培养基组分与培养条件对乌桕花粉萌发的影响

潘超峰 刘诚诚

摘    要：以乌桕花粉为试材，采用花粉离体培养法，研究不同培养基组分及温度对乌桕花粉萌发的影响。研究结果表明，乌桕花粉离体培养的合适温度在20～30 ℃，25 ℃下萌发率为18.05%;蔗糖、硼和钙能促进乌桕花粉萌发，单因素的最适浓度分别为10 g/L、100 mg/L和 60 mg/L，花粉萌发率分别为57.32%、25.45%和31.74%。

关键词：乌桕花粉;萌发率;浓度梯度

文章编号：1005-2690（2022）07-0022-03       中国图书分类号：S685.99       文献标志码：B

乌桕（学名：Sapium sebiferum （L.） Roxb.）也称腊子树、桕子树、木子树，是大戟科、乌桕属落叶乔木，是我国特有的木本油料植物，已有1 400多年的栽培历史。乌桕种子可榨油，出油率高达41%，高于一般木本油料树种[1]，为工业用木本油料树种之一，有很大的开发潜力。

花器官的发育、授粉和授精在植物繁殖中十分重要。花粉在适宜的条件下萌发出花粉管。花粉管是否正常生长直接关系到植物受精作用能否顺利进行，进而影响种子和果实的形成，如在生产中遇到“花而不实”会降低产量。钙、硼是花粉萌发和花粉管生长过程中最重要的元素，蔗糖对花粉萌发也有一定的促进作用[2]。大量研究表明，在离体培养过程中，培养基中的营养成分如蔗糖、硼酸和钙的质量分数，以及外界条件如培养时间、贮藏温度等，均可以影响花粉离体萌发生长，不同植物不同品种不尽相同[3]。

本试验以离体萌发法为研究手段，初步探讨蔗糖、硼、钙对乌桕花粉萌发的影响，寻找最适合乌桕花粉萌发的培养温度及蔗糖、硼、钙的浓度，为乌桕杂交育种、人工授粉和提高坐果率提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料收集与处理

2020年5月采集生长于米易县攀莲镇公路沿线的鸡爪桕花序，密封储存于5 ℃黑暗环境中备用。试验前，取出花序置于室内的纸上摊开，阴干取粉。

1.2 花粉生活力测定

试验采用α-萘酚-联苯胺法，在花粉萌发试验前测定花粉生活力。用毛笔将花粉撒在载玻片上，先滴1滴甲液（联苯胺、α-萘酚及碳酸钠溶液配成），片刻后再滴入1滴乙液（0.3%过氧化氢），3 min后在显微镜下观察，随机取3个视野统计被染红的花粉个数和观察到的花粉总数。

花粉生活力=一个视野内被染红的花粉个数/该视野里观察到的花粉总数×100%   （1）

1.3 溫度梯度试验

用毛笔将花粉均匀地撒在空白培养基（蒸馏水且琼脂含量为1%）上，盖紧盖玻片后分别置于20 ℃、25 ℃、30 ℃的恒温黑暗环境中培养24 h。

1.4 不同营养物质浓度中花粉萌发试验

1.4.1 蔗糖浓度梯度试验

用毛笔将花粉均匀地撒在浓度梯度为0 g/L、5 g/L、10 g/L、15 g/L、20 g/L的蔗糖且琼脂含量为1%的培养基上，盖紧盖玻片后置于25 ℃恒温黑暗环境中培养24 h。

1.4.2 硼浓度梯度试验

用毛笔将花粉均匀地撒在浓度梯度为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L、100 mg/L、120 mg/L的硼酸且琼脂含量为1%的培养基上，盖紧盖玻片后置于25 ℃恒温黑暗环境中培养24 h。

1.4.3 钙浓度梯度试验

用毛笔将花粉均匀地撒在浓度梯度为0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L、100 mg/L、120 mg/L的氯化钙且琼脂含量为1%的培养基上，盖紧盖玻片后置于25 ℃恒温黑暗环境中培养24 h。

1.5 试验操作与萌发率检测

向双凹载玻片的凹孔中滴1滴水，在盖玻片中央滴1滴培养基，使培养基均匀且平坦地分布在盖玻片上，把少许花粉撒播于培养基上，沿凹孔边缘滴少量培养基，然后将盖玻片反扣在双凹载玻片的凹孔上（有花粉粒的一面朝下），使双凹载玻片凹孔边缘的培养基把盖玻片固定[4]，置于底部垫有湿润滤纸或纱布的大培养皿中，遮光后在设定温度下恒温培养24 h。

每处理重复两次，培养24 h，每12 h镜检1次，每处理随机观察3个视野，每视野观察30粒以上。以花粉管长度达到花粉粒直径1/2以上作为萌发标准，统计花粉萌发率。

1.6 分析方法

试验所得数据用Excel和SPSS软件进行分析处理。

2 结果分析

2.1 温度对乌桕花粉萌发的影响

由图1可以看出，乌桕花粉的萌发率在25 ℃下最高，达18.05%，20 ℃、30 ℃下萌发率略有下降，原因可能是25 ℃比较接近乌桕花期的气温。

经单因素方差分析后显示，F=0.781 70.05，说明不同温度处理差异不显著。

2.2 蔗糖对乌桕花粉萌发的影响

由图2可以看出，在不含蔗糖的情况下花粉也能萌发，但其萌发率较低，仅有19.02%;在添加有蔗糖的培养基上，随着培养基内蔗糖浓度的增加，花粉萌发率逐渐提高，当浓度达10 g/L时，花粉萌发率达到最高，为57.32%，是0 g/L时的3.01倍;蔗糖浓度进一步增加后，萌发率反而下降，当浓度达到20 g/L时，花粉萌发率急剧下降到2.32%，仅为0 g/L时的12.22%。

经单因素方差分析后显示，F=76.59>F0.01=10.39，P<0.01，说明不同蔗糖浓度的处理对乌桕花粉萌发的影响差异极显著。采用SSR法进行多重比较，10 g/L、20 g/L蔗糖浓度处理与0 g/L的差异极显著，5 g/L、15 g/L与0 g/L差异不显著，10 g/L蔗糖浓度处理与其他浓度差异极显著。由图2可以看出，蔗糖浓度在0～10 g/L时促进乌桕花粉萌发，10 g/L时花粉萌发率达到最高，超过这个浓度后则表现出抑制作用。

2.3 硼对乌桕花粉萌发的影响

由图3可以看出，在不含硼的培养基中，乌桕花粉萌发率为18.54%;随着硼浓度增大，萌发率逐渐增加，硼浓度达到100 mg/L时萌发率达到最高，为25.45%，是0 mg/L的1.37倍;硼浓度增至120 mg/L时，萌发率下降至20.63%，为0 mg/L的1.11倍。

经单因素方差分析后顯示，F=2.930.05，说明不同硼浓度的处理对乌桕花粉萌发的影响差异不显著。采用SSR法进行多重比较，100 mg/L硼浓度处理与0 mg/L的差异极显著，80 mg/L、60 mg/L与0 mg/L差异显著，其他处理与0 mg/L差异不显著。100 mg/L浓度处理与120 mg/L时萌发率差异显著，120 mg/L硼浓度较100 mg/L萌发率下降明显。

2.4 钙对乌桕花粉萌发的影响

由图4可以看出，随着培养基中钙浓度增大，萌发率逐渐升高，钙浓度达到60 mg/L时萌发率达到最高;钙浓度进一步增加后，萌发率有所下降。

经单因素方差分析后显示，F=4.87，F0.05=3.5