基于花粉人工培养法下的含笑花粉活力研究

(吉林农业科技学院，　吉林 吉林 132101)

含笑(Micheliafigo)为木兰科植物，常绿性灌木或小乔木，株体高1～2 m，花芽、幼小枝丫上和叶背中脉长有黄褐色的细绒毛；直立状的花朵系单生于叶腋，乳白色或淡黄色的花瓣通常为6片[1]。原产我国广东和福建，现在华南地区和长江流域均有分布。含笑具有巨大的潜在应用价值[3]，不仅被广泛用于园林绿化[2]，而且含笑之花可以入药，在药用方面也有较大用途。

国外学者Stanli等[4]对植物花粉离体萌发试验研究结果表明：植物花粉离体萌发是检测花粉活力最为可靠的方法，这是因为花粉离体萌发条件极其相似于其在柱头上的萌发条件。然而，包括如培养基组成成分、pH值、温度等在内很多因素都可以影响花粉的离体萌发。国内学者龚洵等[5]研究得出结论：在浓度为10%蔗糖+0.01%硼酸的混合培养基上，培养2 h后，含笑花粉即可萌发。其中，栽培的含笑花粉萌发率(约20%)远低于野生含笑花粉萌发率(90%)。含笑作为当今园林绿化以及中西医重要的药用植物，筛选出花粉离体萌发的最优条件，对配置园林花木、管理花粉均具有一定的现实意义。基于上述原因，本试验研究了对含笑花粉萌发率和花粉管生长的影响因素，如不同培养基组分如蔗糖、氯化钙和硼酸浓度及温度等，以期为含笑的引种、栽培等提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　材　料

试验所用含笑植株来自南昌大学北区植物园。

1.2　方　法

2015年6月中旬于09：00—10：00时，取微开花朵回到实验室，用经浓度为70%的酒精消毒过的镊子取下含笑花药，并放置在干燥、洁净的盛有滤纸的培养基内，将收集的花粉干燥，并保存于4 ℃冰箱中备用。

1.2.1试验设计

单因素试验设置方法如下：

1) 设置5种蔗糖浓度，分别为0，50，100，150，200 g/L；

2) 设置5种硼酸浓度，分别为0，10，50，100，200 mg/L；

3) 设置基于上述最适蔗糖和硼酸浓度下的6个温度，分别为20.0，22.5，25.0，27.5，35.0，40.0 ℃。

1.2.2最适培养基的筛选

通过单因素试验，得到花粉萌发的最适宜温度和所需的最适蔗糖和硼酸浓度；而后通过正交试验，确定上述因素的最佳组合，每个组合设置3次重复。人工花粉培养方法参照叶利民[6]的方法。

1.2.3花粉萌发率的统计

于低倍镜(10×10倍)观察花粉粒。每个载玻片需随机选取3个视野进行观察，且保证每个视野的花粉粒总数不少于50粒。

花粉萌发参照标准：花粉管长度≥花粉粒直径，统计每个视野萌发花粉数量和花粉粒总数，计算均值[7]。萌发花粉中从每个视野，随机抽取10粒，用测微尺测量花粉管的长度，计算均值[7]。

1.2.4数据统计

将试验原始数据录入到Excel 2013中并统计计算，利用DPS 7.1软件进行数据的分析[8]。

2　结果与分析

2.1　5种浓度蔗糖对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响

将5种浓度蔗糖对含笑花粉萌发的影响结果列于表1。由表1可知，在蔗糖浓度为0时，花粉活力最低，仅为7.45%，此时花粉管长度仅为8.35μm。蔗糖对花粉的萌发有促进作用，但随着蔗糖浓度的提高，花粉活力呈先增后减的趋势。其中当蔗糖浓度为100 g/L时，花粉萌发率高达22.33%，极显著高于其他浓度梯度；当蔗糖浓度为200 g/L时，花粉萌发率最低，仅为8.44%，但仍极显著高于无蔗糖时的含笑花粉萌发率。蔗糖对花粉管长度的影响与花粉萌发率类似，蔗糖浓度为50～200 g/L时，具有促进花粉管生长的作用；当浓度为100 g/L时，花粉管长度达最长，为26.35μm；蔗糖浓度为100 g/L时，花粉活力和花粉管长度均极显著高于其他浓度处理。综上，100 g/L蔗糖浓度为含笑花粉萌发和花粉管生长的最适浓度。

表1不同蔗糖浓度对含笑花粉萌发的影响

蔗糖浓度(g/L)花粉萌发率(%)花粉管长度(μm)07．45C8．35C509．95B12．72B10022．33A26．35A1508．66Bb11．55Bb2008．44Bb11．15Bb

注：不同大写字母表示达极显著效应(p<0.01)；不同小写字母表示达显著效应(p<0.05)。下同。

2.2　5种浓度硼酸对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响

将5种浓度硼酸对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响结果列于表2。由表2可知，在硼酸浓度为0时，花粉活力最低，仅为0.66%，且此时花粉管短而直，花粉管长度仅为8.3μm。各浓度梯度对花粉的萌发有促进作用，随着硼酸浓度的提高，花粉活力也呈现先增后减的趋势。其中，在50 mg/L硼酸条件下花粉萌发率高达48.62%，极显著高于其他浓度梯度；当硼酸浓度为200 mg/L时，花粉萌发率最低，仅为15.35%，但仍极显著高于无硼酸时的含笑花粉萌发率。硼酸对花粉管长度的影响与花粉萌发率类似。不同硼酸浓度均能促进花粉管的生长，其中当浓度为50 mg/L时，花粉管长度达到最长，为50.15μm。综上，5种浓度的硼酸对含笑花粉萌发和花粉管生长均有促进作用，对于花粉活力和花粉管生长，硼酸的最适浓度都是50 mg/L。

表2硼酸对含笑花粉萌发的影响

硼酸浓度(mg/L)花粉萌发率(%)花粉管长度(μm)00．66C8．35C1021．45B22．11B5048．62A50．15A10018．64Bb16．80Bb20015．35Bb13．23Bb

2.3　不同温度对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响

将不同温度对含笑花粉萌发的影响结果列于表3。由表3可知，花粉萌发对温度非常敏感，花粉萌发率在不同温度条件下呈极显著差异(p<0.01)；温度为22.5 ℃和27.5 ℃之间、20.0 ℃和35.0 ℃之间含笑花粉管长度达显著差异(p< 0.05)，温度为25.0 ℃时，花粉萌发率最高，极显著高于其他温度；温度为40 ℃时，使含笑花粉致死。综上，25.0 ℃为含笑花粉离体萌发的最适温度。

表3温度对含笑花粉萌发的影响

温度(℃)花粉萌发率(%)花粉管长度(μm)20．010．28D8．35C22．522．63C22．11B25．050．18A50．15A27．534．65B28．55Bb35．015．35Dd10．16Cc40．00E0D

2.4　含笑花粉萌发最适培养基的选择

将含笑花粉萌发L933正交试验结果列于表4。由表4可知，综合3种因素的试验处理，含笑花粉萌发率均不同，变化范围为26.58%～67.57%，变幅达40%以上。其中处理9(28 ℃下的130 g/L蔗糖+80 mg/L硼酸浓度)条件下花粉萌发率高达67.57%，显著高于其它8个处理。

由表4可知，正交试验中各因素的最适处理条件与单因素试验中各因素的最适处理条件存在一定差异，说明只有当各离体培养条件满足最优配比时，方可使含笑花粉萌发率达到最高值。

表4含笑花粉萌发L933正交试验结果

处理蔗糖浓度(g/L)硼酸浓度(mg/L)温度(℃)花粉萌发率(%)170202226．58Gh2100502554．26Dd3130802856．84DCc470202243．79Ee5100502560．63BCbc6130802863．12ABb770202237．84Ff8100502532．11Gg9130802867．57Aa

3　小结与讨论

蔗糖不仅是植物中合成淀粉的重要原料，亦是调节植物花粉渗透势的关键物质，能够显著促进花粉管的生长[9]。国外学者Loverine[10]等通过花粉离体萌发试验认为，蔗糖能够进入内源浓度很高的花粉中，并通过增大细胞导致渗透压不平衡，使得花粉代谢物和离子进入培养基内。本研究认为，浓度为50～200 mg/L的蔗糖对含笑花粉的萌发均存在促进作用。然而，蔗糖浓度偏高会抑制含笑花粉萌发，这可能与离体培养基中蔗糖浓度过高，使水势降低，进而导致花粉细胞脱水死亡有关。国内学者张绍玲[11]等、何琪[12]等通过试验也得到了与本研究类似的结论。

硼元素普遍存在于绝大多数花的花柱组织里[13-14]。前人[15-17]关于硼对植物花粉萌发和花粉管生长的影响研究报道较多，一致认为一定浓度的硼酸能够促进花粉萌发及花粉管生长。本研究结果表明，含笑花粉离体萌发的最适硼酸浓度为50 mg/L，萌发率达48.62%。

含笑花粉萌发受温度影响较大，20 ℃时花粉萌发率最低，为10.28%，此时花粉管生长缓慢，花粉管长度仅为8.35μm；25 ℃是含笑花粉萌发的适宜温度，花粉萌发率最高，为50.18%，此时花粉管也最长，为50.15μm。

花粉萌发L933正交试验结果筛选出了含笑花粉的最优离体培养条件：28 ℃恒温培养130 g/L蔗糖+80 mg/L硼酸的培养基。此外，为了提高坐果率，可在花期喷施一定浓度的蔗糖和硼酸。

综上，本试验研究了含笑花粉人工离体培养条件下的花粉萌发最优培养基条件，这对含笑的花粉管理、在园林建设中的配置应用以及为含笑的引种、栽培等均具有一定的理论指导意义。

参考文献：

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