温度、蔗糖和硼酸对含笑花粉离体萌发的影响

叶利民

(上饶师范学院生命科学学院，江西上饶334001)

含笑树形壮丽、幽雅，花开如笑、浓香袭人，其木材优良，是良好的家具、建筑用材，在药用、香料等方面也有较大用途，是具有巨大潜在应用价值的珍贵植物［1］。含笑(Michelia figo)是中国西南地区的特有类群，早春开花，花白色，花期长，且具有很强的耐干旱、耐贫瘠的能力，是一种观赏价值较高的常绿灌木，已在园林绿化上广泛栽培。

Stanli［2］认为离体萌发为花粉提供的条件与花粉在柱头内萌发的条件较为接近，因此这种测定方式得出的花粉活力与花粉在柱头上的活力最为接近，是检测花粉活力最为可靠与稳定的方法，但是影响花粉离体萌发的因子很多，其中包括培养基的组分、pH值、萌发温度及时间等等。目前，关于含笑花粉萌发特性的研究较少，胡冬南等［3］研究了培养基中蔗糖浓度对深山含笑和乐昌含笑花粉萌发的影响，认为培养基浓度以150 g/L效果最佳。龚洵等［4］研究发现，在10%蔗糖+0.01%硼酸的培养基上，含笑花粉经2 h的培养就开始萌发，野生含笑花粉的萌发率高达90%，而栽培于昆明植物园的含笑花粉的萌发率只有20%左右。目前，关于含笑花粉萌发的最适培养条件尚未见报道。本试验研究了培养基中蔗糖、硼酸浓度和萌发温度等因素对含笑花粉萌发率及花粉管生长的影响，以期为含笑的栽培或育种、引种等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

含笑植株种植于上饶师范学院校园。2011年6月12日晴天上午8:00～9:00取微开花朵，将刚开的花朵采回实验室，然后用镊子取下雄蕊，置于洁净的纸上，将收集的花粉干燥保存于4℃的冰箱中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 单因素试验

试验1:设置不同蔗糖浓度梯度:0、50、100、150 mg·L－1;

试验2:设置不同硼酸浓度梯度:0、10、15、20 mg·L－1;

试验3:应用上述最佳蔗糖和硼酸浓度，设置15、20、25、30、35、40 ℃ 5 个处理，研究含笑花粉离体萌发的适宜温度。

1.2.2 最适培养基的选择

通过单因素实验，得到花粉萌发最适宜的温度、蔗糖和硼酸浓度;再通过正交试验确定温度、蔗糖和硼酸浓度的最佳组合。每处理3次重复，每重复1张凹形载玻片，每张载玻片观察视野不少于3个。

1.2.3 培养方法

上述培养基均添加0.8%的琼脂。滴一滴培养液于凹形载玻片的凹处，撒少量花粉于培养基上，并混匀，倒转玻片置于盛有水的培养皿上，标注培养基配方号和培养时间，放入25℃的人工气候箱中培养，培养6 h后，记录观察结果。每种培养基重复3个载玻片。

1.3 花粉活力的统计

在显微镜下用低倍镜(10×10倍)观察。毎个载玻片上随机抽取3个视野(每个视野花粉在50粒以上)进行观察，统计每个视野的萌发花粉数量和花粉粒总数，花粉萌发以花粉管长度大于或者等于花粉粒的直径作为萌发标准，结果取其平均值。每个视野随机抽取10粒萌发花粉，测微尺测量花粉管的长度，结果取其平均值。

1.4 数据统计分析

数据用 Excel作统计分析，用新复极差测验(SSR)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 蔗糖对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响

由表1可知，在无蔗糖时，花粉萌发率最低(仅7.55%)，且花粉管最短(为 8.52 μm)，50 ～ 150 mg·L－1蔗糖对花粉萌发均有促进作用，花粉萌发率随蔗糖浓度的提高先增后减。在蔗糖浓度为50 mg·L－1时，花粉萌发率达最高(为21.51%)，但当蔗糖浓度超过50 mg·L－1时，随蔗糖浓度的增加，花粉萌发率逐渐降低，在150 mg·L－1时，花粉萌发率降低到8.00%。蔗糖对花粉管长度的影响与花粉萌发率基本相似，50～150 mg·L－1蔗糖对花粉管生长均有促进作用，当浓度为50 mg·L－1时，花粉管长度达最长(表 2)(为 25.11 μm)。50 mg·L－1浓度处理花粉活力和花粉管长度均极显著高于其他浓度处理。综上所述，含笑花粉萌发和花粉管生长的适宜蔗糖浓度为 50 mg·L－1。

表1 蔗糖对含笑花粉萌发的影响

2.2 硼酸对含笑花粉萌发和花粉管生长的影响

如表2所示，在无硼酸时，含笑花粉萌发率较低(仅0.96%)，且花粉管短而直(花粉管长为13.33 μm)。5－20 mg·L－1的硼酸对花粉的萌发起促进作用，当硼酸浓度为5 mg·L－1时花粉萌发率达最高44.14%，花粉管长度最长(为49.56 μm)，均极显著高于其他浓度处理。表明，硼是花粉萌发时必需的微量元素，含笑花粉萌发的最适硼酸浓度为5 mg/L。

表2 硼酸对含笑花粉萌发的影响

2.3 温度含笑花粉萌发的影响

温度对含笑花粉萌发的多重比较结果见表3，由表3可知，在不同温度条件下含笑花粉萌发率和花粉管长度均呈现极显著差异(P＜0.01)。含笑花粉萌发率和花粉管长度均在25℃时均达最大，而且显著高于其他温度处理，当温度达到40℃时，含笑花粉不能萌发(表3)。可见，高温抑制花粉萌发，含笑花粉离体萌发的最适温度为25℃。

表3 培养温度对含笑花粉萌发的影响

2.4 含笑花粉萌发最适培养基的选择

由表4可知，不同处理之间花粉萌发率差异较大，变化于24.37%～65.33%。花粉萌发率最高的是处理9，即蔗糖质量浓度70 mg·L－1、硼酸质量浓度5 mg·L－1、温度 28℃条件下，萌发率达 65.33%(表3)，显著优于其余8个处理，极显著优于处理6以外的7个处理，且处理条件与单因素试验所获得的最适条件有一定差异。由此表明，只有当各种因素达到最佳组合时，才能达到最适宜的效果。

表4 花粉萌发L933正交试验结果

3 小结与讨论

蔗糖在花粉萌发中主要起到提供能源和调节渗透压的作用［5］。本试验结果表明，50 ～150 mg·L－1蔗糖对含笑花粉萌发均有促进作用，蔗糖浓度过高抑制花粉萌发，可能与蔗糖浓度过高，使培养基水势降低，导致花粉细胞脱水死亡有关。这与张绍玲等［6］、何琦［7］等的研究相似。

有关硼对花粉萌发和花粉管生长的研究报道较多，均认为一定浓度的硼酸有利于花粉萌发和花粉管生长［8－11］。可能与硼离子能与蔗糖形成络合物，使糖易于通过质膜在组织中传输，从而促进了糖的吸收与代谢，硼(B)还能促进果胶质的合成，以利于花粉管壁的建造有关［12］。

培养温度对含笑花粉萌发的影响差异显著，低温时花粉萌发率较低，花粉管生长缓慢，25℃条件下花粉萌发率达到较高水平，花粉管也较长，是花粉萌发的适宜温度。

由正交试验结果可知，适合含笑花粉的离体培养方式为:培养基(70 mg·L－1蔗糖 +5 mg·L－1硼酸)，置于28℃恒温培养。在花期可喷施一定浓度的蔗糖和硼酸有利于花粉萌发，提高结实率。

［1］ 明军，顾万春.中国含笑属植物研究进展［J］.中南林学院学报，2004，24(5):147－152.

［2］ Stenli R G，Linskens H F.Pollen:Biology biochemistry management［M］.New York:Springer Verlag Berlin Heidelberg，1974:37.

［3］ 胡冬南，刘细燕，杨光耀，等.木兰科含笑属深山含笑、乐昌含笑花粉技术的研究［J］.江西农业大学学报:自然科学版，2002，24(2):237－239.

［4］ 龚洵，张国莉，潘跃芝.含笑花粉萌发研究［J］.武汉植物学研究，2003，21(4):346－350.

［5］ 潘瑞炽.植物生理学［M］.5版.北京:高等教育出版社，2001:260.

［6］ 张绍玲，陈迪新，康琅，等.培养基组分及pH值对梨花粉萌发和花粉管生长的影响［J］.西北植物学报，2005，25(2):225－230.

［7］ 何琪，何方，刘鹏，等.PEG－4000、蔗糖及pH值对七子花花粉萌发的影响［J］.湖北农业科学，2006，45(2):214－216.

［8］ 年玉欣，罗凤霞，张颖.测定百合花粉生活力的液体培养基研究［J］.园艺学报，2005，32(5):922－925.

［9］ 翟学杰，董凤祥，张日清，等.影响杂交榛花粉萌发和花粉管生长的培养基组分研究［J］.林业科学研究，2009，22(6):753－757.

［10］ 杨泉光，李楠，李志刚，等.苏铁属花粉萌发及保存条件研究［J］.广西植物，2009，29(5):673－677.

［11］ 王玲，祝朋芳，毛洪玉.不同培养基及不同贮藏条件对金娃娃萱草花粉生命力的影响［J］.西北林学院学报，2009，24(3):95 －97，108.

［12］ 杨小冬，孙素琴，李勤.硼缺乏导致花粉管细胞壁多糖分布的改变［J］.植物学报，1999，41(11):1169－1176.