg/L、30 mg/L差异达到极显著水平,20 mg/L效果最好。氯化钙5个浓度都达到了极显著水平,30mg/L效果最好。

3 结论与讨论

3.1 结论

1)在单因子试验中,蔗糖含量10%、硼酸浓度为40 mg/L、氯化钙浓度为30 mg/L,花粉萌发率最高。高浓度的液体培养基会使花粉粒细胞失水萎缩而导致质壁分离,低浓度的液体培养基会使花粉粒细胞原生质体外溢。

2)在蔗糖、硼酸、氯化钙三因子正交试验中,最佳组合是蔗糖10%＋硼酸20mg/L＋氯化钙30mg/L。

3.2 讨论

1)在植物花粉萌发的液体培养基试验中,蔗糖作为一种碳源提供花粉萌发需要的能量,适宜的蔗糖浓度不仅可以促进花粉萌发,还可以调节渗透压,但蔗糖浓度过高时,则会造成原生质体脱水从而抑止花粉的萌发。蔗糖作为一种能量的来源,可以被葡萄糖(David B Dickinson,1978)、砂糖和绵白糖等代替,调节糖的浓度同样可以达到较高的萌发率。

图3 花粉萌发率较低的情况

图4 花粉萌发率高的情况

2)硼在植物体中属于微量元素,分布不均,在花的柱头和子房中含量最高(潘瑞炽,2001),在促进花粉萌发的过程中作用显著,与蔗糖一起作用时可以相互促进,极大提高花粉的萌发率。据前人的研究,可能是因为硼离子与蔗糖分子形成络合物加速了蔗糖的运输速度,从而促进了糖的吸收与代谢(年玉欣,2005),另外植物细胞壁组织由果胶和蛋白质构成,硼能够参与果胶的合成,这样就有利于花粉管细胞壁的形成(加藤幸雄,志左诚,1987)。本试验中以硼酸20mg/L的浓度促进花粉萌发效果最显著。

3)前人研究表明,花柱组织中存在着钙离子浓度梯度(潘瑞炽,2001),它是指引花粉管生长的基本因素,钙离子是花粉萌发和花粉管生长的关键因子(车代弟等,2003)。试验结果表明:钙离子单独作用时,作用明显,可以打破仙客来花粉不萌发的状态并在氯化钙30mg/L时达到11.9%的萌发率,过高的钙离子浓度反而抑止花粉的萌发。当蔗糖、硼酸与钙离子一同作用时,由试验数据分析可知,钙离子的作用不显著。关于离子间如何相互作用而导致了在促进花粉萌发时钙离子的附属作用,还有待进一步的作用机理的研究。

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S718.43

A

1002－2724(2016)06－0036－04

2016－10－17