三叶木通的花粉活力与柱头可授性

张希凤， 刘红昌， 李金玲， 杨汉夫， 赵 致*， 罗 辉

(1.贵州省药用植物繁育与种植重点实验室， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州省林业厅推广总站， 贵州 贵阳 550001)

三叶木通的花粉活力与柱头可授性

张希凤1， 刘红昌1， 李金玲1， 杨汉夫1， 赵 致1*， 罗 辉2

(1.贵州省药用植物繁育与种植重点实验室， 贵州 贵阳 550025； 2.贵州省林业厅推广总站， 贵州 贵阳 550001)

为探明贵州野生三叶木通的有性生殖特性，用TTC法测定其花粉活力，用联苯胺-过氧化氢法测定其柱头可授性。结果表明：三叶木通花粉活力于雄花散粉当天最高，达91.96%，随散粉时间的延长花粉活力逐渐降低，花后3 d和4 d花粉活力分别下降至62.99%和11.72%，花粉寿命可维持3～4 d；三叶木通柱头大部分在雌花开放当天即具有较弱可授性但无黏液分泌，花后2～3 d可授性增强且黏液分泌旺盛，柱头可授性高峰期在花后3～5 d。三叶木通的花粉寿命与柱头可授期有重叠，生产中人工授粉工作应选择在3～4 d内完成。

三叶木通； 花粉活力； 柱头可授性； 人工授粉

三叶木通〔Akebiatrifoliate(Thunb.) Koidz〕为木通科(Lardizabalaceae)木通属(AkebiaDecne)的藤本植物，与该属的木通(Akebiaquinata)和白木通〔Akebiatrifoliatevar.austialis( Diels) Rehd.〕统称木通，是我国传统的中药材，具有上千年的应用历史。三叶木通原产于中国和日本，在我国主要分布于贵州、湖南、湖北、陕西和江西等地[1]。其藤茎、果实和种子均可入药，其近成熟果实称为预知子。预知子性寒味苦，归肝、胆、胃和膀胱经，具有舒肝理气、活血止痛、散结、利尿的功效，主要用于脘胁胀痛，痛经经闭，痰核痞块，小便不利等症[2]。预知子中有效成分对多种肿瘤细胞的恶性增殖有抑制作用，具有较高的医学研究价值[3-5]。此外，三叶木通果皮中还含有酮类和酚醇类物质，果肉中含有丰富的蛋白质、糖类、维生素、粗纤维以及多种对人体有益的微量元素，可生食或酿酒，具有很好的医疗保健、安胎和抗癌等作用[6-8]。

由于对三叶木通原料的需求长期依赖于野生资源，供不应求的问题日渐突出，同时掠夺式的过度采收和生境破坏减弱了其再生能力，造成野生三叶木通资源的急剧下降和枯竭。2003年国家科学技术部将木通列为濒危、紧缺中药材，三叶木通的人工栽培势在必行。目前，三叶木通栽培技术的研究主要集中在栽培密度、促进春梢生长、挂果时间、果实重量方面[9-12]，花粉活力和柱头可授性的相关生物学特性研究尚未见报道。三叶木通野生状态下的坐果率很低，1朵三叶木通雌花通常具有4～8个柱头，但大部分仅1个柱头可发育成果实，限制增产。人工辅助授粉是提高三叶木通坐果率的有效途径，研究三叶木通的花粉活力和柱头可授性，探明其花粉的寿命与柱头可授期，为其人工辅助授粉积累前期资料，以期为三叶木通野生资源的进一步开发利用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

植物材料经贵州大学生命科学学院鉴定为木通科木通属三叶木通〔Akebiatrifoliate(Thunb.) Koidz〕，采集于贵州省贵阳市花溪区棉花关麦乃村。于2015年3—5月在贵州省药用植物繁育与种植重点实验室进行试验。

1.2 花粉活力测定

参照钟国成[13-15]等研究方法，用TTC法测定三叶木通花粉活力和寿命。在三叶木通盛花期，上午9：00—10：00即将开放的雄花用冰盒带回实验室，置于恒温箱培养至散粉后收集花粉并标记散粉时间，用同样的方法采样3次，分别培养至散粉。根据采样日期把样品标记分为3组4-2S、4-4S和4-6S。花粉活力测定：用毛笔蘸取花粉于载玻片，滴1～2滴0.5%TTC溶液，盖上盖玻片，35℃恒温15 min，然后使用显微镜观察花粉的染色情况。凡被染成红色的花粉表明其活力强，淡红色次之，未染色或无变化的花粉则说明不具活力。至少统计3个视野中红色花粉、浅红色花粉、未染色花粉的数量，每组样品3次重复。用同样的方法连续测定每组花粉的活力直至花粉活力全部丧失。

1.3 柱头可授性检测

参照钟国成[13-15]等的研究方法，用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性。在三叶木通雌花开放之前，挂牌标记200朵雌花，分别记录开花时间。按照开花时间把三叶木通雌花标记分组，每天1组，分别为花后1～8 d的8组样品。柱头可授性测定：取每组样品用解剖针分离柱头，将其完全浸泡在含有联苯胺-过氧化氢反应液(V1%联苯胺∶V3%过氧化氢∶V蒸馏水=4∶11∶22)的双凹载玻片凹陷处，用4×10双目显微镜观察柱头的反应情况。可通过比较其气泡量衡量其可授性的强弱，若柱头迅速变成蓝色并伴有大量气泡产生，表明其具有强可授性；柱头呈蓝色且伴有少量气泡，表明其具有可授性；若柱头无变化，则说明柱头无可授性。每组取10朵雌花，3次重复，测定三叶木通雌花从花开到花谢期间柱头可授性的变化，确定开花后柱头可授性的高峰期。

1.4 数据分析

花粉活力和柱头可授性以花粉染色率和柱头可授率表示，计算公式：

花粉染色率=被染色花粉数/视野中花粉总数×100%

柱头可授率=染色并产生气泡的柱头数/柱头总数×100%

2 结果与分析

2.1 三叶木通的花粉活力

三叶木通花粉染色为红色或浅红色表示花粉具有活力，染色为黄色或未染色表示花粉不具活力(图1)。由图2可知，三叶木通的花粉活力在散粉当天最高，4-2S、4-4S和4-6S 3组样品花粉活力平均为92.92%、88.88%和94.09%。随着散粉时间的延长，3组样品的花粉的活力均呈下降趋势。3 d后花粉活力下降明显，3组样品的花粉活力平均为53.33%、67.12%和68.54%，5～6 d后基本失活。

图1 显微镜下三叶木通的花粉染色状态

图2 三叶木通的花粉活力及寿命

2.2 三叶木通的柱头可授性

由图3可见，三叶木通柱头的染色情况：花后2 d的柱头染色范围较小，气泡产生较少，柱头可授性较弱；花后4 d的柱头染色范围大，气泡大量产生，柱头可授性较强。由表可知，三叶木通柱头在开花第1天可授性较弱，平均为66.67%，柱头普遍为绿色，极少部分柱头带有小面积淡红色，无粘液分泌；花后2 d，柱头可授率达90.74%，柱头普遍转为淡红色，部分开始分泌少量粘液；花后3～5 d，柱头转为紫色且颜色加深，粘液分泌量加大，具有很强的可授性，是柱头可授性的高峰期；花后6～7 d，柱头黏液变稠，开始凝固；花后8 d以后柱头黏液开始干燥。

表 三叶木桶柱头花后不同天数的授粉情况

注：a为花后2 d的柱头，b为花后4 d的柱头。

Note: a, Stigma status at 2 d after flowering; b, Stigma status at 4 d after flowering.

图3 显微镜下三叶木通柱头的染色状态

Fig.3 Dyed status ofA.trifoliatestigma under a microscope

3 结论与讨论

花粉的活力与寿命直接影响授粉的质量和授粉的成功率。本试验结果表明，三叶木通花粉活力于雄花开放当日最高，随散粉时间的延长花粉活力逐渐降低，收集的花粉寿命可维持3～4 d。柱头可授期是花朵成熟过程中非常重要的时期，表征着成熟柱头对花粉接受能力的持续时间，三叶木通柱头在雌花开放当日即具有较弱的可授性，花开3～5 d后的柱头可授性强且柱头黏液分泌旺盛是柱头可授性的高峰期，适合授粉。植物雌雄花花期相遇是结实率高的基础，三叶木通雌雄花花期相遇期仅3～4 d，三叶木通的人工辅助授粉工作应在3～4 d完成。

三叶木通雌花的柱头可授性的持续时间较长，从花开到花谢都具有可授性，而雄花散粉后花粉活力下降快且寿命较短，雌雄花花期相遇时期短。三叶木通雌雄异花，雌花生长在雄花的上方，授粉环节易风力、降雨等受环境因素的影响，增加了授粉难度，人工辅助授粉尤为重要。为适应生产中人工辅助授粉工作，下一步将研究不同温湿度条件下三叶木通花粉的活力情况，以进一步弄清贵州三叶木通的有性生殖特征。

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(责任编辑： 刘忠丽)

Pollen Viability and Stigma Receptivity ofAkebiatrifoliate

ZHANG Xifeng1, LIU Hongchang1, LI Jinling1,YANG Hanfu1, ZHAO Zhi1*, LUO Hui2

(1.GuizhouKeyLaboratoryforPropagationandCultivationofMedicinalPlants,Guiyang,Guizhou, 550025; 2.GeneralPopularizationStation,GuizhouForestryDepartment,Guiyang,Guizhou550001,China)

The pollen viability and stigma receptivity ofA.trifoliatewere determined by TTC and benzidine-H2O2method separately to explore sexual reproductive characteristics ofA.trifoliatein Guizhou. Results: The pollen viability reaches the highest (91.96%) at the current day of male flower shedding. The pollen viability decreases with prolongation of shedding time gradually. The pollen viability at 3 d and 4 d after flowering drops to 62.99% and 11.72% respectively and the pollen longevity can maintain 3～4 d. Most stigmas ofA.trifoliatehave the weak receptivity without mucus secretion at the current day of female flower opening. The receptivity and mucus secretion of the stigmas increase at 2～3 d after female flower opening and the stigma receptivity reaches the peak at 3～5 d after female flower opening. Artificial pollination should be carried out within 3～4 d because the pollen longevity ofA.trifoliateoverlaps with stigma receptive period of Akebia trifoliate.

Akebiatrifoliate; pollen viability; stigma receptivity; artificial pollination

2015-10-08； 2016-04-10修回

贵州省中药现代化科技产业研究开发专项项目“木通仿生栽培研究与应用示范” [黔科合SY字(2014)3034-1]；贵州省林业厅青年人才基金项目“林下仿野生木通栽培技术研究” [黔林科合J字(2014)08]

张希凤(1990-)，女，在读硕士，研究方向：作物栽培学与耕作学。E-mail:371149656@qq.com

*通讯作者：赵 致(1959-)，男，教授，博士，从事药用植物生产理论与实践研究。E-mail:zzhao@gzu.edu.cn

1001-3601(2016)05-0217-0117-03

S58； S567.23+9

A