培养基组分及pH值对高丛越橘花粉萌发的影响

杨夫臣 ，秦仲麒 ，李先明 ，涂俊凡 ，朱红艳 ，伍 涛

（1.湖北省农业科学院 果树茶叶研究所，湖北 武汉 430064；2.湖北省农业科技创新中心 果树茶叶研究分中心，湖北 武汉 430064）

培养基组分及pH值对高丛越橘花粉萌发的影响

杨夫臣1，2，秦仲麒1，2，李先明1，2，涂俊凡1，2，朱红艳1，2，伍 涛1，2

（1.湖北省农业科学院 果树茶叶研究所，湖北 武汉 430064；2.湖北省农业科技创新中心 果树茶叶研究分中心，湖北 武汉 430064）

为了筛选出适宜采用离体培养方法鉴定越橘花粉活力的培养基，以高丛越橘蓝丰、伯克利为试材，研究了不同培养基组分及pH值对花粉萌发影响。结果表明：培养基内蔗糖、硼酸、氯化钙在一定低质量分数范围内，对花粉萌发起到促进作用，但超过一定质量分数时起到抑制作用；适宜培养基组分为：蔗糖10%、硼酸0.005%～0.01%、氯化钙0.02%，调节培养基溶液pH值4.5～5.5之间。

高丛越橘；培养基组分；pH值；花粉萌发

越橘为杜鹃花科Ericaceae越橘属Vaccinium植物，多年生落叶或常绿灌木，高丛越橘为其中1个种类。因其果实具有独特的营养价值和保健功能，越橘日益受到消费者喜爱，在国内发展迅速，成为新兴小水果。由于越橘的果实很小，必须有80%以上的花受精坐果，才有可能获得丰收[1]。生产上，为保证越橘的种植效益，必须提高果实坐果率；不同种类越橘的自交可孕性差别较大，在种植上需配置授粉树，要求授粉树花粉活力高[2]。笔者通过开展越橘花粉离体培养试验，确定适宜的培养条件，旨在为鉴定不同越橘品种的花粉活力、为越橘授粉树选择及花粉相关研究提供依据和参考。

1 材料与方法

1.1 植物材料

试验中所用材料采自湖北省农业科学院果树茶叶研究所越橘试验园高丛越橘蓝丰、伯克利3年生树。采集已达气球状、饱满、未开裂的花朵，在室内剥下花药置于培养皿中，在25 ℃下烘干至花药完全爆裂，花粉散出。收集花粉贮藏于－20 ℃冰箱中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验分别设不同蔗糖质量分数、硼酸质量分数、氯化钙质量分数、pH值处理，研究不同处理对越橘花粉萌发的影响。在研究每种影响因子时，以不加该物质为对照，其余因子均取假设的适宜值，研究适宜花粉萌发的最佳组合。假设适宜培养基为：10%蔗糖＋0.01%硼酸＋0.02%氯化钙＋1%琼脂，培养基溶液pH值5.5。各试验处理如下。

（1）蔗糖质量分数：0、5%、10%、15%、20%；

（2）硼酸质量分数：0、0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%；

（3）氯化钙质量分数：0、0.005%、0.010%、0.020%、0.040%、0.080%；

（4）pH 值：4.5、5.5、6.5、7.5、8.5。

1.2.2 花粉离体培养

将配制好的培养基溶液滴在载玻片上，待培养基凝固后，用铅笔的橡皮头蘸取已制备好的花粉轻点在培养基上，使花粉撒播均匀，然后把载玻片放置于有湿滤纸的培养皿中，黑暗条件下26 ℃培养5 h，然后在显微镜下观察花粉管萌发情况，统计萌发率。

1.3 数据处理与分析

试验数据采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 16.0软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同质量分数的蔗糖对高丛越橘花粉萌发的影响

不同质量分数的蔗糖对高丛越橘花粉萌发的影响见图1。由图1可以看出，蔗糖质量分数为10%时，蓝丰、伯克利花粉萌发率最高，分别为65.3%、60.6%，与其它处理差异极显著；当蔗糖质量分数小于10%时，随着蔗糖质量分数升高，花粉萌发率呈上升趋势，但当蔗糖质量分数高于10%后，随着蔗糖质量分数升高，花粉萌发率反而降低，说明高质量分数的蔗糖抑制高丛越橘花粉萌发。花粉离体培养时，适宜的蔗糖质量分数为10%。

2.2 不同质量分数的硼酸对高丛越橘花粉萌发的影响

图1 不同质量分数的蔗糖对高丛越橘花粉萌发影响Fig. 1 Effect of sucrose at different mass fractions on pollen germination in high-bush blueberry

不同质量分数的硼酸对高丛越橘花粉萌发的影响见图2。由图2可以看出，当硼酸质量分数在0.010%时，蓝丰、伯克利花粉萌发率最高，分别为41.2%、64.1%，与硼酸质量分数为0.005%时花粉萌发率差异不显著，而与其它处理差异达极显著水平；硼酸质量分数低于0.01%时，随着硼酸质量分数增加，花粉萌发率升高，而硼酸质量分数高于0.010%时，随着硼酸质量分数增加，花粉萌发率降低，说明高质量分数的硼酸抑制高丛越橘花粉萌发。硼酸质量分数控制在0.005%～0.010%之间，利于高丛越橘花粉离体培养萌发。

图2 不同质量分数的硼酸对高丛越橘花粉萌发影响Fig. 2 Effect of boracic acid at different mass fractions on pollen germination in high-bush blueberry

2.3 不同质量分数的氯化钙对高丛越橘花粉萌发的影响

不同质量分数的氯化钙对高丛越橘花粉萌发的影响见图3。由图3可以看出，当氯化钙质量分数为0.02%时，蓝丰、伯克利的花粉萌发率达最大值，分别为53.7%、51.9%，与其它质量分数处理的花粉萌发率差异极显著；而当氯化钙质量分数超过0.02%时，2个品种的花粉萌发率呈降低趋势，说明高质量分数的氯化钙对高丛越橘花粉萌发亦存在抑制作用。高丛越橘花粉离体培养时，培养基中氯化钙的质量分数宜为0.02%。

图3 不同氯化钙质量分数对高丛越橘花粉萌发影响Fig. 3 Effect of calcium chloride at different mass fractions on pollen germination in high-bush blueberry

2.4 不同pH值对高丛越橘花粉萌发的影响

不同pH值对高丛越橘花粉萌发的影响见图4。由图4可以看出，培养基的pH值对高丛越橘花粉萌发有显著的影响。蓝丰花粉的萌发率在pH值为5.5时达最大值68.2%，与pH值为4.5时的花粉萌发率差异不显著，当pH值大于5.5时，花粉萌发率急剧下降；pH值为4.5时，伯克利花粉萌发率最高为69.7%，与其它处理差异达极显著水平，而随pH值的增高花粉萌发率降低，在pH值达到6.5以后，急剧降低。因此进行高丛越橘花粉离体培养时，培养基pH值适宜调节到4.5～5.5之间。

图4 不同pH值对高丛越橘花粉萌发影响Fig. 4 Effects of different pH values on pollen germination in high-bush blueberry

3 小结与讨论

高丛越橘品种蓝丰、伯克利的花粉在离体条件下萌发，其培养基组分及浓度对花粉萌发率影响较大，必须有一定量的矿物质和糖及适宜的pH值，才能保证花粉正常萌发。通过本试验初步得出，适宜越橘花粉萌发的培养基的组分中，蔗糖质量分数10%，硼酸质量分数控制在0.005%～0.010%之间，氯化钙质量分数为0.02%，培养基溶液pH值调节到4.5～5.5之间。蔗糖、硼酸、钙质量分数过高时，降低花粉萌发率而且抑制花粉管伸长。

越橘不同种类间适宜花粉萌发的培养基不相同。沈玉英等在研究硼酸对兔眼越橘花粉萌发的试验中得出硼砂质量浓度3 g·L－1时，花粉萌芽率最高[3]。越橘花粉萌发除受外源物影响外，自身发育情况对其也有较大影响，沈玉英等通过观察花粉超微结构发现，萌发率最低的杰兔品种花粉粒有明显“干瘪”形状，比例高达80%，花粉粒分体表面的明显凹陷影响到四分体整体的充盈和饱满程度[4]。

不同植物的花粉离体萌发对培养基组分及含量需求不同。吉利等通过试验得出，紫花含笑和灰岩含笑花粉萌发的最佳蔗糖质量分数为1 000 g·L－1，此质量分数下花粉萌发率均可达90%以上，蔗糖质量分数过高时花粉萌发率降低[5]。张绍铃等关于梨树的研究表明，花粉萌发最适硼酸质量分数为0.03%，钙的质量分数为0.03%，质量分数过高时则抑制花粉萌发，花粉管无法正常伸长，最适pH值是5.0[6]。李旭新等经研究得出，黄连木花粉离体培养基中，最适硼酸质量分数为100 mg·L－1[7]。陈文涛等经试验得出，当硼酸的质量分数为15.0 mg·L－1时，金丝枣花粉萌发率为72.07%[8]。袁德义等以普通油茶花粉为试材，在单因素试验条件下得出CaCl2对油茶花粉萌发具有抑制作用，硼酸对油茶花粉萌发具有明显的促进作用，硼酸最适宜质量分数为0.10 g·L－1[9]；蒋桂华等采用液体培养法进行试验，结果表明外源硼酸为草莓花粉萌发必需物质，适宜的质量分数为0.3 g·L－1，低质量分数促进花粉萌发和花粉管生长，高于0.3 g·L－1则起抑制作用；外源钙为非必需物质，但适量的外源钙离子有利于花粉萌发，适宜的质量分数为0.3 g·L－1，高钙抑制花粉萌发[10]。

Jackson等[11]在矮牵牛花粉离体培养研究中发现，在花粉管生长过程中，培养基的硼有利于更多的蛋白质组装成膜和壁的成分，从而促进花粉管生长。

龚明等[12]以云南松和烟草为试材，通过测定花粉萌发过程中钙含量变化得出，花粉水合阶段和萌发早期有1个急剧的钙释放高峰。在培养基中加入鳌合钙抑制了花粉的萌发，而这种抑制可被随后加入的钙所逆转。钙通道阻塞剂Vera-Pamil和Co2+也能抑制或阻止花粉萌发，但这种抑制主要发生在花粉萌发的早期。以上试验结果说明钙可能作为花粉萌发的启动者。

外源钙对花粉萌发的作用取决于细胞内游离Ca2+的含量，即在游离Ca2+充足时，外源钙对花粉萌发可能起抑制作用，反之，则起促进作用。

[1]顾 姻,贺善安.蓝浆果与蔓越橘[M].北京:中国农业出版社,2001:198－208.

[2]李亚东.越橘栽培与加工利用[M].长春:吉林科学技术出版社,2001:34－40.

[3]沈玉英,吕家龙.化学和物理因素对兔眼越橘花粉萌发的影响[J].吉林农业大学学报,2006,(2):173－176.

[4]沈玉英,孙新政,吕家龙.越橘稔性与花粉超微结构相关性研究[J].果树学报,2006,23(3):392－396.

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[6]张绍铃,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,(2):225－230.

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[8]陈文涛,袁德义,张日清.硼及植物生长调节剂对枣花粉萌发的影响[J].江西农业大学学报,2013,35(3):496－501.

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[10]蒋桂华,谢 鸣,方 丽,等.硼、钙和农药对草莓花粉萌发和花粉管生长的影响[J].果树学报,2007,24(2):234－236

[11]Jackson J F. Borate control of energy-driven protein secretion from pollen and interaction of borate with auxin or herbicide-a possible role for boron in membrane events [J].Current Topics in Plant Biochemistry and Physiology, 1991,10: 221－229

[12]龚 明,杨汉中,曹宗巽.钙对花粉萌发的启动效应和对花粉管生长的调节作用[J].北京大学学报,1995,31(2):238－249.

Effects of medium components and pH value on pollen germination in high-bush blueberry

YANG Fu-chen1-2, QIN Zhong-qi1-2, LI Xian-ming1-2, TU Jun-fan1-2, ZHU Hong-yan1-2, WU Tao1-2
(1. Institute of Fruit and Tea, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, Hubei, China; 2. Fruit and Tea Research Branch, Hubei Innovation Center of Agricultural Science and Technology, Wuhan 430064, Hubei, China)

In order to screen out the suitable medium for identifying pollen viability of blueberry using the method ofin vitroculture, taking Blue crops and Berkley in high-bush blueberry as materials, the effects of medium components and pH value on pollen germination in high-bush blueberry were studied. The results showed that pollen germination was promoted by sucrose, boracic acid and calcium chloride at lower mass fraction concentrations, and it was inhibited when mass fractions of the components were over some values. The optimal medium components were 10% sucrose, 0.005%-0.010% boracic acid, 0.02% calcium chloride, and pH value from 4.5 to 5.5.

high-bush blueberry; medium component; pH value; pollen germination

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.022 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-11-11

南方地区蓝莓科技协作项目（2010GB2F200422-01）；湖北省农科院果茶所青年基金项目（GGJJ201103）；湖北省农业科技创新中心项目（2011-620-005-003-01）。

杨夫臣，助理研究员，硕士研究生。

秦仲麒，研究员。E-mail：Zhongqiqin@163.com

杨夫臣,秦仲麒,李先明,等. 培养基组分及pH值对高丛越橘花粉萌发的影响[J].经济林研究,2015,33(3):122－125.

S666

A

1003—8981(2015)03—0122—04

[本文编校：闻 丽]