火力楠花粉活力测定、贮藏条件及培养基筛选

粟莉圆 卢晨升 苏懂朝 陈莹莹 梁机

摘 要：本试验以火力楠种子园内5个无性系花粉为材料，测定了不同无性系间的花粉生活力，研究了花粉贮藏的适宜温度及花粉离体萌发的最佳培养基。结果表明，（1）各无性系间花粉活力存在差异，无性系序号排序由大到小为42>14>51>48>7;（2）各无性系花粉在不同贮藏温度下活力随时间的增长呈逐渐下降趋势，常温条件下火力楠花粉活力下降较快，而-20℃贮藏条件下活力保存最好，在-20℃贮藏14 d后42号无性系花粉活力仍可达到39.28 %;（3）火力楠5个无性系花粉的最佳培养基配方为100 g/L蔗糖+50 mg/L硼酸+1 %琼脂粉。

关键词：火力楠 花粉活力 花粉贮藏 培养基

中图分类号：S722.8+3               文献标识码：A

Abstract：Pollens from five different clones in Michelia macclurei clonal seed orchard were used as materials to measure pollen viability and study the suitable storage temperature and the best medium for pollen germination in vitro. Results showed that，（1） Pollen viability was different among clones，ranking as follows： 42>14>51>48>7. （2） Pollen viability decreased gradually over time at different storage temperatures，declined rapidly at room temperature，and kept best at -20℃.The pollen viability of No.42 clone was up to 39.28% at -20℃for 14 days. （3） The best medium for five M. macclurei clones pollen was sucrose 100 g/L + boric acid 50 mg/L + agar 1%.

Key words：Michelia macclurei; pollen viability，pollen storage，medium

火力楠（Michelia macclurei），木兰科含笑属常绿乔木，又称醉香含笑，是我国南方重要的乡土阔叶用材树种，适应性强[1]，生长迅速，经济价值高，花与果实可榨油;成林具有一定的抗火能力，可营造防火林，已被国家林业局列入国家储备林树种目录。火力楠花粉由雄蕊中的花药产生，到达雌蕊使胚珠授粉。花粉在有活力条件下到达可授性的柱头，才能保证受精过程的顺利进行[2]。学者们对不同树种花粉活力与寿命的研究已经开展了大量的工作。关于花粉活力，张传杰等[3]研究发现随着温度和暴露时间的增加，茶花的花粉萌發率降低;在20 ～ 40℃贮藏3 d后，几乎无花粉萌发;刘晓玲等[4]曾研究了校园内醉香含笑的花粉活力，发现在开花中期的花粉活力最高。此外，贮藏条件对花粉活力与寿命的影响和花粉培养基方面也有较多研究。潘磊等[5]发现烟草花粉活力在-196℃和-80℃保存16个月后未出现明显下降，而4℃贮藏的花粉在保存5个月后即丧失活力。付强等[6]采用离体萌发法测定思茅松花粉活力时，发现H3BO3溶液较CaCl2溶液更适于作为萌发培养基。种子园是由选择的优良无性系或家系组成的人工林，能生产遗传品质和播种品质兼优的林木种子，作为林业生产上的重要良种基地。有关火力楠种子园不同无性系花粉活力的比较研究还尚未见报道，本试验可为种子园内火力楠交配设计及良种生产提供理论和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

玉林市林科所火力楠种子园位于东经110°34′，北纬22°48′，海拔140 m，属于亚热带季风气候。收集了来自广西和广东地区多个火力楠优良无性系按照完全随机方式进行配置，于1978年嫁接，占地面积2.8 hm2，处于种子盛产期。平均气温约21.5℃，最高气温39.4℃，最低气温3℃，年降雨量1665.1 mm，无霜期为355 d。土壤为赤红壤，pH值4.6，土层厚度0.8 ～1 m。

1.2 TTC法检测花粉活力

采集适量盛花期的7、14、42、48、51号无性系花粉，取部分测量新鲜花粉活力;其余花粉干燥后放入小型离心管内置于常温、4℃、-20℃下保存。采用TTC染色法[7]分别检测新鲜花粉活力及各样品保存1 d、7 d、14 d后的花粉活力。在显微镜下观察花粉被染成红色则表示有生活力。每个样品随机选择3个视野，以染色率统计花粉活力。

1.3 最适花粉培养基探索

影响花粉萌发活性的主要因素是蔗糖、硼酸的浓度，因此设置含100 g/L蔗糖及0、15、25、50、100 mg/L硼酸的5种花粉培养基，详见表1。将花粉均匀撒播在培养基上，置于25 ℃恒温培养箱中4 h。在光学显微镜下观察花粉萌发情况，每个培养基处理上选取3个花粉分布均匀且数量在50粒以上的视野进行观察。统计花粉管伸长为花粉粒直径长度2倍及以上的花粉个数，并计算萌发率。

萌发率（%）=花粉管伸长为花粉粒直径长度2倍及以上的花粉个数/花粉总数量×100。

1.4 统计方法和数据分析

所有数据均采用Excel进行汇总和处理，SPSS软件进行显著性比较。

2 结果与分析

2.1 火力楠不同无性系花粉活力的比较

由图1可以看出，各无性系间新鲜花粉活力存在显著差异（P<0.05），42号花粉活力最高，为61.31%，14号花粉活力次之（56.64 %），7号花粉活力最低为37.93%。各无性系花粉活力由大到小为42>14>51>48>7，说明人工控制授粉时用42号无性系做父本有利于提高授粉成功率。

2.2 贮藏温度对火力楠不同无性系花粉活力的影响

火力楠各无性系花粉在不同贮藏温度下花粉活力随时间的增加呈逐渐下降趋势（图2），且存在差异（表2，P<0.05）。在常温条件下贮藏1 d后，花粉活力为27.13 %～48.15 %;贮藏14 d后，各无性系花粉活力下降至3.46 %～11.72 %;而在-20℃下储存14 d后，花粉活力仍保持在23.34 %～39.28 %。可见-20℃温度条件更适宜存放火力楠无性系花粉。

常温下，花粉活力下降较快，7号无性系花粉常温储存14 d后活力仅为3.46%。-20℃贮藏条件下花粉活力保持较好，42号无性系花粉在-20℃下储藏1 d后活力为57.29%，14 d后活力仍可达到39.28%;14号次之，其在-20℃下储藏1 d和14 d后花粉活力分别为54.46%、36.28%。

2.3 不同培养基对火力楠无性系花粉萌发的影响

由表3、4可得，火力楠不同无性系花粉在不同培养基上的萌发率有差异（P<0.01）。除7号无性系外，各无性系花粉在4号培养基上萌发率最高，14、42、48、51号无性系花粉萌发率分别46.53 %、51.15 %、43.14 %、36.25 %。7号无性系花粉在3号培养基上萌发率最高，为28.22 %，但其在4号培养基上的萌发率（22.81 %）仅次于3号，因此选用4号培养基的配方更有利于大部分无性系花粉萌发，即蔗糖100  g/L、硼酸50 mg/L、琼脂10 g/L。

3 结论与讨论

花粉活力的研究为杂交育种过程中选配优良授粉品种提供重要依据，其中花粉活力的高低是授粉成功率大小的重要保证[8]。种子园是集约经营管理和为生产提供优质种子的单位，选用花粉活力高的无性系作为父本可有效提高种子产量与质量，并为种子园配置及更新提供理论依据。本研究发现42号花粉活力最高，其次为14号，在将来的杂交育种中优先选用42号无性系作为父本，而7号无性系花粉则不建议作为父本进行应用。

温度对花粉生活力有影响，不同温度作用下可促进花粉萌发或延长花粉储存时间。前人对花粉储藏温度的研究结果大致相同，发现花粉贮藏在4℃、-20℃甚至-80℃、-196℃均可延长花粉寿命，而在常温储存下花粉活力丧失快[8-10]。如木槿在4℃条件下有利于延长花粉的贮藏时间[11];黄琼等[9]研究发现薄壳山核桃在-80℃下能储存200 d左右，而在常温下30 d后就完全失去活力;天女木兰25℃花粉的活力降低最快，5 d后花粉萌发率接近于0℃，4℃冰箱储存的花粉约8.5 d失去萌发能力，而-10℃冰箱储存的花粉活力能够保持10.5 d [10]。由实驗结果可知火力楠各无性系花粉保存在-20℃温度条件下可适当延长花粉生活力。

硼酸可增加植物糖的吸收、转运和代谢，促进花粉壁果胶物的合成，与蔗糖结合可提高花粉萌发率[8]。一般情况下花粉中的硼酸含量是不足的，因此在离体培养中均需要添加一定量的硼酸[12]。史春风和叶利民均研究过含笑花粉离体萌发条件，在培养基中添加50  mg/L硼酸可促进含笑花粉萌发[13-14]，所不同的是所添加的蔗糖含量有差异。本实验结果表明，在固定蔗糖浓度为100 g/L条件下，添加50 mg/L硼酸更适合火力楠无性系花粉的萌发。

本实验采用TTC染色法与培养基法对火力楠花粉进行检测得到的花粉活力范围分别为37.92 %～61.31 %和28.22 %～51.15 %，这两种花粉活力测定方法虽然精度存在差异，但活力测定结果趋势是一致的;染色法虽快捷，可结果比较间接[15]，相比之下花粉培养基萌发法测定结果更接近自然状态下的花粉真实活力，数据更可靠。

综上，本实验研究了火力楠种子园5个无性系的花粉活力差异、在三种贮藏温度下的活力对比以及在不同培养基上的萌发表现，可为指导火力楠种子园的营建、花粉管理及无性系配置提供科学依据。在此基础上进一步的研究方向为不同无性系间杂交组合的亲合度及对座果率、种子质量的影响。

参考文献

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