离子束辐射致番茄变异株花粉活力的研究

赵英凯 应芳卿

(郑州市蔬菜研究所,郑州 450015)

河南四号是郑州市蔬菜研究所经多年选育而成的优良常规番茄亲本材料,为自封顶类型,普通叶,果实圆形,成熟后粉红色。其自然坐果率一般在 50%左右。但因其在多年栽培过程中的退化,果实变小了,故试图通过低能离子束辐射其干种子而加以改良。2007年经郑州大学离子束诱变育种及生物工程省重点实验室用俄罗斯产 T I T A N源离子注入机分别在 3×1017W+/c m2和 7×1017W+/c m2剂量下诱变处理,产生两种类型的变异株:河南四号 M 0和河南四号 M 1,表现为两穗果封顶、株形紧凑、叶小而尖等形态上的变化,果实形态也由圆形变为柠檬形,单果重减少到 60g左右。特别是坐果率严重降低,为该种质资源在育种上的应用设置了困难。很明显,变异株的基因型发生了变化。一般认为,基因型的变化会引起花粉活力的改变,番茄座果率受花粉数量和花粉活力的影响。而衡量花粉质量的一个重要指标是花粉的活力,故我们对两个变异株的花粉活力进行了测定。

1 材料与方法

1.1 供试材料

两变异株 M 0、M 1花瓣展开 600以上的花朵。对照 M c k的花朵。

1.2 仪器及试剂

该试验在郑州大学离子束诱变育种及生物工程省重点实验室进行。所用仪器有:双管显微镜、天平、恒温培养箱、数码像机、移液管、双槽平面载玻片。试剂有:蔗糖、硼酸、琼脂、醋酸洋红染液等。

1.3 染色法

利用醋酸洋红染液对花粉进行染色。花粉呈现红色或紫红色者为有活力。计算能被染色的花粉粒占所有花粉粒的百分数,作为衡量花粉生活力强弱的指标。于当地具代表性天气(气温 33℃,光强 9×104l x)时采取花朵,将花粉振落于载玻片上。滴一小滴醋酸洋红染液,盖上盖玻片。然后在显微镜下观察计数。每处理作 4个玻片,取 10个视野拍照。

1.4 培养基发芽检测法

以花粉在培养基上萌发率作为衡量花粉活力的依据。具体方法是:

①双槽载玻片消毒。用 70%酒精浸 30m i n后凉干。

②培养基的配制。培养基成分为:w=12.5%的蔗糖,w=1%的琼脂,150m g/k g的硼酸。将溶好的培养基滴于双槽载玻片的槽内。

③播种。将花粉振落于培养基上,每品种播 4个玻片,共 8个重复。

④培育。把播种好的载玻片放于铺有湿润滤纸的培养皿中,盖严置于 25℃恒温培育箱内。关闭光照灯在暗环境下培养 3 h。

⑤观察计数拍照。

2 结果与分析

2.1 染色结果分析

观察各处理的染色数目统计得知,各处理间没有太大的区别。见表 1。

表1 染色率 (%)

2.2 发芽率实验结果分析

离子束处理对番茄花粉发芽率的影响见表 2。处理间和品种间都没有太大的差异。

表2 发芽率

3 结论与讨论

通过花粉染色和发芽试验结果得出,变异株的花粉活力较对照没有发生较为明显的变化。看来,经离子束处理后番茄的花粉活力没有改变。

该试验旨在得出番茄离子束处理后的变异株坐果率大大降低的原因是否与花粉的活力有关,因为基因型是影响花粉活力的一个重要因素。既然实验得知变异株坐果率的降低与花粉活力关系不大,那么还可能有以下 3个内因:1、花朵发育不良;2、授粉受精不良;3、植株营养供应不足。据我们观察,变异株花朵形态发生了很大的变化,花柱较长,突出到雄蕊管口,并且柱头很快枯萎,这也许是坐果率降低的一个原因;另一个原因可能是每朵花的花粉较少,或者花药粘度大只有较少的花粉落到柱头上。在我们作此实验取花粉时发现 M 1、M c k的花粉明显的比 M 0的花粉少,而花粉的萌发和花粉管的生长表现出集体效应,即在一定面积内,花粉的数量越多,萌发和生长的越好;还有,变异株的株形和叶形发生了很大的变化,植株生长较对照弱,叶片在幼苗期呈线状,结果期极皱,深裂,如感染蕨叶病毒病一般。这些特征是否影响了叶片的光合作用,造成对花芽分化和座果的同化物供应不足,这有待进一步试验考证。

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