不同培养条件及矿质元素对蜂糖李花粉活力的影响

李婷婷 高倩 李悦 陈红

摘要：为研究蜂糖李（Prunus salicina Fengtang plum）的花粉活力，以青脆李（Prunus americana）花粉作为对照，采用离体萌发法研究不同培养温度、pH和氮、磷、钾、钙、镁等矿质营养对蜂糖李的花粉萌发率和花粉管伸长的影响。结果表明：当温度为25 ℃时，最有利于蜂糖李花粉萌发，萌发率为25.30%，花粉管长度为569.84 μm，温度为20 ℃时，花粉活力与其变化相似，青脆李花粉活力变化与其无显著性差异;pH为5.0时最有利于蜂糖李花粉萌发，萌发率和花粉管长度分别为44.54%和723.94 μm;而青脆李最适pH为5.5，花粉萌发率和花粉管长度分别为43.89%和623.25 μm;氮、磷、钾、钙和镁等矿质营养对蜂糖李花粉萌发和花粉管生长作用不同，其中20 mg/L的CH4N2O对蜂糖李花粉萌发和花粉管生长效果最好，其萌发率为70.03%，花粉管长度为1717.89 μm，蜂糖李花粉的活力变化趋势与对照青脆李相似，无显著差异。

关键词：花粉活力;温度;pH值;矿质元素

中图分类号：S662.3

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2022）02-0071-005

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2022.02.011

蜂糖李（Prunus salicina Fengtang plum）是贵州省优良地方品种，果实品质上乘，市场上供不应求。但蜂糖李花期较早，易受早春低温的影响，再加上其自花坐果率低，严重影响蜂糖李产业的健康发展[1-2]。其坐果率低的内在原因尚未查明，其中花粉活力是影响坐果的重要因素[3-4]，花粉活力除与内在因素有关外，还受外界因素的影响，因此需选择有利于花粉萌发和花粉管生长的培养条件，不仅可提高授粉受精的成功率，同时也可以为生产方面提供理论参考[5-6]。目前对蜂糖李的研究主要集中在果实品质、栽培等方面[7-10]，而蜂糖李的花粉活力方面，主要是本课题组前期对培养基、生长调节剂、贮藏方式、外源物质等进行了探讨[4-5]，但是关于温度、pH值以及矿质养分等对蜂糖李花粉活力影响的研究还未见报道。基于此，本研究分析了温度、培养基pH、氮、磷、钾、钙、镁等矿质营养对蜂糖李花粉萌发和花粉管长度的影响，筛选出最佳的花粉离体萌发的培养条件及最适宜的矿质养分，为花期调控等研究奠定基础，最大程度提高蜂糖李的坐果率。

1材料与方法

1.1试验材料

材料来自贵州大学农学院试验基地，收集蕾期时花朵，带回实验室采集花粉，放置25 ℃恒温培养箱内进行散粉，待花粉散出后用孔径100 μm的标准检验筛过筛，分装于干燥容器内备用，每个处理3次重复。

1.2试验方法

1.2.1最适温度的筛选

花粉萌发的基本培养基为15 g/L蔗糖+0.1 g/L硼酸+10 g/L琼脂，以青脆李（Prunus americana）花粉为对照，放置于光照培养箱内，分别设置6个温度梯度（5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃）进行试验，光照强度为12 000 lx，以筛选蜂糖李花粉萌发的最佳温度。

1.2.2最适宜pH值的筛选

以筛选出的温度梯度作为最适宜花粉萌发的温度，以青脆李花粉为对照，设置6个pH值梯度（4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0）进行试验，筛选出蜂糖李花粉最适宜的pH，以NaOH或HCl调节pH值。

1.2.3矿质元素的筛选

将筛选出的温度及pH作为花粉萌发的适宜条件，观察CH4N2O（0、20、40、60 mg/L）、K2HPO4·3H2O（0、5、10、20 mg/L）、KNO3（0、5、10、20 mg/L）、CaCl2（0、10、20、40 mg/L）、MgCl2（0、20、40、80 mg/L）这五种矿质元素对花粉活力的影响，分别设置3个梯度和不添加任何矿质元素为对照，以筛选出适宜花粉萌发的最佳矿质元素及其浓度。

1.3花粉培养方法

采用离体萌发法测定花粉的萌发率[11]。

花粉萌發率（%）=（花粉萌发粒数/花粉粒总数）×100%。

1.4数据处理

采用 Excel 2010软件统计数据，用IBM SPSS STATISTIC 23.0软件进行数据分析。

2结果与分析

2.1温度对花粉萌发的影响

由表1可知，蜂糖李花粉活力变化趋势与青脆李相似，5～25 ℃间花粉萌发率和花粉管长度随温度升高而逐渐增大，温度达30 ℃时花粉活力下降，说明高温不利于花粉萌发及花粉管伸长;在5 ℃低温条件下花粉也能萌发，但花粉管长度较短，低温条件下也具有一定的活力，说明花粉具有一定抗寒性。温度在25 ℃时，蜂糖李萌发率为25.30%，花粉管长度为569.84 μm，温度为20 ℃时，萌发率为30.54%，与25 ℃花粉萌发率无显著性差异，花粉管长度为411.25 μm，综合分析，蜂糖李花粉萌发最佳温度为25 ℃。20 ℃和25 ℃均为青脆李花粉萌发的适宜温度，萌发率和花粉管长度均无显著性差异。

2.2pH值对花粉萌发的影响

由表2可以看出，在不同pH条件下，蜂糖李和青脆李的花粉活力存在一定差异。pH为5.0时，蜂糖李萌发率最高为44.54%，且花粉管最长为723.94 μm ;萌发率在不同pH处理间无显著差异。而青脆李在pH为5.5时花粉萌发率最高为4389%，且花粉管最长为623.25 μm，不同pH处理间花粉管长度不存在显著差异。说明蜂糖李花粉在20 ℃、25 ℃，pH为5.0的条件下，活力表现最佳，为最适宜的培养条件。

2.3矿质元素对花粉萌发的影响

由表3可见，CH4N2O浓度为20～60 mg/L时，能显著促进蜂糖李和青脆李花粉的萌发。在CH4N2O浓度为60 mg/L时蜂糖李花粉萌发率最高达7709%，

且与浓度为20、40 mg/L时的萌发率无明显不同;CH4N2O浓度为20 mg/L时青脆李花粉萌发率最高为59.76%。CH4N2O浓度为20 mg/L时蜂糖李和青脆李的花粉管最长，分别达1717.89 μm，94795 μm;分别比对照提高了90.15%，12.86%。

K2HPO4·3H2O浓度为5～20 mg/L范围内，能显著促进蜂糖李花粉萌发，但不同浓度处理对蜂糖李和青脆李花粉管伸长均无显著影响，并且对青脆李的花粉萌发也无显著促进作用。

KNO3浓度为5～20 mg/L时，能极显著促进蜂糖李花粉的萌发，浓度为20 mg/L不管是蜂糖李还是青脆李，其萌发率都处于最佳状态，蜂糖李萌发率可达70.82%，比对照提高了35.77%;青脆李萌发率为59.48%，比对照提高了13.88%。不同浓度处理对蜂糖李花粉管的伸长无显著作用，但显著降低了青脆李花粉管的伸长。

CaCl2浓度在10～40 mg/L间，能显著提高蜂糖李花粉萌发率，其中20 mg/L是最适宜浓度，萌发率可达69.43%，但对花粉管伸长无促进作用，且浓度为10、40 mg/L会显著降低其花粉管长度。氯化钙浓度处理不但没有提高青脆李花粉萌发率还会抑制花粉管的伸长，且浓度为10、40 mg/L会显著降低其萌发率。矿质元素是否有促进作用可能和花粉本身对此种元素的含量和需求量也有关。

MgCl2浓度在20～80 mg/L，可极显著提高蜂糖李花粉的萌发，但对花粉管伸长无显著影响;浓度为40、80 mg/L可显著提高青脆李花粉的萌发，不同浓度处理显著抑制青脆李花粉管的伸长。

综合分析，K2HPO4·3H2O、KNO3、CaCl2和MgCl2四种矿质养分都能显著促进蜂糖李花粉的萌发，但没有促进其花粉管的生长。综合萌发率和花粉管长度来看，CH4N2O是最适宜的矿质营养，浓度为20 mg/L能同时促进蜂糖李花粉萌发和花粉管生长。

3结论与讨论

温度是花粉细胞中一系列生理生化反应的发生和平衡的基础条件，适宜的温度能够促进花粉的萌发[12]。蜂糖李花期适温是其正常授粉受精的重要条件，而蜂糖李花期常遇低温阴雨天气，若温度过低，坐果率会受到影响，因此花期保温对于提高蜂糖李的产量至关重要。本研究从花粉培养条件的单因素试验得出，蜂糖李花粉萌发最适宜温度为25 ℃，同时也是青脆李花粉萌发的适宜温度。Wolukau等[13]研究发现，梅花花粉的最佳培养温度为25 ℃，兰州大接杏花粉萌发及花粉管生长的最适温度同为25 ℃[14]，与本研究结果一致。而温度为5 ℃时蜂糖李花粉萌发率仅为5.61%，花粉管长度为133.08 μm;青脆李花粉萌发率为949%，花粉管长为116.59 μm;30 ℃时蜂糖李花粉萌发率为13.37%，花粉管长为454.95 μm，青脆李花粉萌发率为7.14%，花粉管长275.66 μm;说明温度过高或过低均不利于花粉萌发，且低温会显著降低花粉管长度，这与魏婵婵[15]在苹果上的研究结果一致。

pH为5.0时，蜂糖李萌发率最高为44.54%，且花粉管最长为723.94 μm。在不同pH处理范围内花粉活力不存在显著差异，而青脆李在pH为55时花粉萌发率最高为43.89%，且花粉管最长为623.25 μm。花粉能在广泛pH范围内正常萌发和生长，说明其花粉对pH具有较强的适应性。

花粉活力的影响因素较多，除自身遗传特性、环境条件外，营养条件也会影响花粉活力强度，充足的营养条件有利于花粉的萌发和生长。本文通过单因素试验，探讨了不同浓度矿质营养对蜂糖李、青脆李花粉活力的影响。其中氮、磷、钾、钙和镁等矿质营养对蜂糖李花粉萌发和花粉管生长表现作用不同;K2HPO4·3H2O、KNO3、CaCl2和MgCl2能显著促进蜂糖李花粉的萌发，但没有显著促进其花粉管的生长; CH4N2O是最适宜的营养物质，浓度为20 mg/L可以促進蜂糖李花粉萌发和花粉管生长，而促进巴旦木花粉萌发和花粉管生长[16]、苹果花粉萌发[17]均以0.1%CH4N2O较为适宜。不同矿质营养在不同植物上的表现也可能存在较大差异，因此应根据不同外植体来选择适宜种类和浓度的矿质营养，方可提高花粉活力。本试验对矿质营养的探讨仅为单因素研究，针对矿质营养间的混合效应未做研究，今后可在矿质营养间做进一步的探讨。

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Effects of Different Culture Conditions and Mineral Elements on the Pollen Viability of Fengtang Plum

Li Tingting 1，Gao Qian1，Li Yue2，Chen Hong1*

（1.Guizhou Fruit Engineering Technology Research Center，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China; 2.College of Science and Technology，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550004，China）

Abstract：To study pollen viability of Fengtang plum，the in vitro germination method was used to study the effects of different culture temperatures，pH，and mineral nutrients （N，P，K，Ca，Mg） on pollen germination rate and pollen tube elongation with Qingcui plum as a control.The results showed that the conductive temperature for the germination of Fengtang plum pollen was 25℃，the germination rate of pollen was 25.30%，the length of the pollen tube was 569.84 μm，and there was also a similar trend in pollen viability when maintained at 20℃.There was no significant difference in the pollen viability between Fengtang plum and Qingcui plum.The most conducive PH for the germination of Fengtang plum was 5.0，and the germination rate and pollen tube length were 44.54% and 723.94 μm，respectively.The optimal pH value for Qingcui plum was 5.5，and the pollen germination rate and pollen tube length were 43.89% and 623.25 μm，respectively.The mineral nutrients such as N，P，K，Ca，and Mg had different effects on the germination and pollen tube growth of Fengtang plum powder.Among them，20 mg/L CH4N2O had the best effect on pollen germination and pollen tube growth，the germination rate was 70.03%，and the length of the pollen tube was 1717.89 μm.The changing trend of the vitality of the Fengtang plum was similar to that of the control Qingcui plum，and there was no significant difference.

Keywords：pollen viability;temperature;pH value;mineral elements

收稿日期：2021-10-26;

修回日期：2021-11-18

基金项目：贵州省科技厅攻关项目（黔科合支撑[2016]2521）

通讯作者：陈红（1975—），男，博士，副教授，主要从事生物技术与园艺植物遗传育种研究，E-mail：957831450@qq.com.

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