君子兰花粉活力鉴定与柱头可授性研究

岳玲，赵兴华，冯秀丽

（辽宁省农业科学院花卉研究所，辽宁沈阳 110161）

君子兰（Clivia miniata）属石蒜科（Amaryllidaceae）君子兰属（Clivia spp.）多年生常绿花卉，原产南非。其株型端正，叶片对称，聚伞型花序，花色艳丽，花期长，不仅可做盆花，在切花上也有应用。目前，杂交育种是培育君子兰新品种的主要途径，但在自然条件或人工授粉情况下，存在自交、杂交不亲和，坐果率较低，并存在坐果后果实不能正常膨大，难以获得种子等现象[3]。为探索君子兰结实率低的原因，需要对花粉活力和花柱头可授性进行测定。目前，已有学者对花粉活力测定和花柱头可授性作了大量的研究工作[4-10]，但关于君子兰花粉活力检测方法较少。该研究以君子兰花粉和柱头为试验材料，比较TTC、I2-KI、亚甲基蓝、醋酸洋红、卡宝品红5 种染色法和离体培养法，确定君子兰花粉活力有效测定方法和柱头可授性时间，为君子兰生物学研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为辽宁省农业科学院花卉研究所日光温室的5 年生君子兰“鞍山兰”，正常栽培管理。试验于 2020 年 4 月 13—17 日进行。

1.2 方法

1.2.1 花粉染色法。采用TTC、I2-KI、亚甲基蓝、醋酸洋红、卡宝品红5 种染色法测定君子兰花粉生活力。从单花开放第1 天开始采集花粉，将不同开放天数的花药分别置于2 mL 的离心管中，将盛有同一时期花粉的离心管中分别滴加TTC、I2-KI、亚甲基蓝、醋酸洋红、卡宝品红染液，盖上盖子，摇晃均匀后，放置在28℃恒温箱中，30 min 后从各离心管中，用胶头滴管吸取已染色的花粉置于干净载玻片上，盖上盖玻片，室温下静置后，在显微镜下观察并分别统计有活力和无活力的花粉数。

1.2.2 离体萌发法。具体参考陈清健[10]方法。

1.2.3 柱头可授性检测。采用联苯胺-过氧化氢法检测柱头可授性方法[10]，共检测单花柱头100 个。

1.3 数据处理

每个个体不同开花天数，同种染色方法均统计花粉粒300 个以上，每种方法进行3 个重复样本处理，采用Excel 2007 和SPSS 19.0 软件对相关数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同染色法测定君子兰花粉活力

通过I2-KI 染色法进行测定，深色的花粉粒具有的活力最强，浅色的次之；未有染色效果或者是无变化的花粉粒不具有活力（图1A）。开花后1～7 d，测得7 个个体的平均活力为71.39%～89.59%（表1）。通过醋酸洋红染色法进行测定，深红色的花粉粒具有较强活力，浅红色的次之，未染色或无变化的花粉粒不具有活力（图1B）。开花后1～7 d，测得7 个个体的平均活力为71.21%～88.61%（表2）。通过卡宝品红染色法进行测定，紫红色的花粉粒具有较强活力，浅红色的次之，未染色或无变化的花粉粒不具有活力（图1C）。开花后1～7 d，测得7 个个体的平均活力为76.81%～89.91%（表3）。试验结果表明：3 种染色方法都能对君子兰花粉活力进行测定，开花3～4 d 花粉活力最强，随着开花时间的推移，花粉活力逐渐下降。TTC 染色法均未使君子兰花粉染色（图1D）。亚甲基蓝染色法将君子兰花粉均染成蓝色，未成熟和败育花粉也着色（图1E）。

表1 采用I2-KI 染色法对花后1～7 d 花粉活力测定 %

表2 采用醋酸洋红染色法对花后1～7 d 花粉活力测定 %

表3 采用卡宝品红染色法对花后1～7 d 花粉活力测定 %

2.2 离体培养法鉴定君子兰花粉活力

花粉管长度等于或长于花粉直径1/2 时算作萌发，对其萌发情况进行统计，计算萌发率。培养6 h后花粉管已经生长变长（图1F）。开花后1～7 d，离体培养萌发法测得的7 个个体的萌发率为59.21%～82.74%，平均萌发率为63.43%～77.82%，所有个体的花粉活力都比较高（表4）。

2.3 不同测定方法花粉活力的比较

开花后1～7 d，4 种方法测定的花粉活力变化趋势基本一致。以离体萌发法为标准进行比较，发现3种染色法的结果均高于离体萌发法。以离体萌发法为标准进行比较，发现I2-KI 染色法、醋酸洋红染色法和卡宝品红染色法的结果均高于离体萌发法。在1%极显著水平上，离体萌发法与I2-KI 染色法和卡宝品红染色法差异极显著，与醋酸洋红染色法差异不显著（表5）。

2.4 不同天数君子兰柱头可授性测定

从图2 可以看出，通过联苯胺-过氧化氢法对君子兰花柱头进行可授性测定。综合对比，可以得出君子兰花在开花第1 天的柱头周围有少量气泡，柱头具有可授性，随着开花天数的增加，开花3～4 d，可见柱头染蓝色，有大量气泡在柱头周围出现，可授性达最高，开花第5 天后柱头可授性逐渐减弱，到开花第9 天时就基本表现为不具备可授性（表6）。

图1 6 种方法检测的花粉活力

表4 采用离体萌发法花后1～7 d 花粉萌发率测定 %

表5 4 种方法检测的花粉活力结果比较 %

3 结论与讨论

图2 联苯胺-过氧化氢法显微镜下君子兰柱头气泡及染色情况（×40）

该研究采用的5 种染色法测定发现，除I2-KI 染色法、醋酸洋红、卡宝品红染色法外的2 种染色法均不适于君子兰花粉活力的测定，TTC 染色法未使君子兰花粉染色，可能是花粉呼吸产生的脱氢酶较少，不足以与TTC 反应变色；亚甲基蓝染色法将君子兰花粉均染成蓝色，未成熟和败育花粉也着色，可能是因为君子兰花粉内存在其他可以使亚甲基蓝呈现蓝色的物质，所以此方法不能区分君子兰未成熟和败育花粉。建议I2-KI 染色法、卡宝品红染色法、醋酸洋红染色法和离体萌发法结合使用，可有效准确鉴定花粉活力。

表6 君子兰开花后不同天数的柱头可授性

君子兰在开花的第1 天柱头就已有可授性，柱头可授期可以保持到开花后4 d 左右，随着开花时间的增加，柱头可授性都在一个较低的水平。但该研究也存在一定局限性，比如花期时间长短与花期内的天气因素等。