干燥条件及贮藏时间对烟草花粉活力的影响

古吉 乔雨 郑昀晔 马文广

摘 要：为了解不同干燥条件对烟草花粉活力的影响，以红花大金元、云烟97花药为试验材料，10 ℃、25 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃温度下分别干燥12、24、36和48 h，测定花粉收集率及花粉活力，并将花粉样品置于4 ℃贮藏12、24和36 h，每12 小时测定花粉活力。结果表明：（1）不同干燥温度下，红花大金元及云烟97花粉收集率随干燥时间迅速下降，干燥12 h最高；（2）10 ℃、25 ℃干燥收集的红花大金元花粉活力、25 ℃干燥收集的云烟97花粉活力较高；红花大金元超过25 ℃、云烟97超过10 ℃，随干燥温度升高和干燥时间延长，花粉活力下降；（3）4 ℃贮藏条件下，相同温度干燥的花粉活力随贮藏时间延长而下降，并随干燥时间延长下降速度加快，但25 ℃干燥收集的花粉较10 ℃干燥的活力下降更慢，更耐贮藏；（4）4 ℃贮藏36 h 后，25 ℃干燥12 h收集的红花大金元、云烟97花粉活力最高。综合分析，25 ℃干燥12 h收集的红花大金元、云烟97花粉收集率及花粉活力较高，花粉耐贮藏性较好，是较适宜的干燥条件。

关键词：烟草花粉活力；干燥温度；干燥时间；花粉贮藏

中图分类号：S572.03 文章編号：1007-5119（2018）06-0007-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.002

植物花粉是一种重要的种质资源，成熟的花粉包含植物全部的遗传信息，高活力花粉是植物育种工作顺利开展的关键因素[1]。花粉活力除受自身遗传特性影响外，还与外界温度、相对湿度、贮藏介质、辐射、光照、贮藏时间等因素相关[1-2]。近年来，随着烟草农业的不断发展，烤烟杂交育种和雄性不育系培育技术不断推广。在烟草杂交种子繁殖生产的过程中，父本烟株花药采集后的干燥处理条件影响着花粉活力的高低，进而对后续烟株授粉座果产质量产生重要影响[3]。根据已有文献报道，花粉活力与干燥温度[4]、干燥时间[5-6]、贮藏时间[7-8]均呈负相关性。廖雪芳等[9]发现，烟草花粉活力随贮藏时间的延长整体呈下降趋势，不同品种间表现存在差异，但有关不同干燥条件下烟草花粉活力变化情况的详细研究鲜见报道。因此，本试验选用红花大金元、云烟97两个烟草品种花药，设置不同干燥温度、干燥时间和贮藏时间对花粉进行处理，探讨不同干燥条件对烟草花粉活力的影响，以期为烟草不育系繁育及杂交育种工作提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为红花大金元、云烟97花药，两个烟草品种烟株由玉溪中烟种子有限责任公司提供。

1.2 研究地点与方法

1.2.1 试验地点 试验于2017年2—4月在云南省西双版纳傣族自治州景洪市烟草种子冬繁基地开展。基地地理位置东经100°25′、北纬21°27′，海拔552.7 m，北热带和南亚热带湿润季风气候，年均气温18.6～21.9 ℃，年均降水量1200～1700 mm，年均日照1800～2300 h。

1.2.2 试验仪器 冷冻干燥机（上海乔跃，FD-1B-80），电热恒温干燥箱（武汉格莱莫，JTMX-202-4）、电子分析天平（赛多利斯，CPA3202S）。

1.2.3 试验方法 红花大金元及云烟97烟株中心花开放5 d后采集始开期[10]花朵花药，使用冷冻干燥机设置10 ℃、25 ℃干燥温度，使用电热恒温干燥箱设置30 ℃、40 ℃、50 ℃干燥温度。采集的花药均匀平铺为单层，放置在干燥盘上，保证所有样品表面与空气充分接触，15 min内降温/升温至目标温度后开始计算时间。干燥12、24、36和48 h收集花粉，测定花粉收集率及花粉活力。花粉样品置于4 ℃冰箱贮藏12、24和36 h，每12小时取样检测花粉活力。

花粉活力测定方法：液体培养基（浓度配比10%蔗糖溶液+25 mg/L硼酸）直接萌发法[11]。取不同处理所得花粉与液体培养基混合，花粉浓度2.5 g/L。取样滴于载玻片，放置于加两层湿润滤纸培养皿中，常温（25 ℃±2 ℃）暗培养3 h，测定花粉萌发率。每个处理设置5个重复，每个重复3个视野，每个视野花粉粒≥20，以花粉管长度超过花粉粒直径为萌发标准[12]。

1.3 统计分析方法

利用Excel 2013软件对数据结果进行统计及方差分析。

2 结 果

2.1 干燥温度及时间对烟草花粉收集率的影响

从图1～2中可见，不同干燥温度下，红花大金元及云烟97花粉收集率随干燥时间的延长迅速降低，花药干燥12 h时花粉收集率最高，干燥48 h时花粉收集率为0.00%。10 ℃、25 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃干燥12 h，红花大金元花粉收集率分别为8.39%、11.86%、10.93%、8.51%、8.57%，云烟97花粉收集率分别为9.09%、10.08%、10.62%、9.26%、8.73%，其中，25 ℃、30 ℃干燥温度下的花粉收集率略高于其余处理。

2.2 干燥温度及时间对烟草品种花粉活力的影响

由图3可知，对于红花大金元，干燥温度为10 ℃、25 ℃时，干燥12、24、36 h收集的花粉活力间无显著差异，均显著高于其余处理；干燥温度超过25 ℃，花粉活力随干燥温度的升高、干燥时间的延长降低。

对于云烟97，干燥温度为10 ℃时，干燥12 h的花粉活力显著低于干燥24 h的花粉，干燥12、36 h的花粉间活力无显著差异，干燥24、36 h的花粉间活力无显著差异；干燥温度超过10 ℃，花粉活力随干燥温度的升高、干燥时间的延长降低。25 ℃干燥12 h收集的云烟97花粉活力最高。且与红花大金元相比，云烟97花粉活力受干燥温度、干燥时间影响更加明显，因此，云烟97花粉的干燥收集过程更需严格控制干燥温度和干燥时间。

2.3 贮藏时间对烟草花粉活力的影响

由表1看出，10 ℃干燥12 h的红花大金元花粉，在4 ℃贮藏24 h内活力无显著变化，贮藏36 h后活力显著下降；干燥24 h的花粉，贮藏12 h内活力无显著变化，24 h后活力显著下降；而干燥36 h的花粉贮藏12 h后活力即显著下降。可见，花粉活力随贮藏时间延长而下降，干燥时间越长，花粉活力随贮藏时间延长下降越快，越不耐贮藏。

25 ℃条件下干燥的红花大金元花粉，活力变化的规律与10 ℃干燥的相同，表现为干燥时间越长，花粉活力随贮藏时间延长下降得越快。但与10 ℃干燥的相比，其活力在贮藏过程中出现下降的时间更晚，下降速度更慢。即干燥同样时间，25 ℃干燥的花粉较10 ℃干燥的更耐贮藏。

由表2可以看出，4 ℃贮藏条件下云烟97花粉活力变化规律与红花大金元相似，25 ℃干燥的花粉较10 ℃干燥的更耐贮藏。其中25 ℃条件下干燥12 h的花粉，在贮藏36 h后活力较贮藏前没有显著变化，仍在各处理中处于最高水平。

从表1和表2还可以看出，干燥温度≥30 ℃时，花粉活力随干燥时间和贮藏时间延长而下降的趋势仍然存在，但当干燥温度进一步升高，花粉活力過低并迅速下降至接近0的水平，已经失去了贮藏的意义。

干燥收集的花粉可贮藏时间更短。这一现象可能与花粉含水量差异有关，干燥时间相同时，10 ℃干燥收集的花粉失水速度较慢，细胞自由水含量较高，花粉在低温贮藏过程中更易形成细胞内结晶，引起细胞破裂，导致花粉活力降低[24-25]。

此外，25 ℃干燥24 h、36 h收集的红花大金元花粉，以及25 ℃干燥36 h收集的云烟97花粉在4 ℃贮藏，花粉活力随贮藏时间的延长呈下降趋势，与已有文献报道结论一致[26-32]；但25 ℃干燥12 h收集的红花大金元花粉、25 ℃干燥12 h和24 h收集的云烟97花粉在4 ℃贮藏，贮藏时间延长，花粉活力间无显著差异，这一特殊现象的出现可能与实验设置的贮藏时间长短有关，同时也为今后烟草花粉收集贮藏工艺的确定及验证提供了研究方向。

综合比较不同干燥条件对花粉收集率、花粉活力及花粉耐贮藏性的影响可知，25 ℃干燥12 h收集两个烟草品种的花粉，花粉收集率及花粉活力较高，在4 ℃贮藏36 h仍可保持较高活力水平。

4 结 论

两个烟草品种花药干燥12 h花粉收集率最高；两个烟草品种花粉收集最适干燥条件均为25 ℃干燥12 h，该条件下收集的花粉可在4 ℃贮藏36 h而花粉活力无显著变化。

参考文献

[1]尹佳蕾，赵惠恩. 花粉生活力影响因素及花粉贮藏概述[J]. 中国农学通报，2005，21（4）：110-113，193.

YIN J L， ZHAO H E. Summary of influential factors on pollen viability and its preservation methods[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2005， 21（4）： 110-113， 193.

[2]刘芳，周蕴薇. 花粉的保存及生活力测定方法的探讨[J]. 南方农业，2007，1（3）：70-71.

LIU F， ZHOU Y W， Study on pollen preservation and viability determination methods[J]. South China Agriculture， 2007， 1（3）： 70-71.

[3]邓盛斌，宋碧清，马文广，等. 烤烟不同花期花粉数量和花粉活力研究[J]. 云南农业大学学报，2013，28（2）：205-210.

DENG S B， SONG B Q， MA W G， et al. Study on pollen number and pollen vigor of flue-cured tobacco at different flowering time[J]. Journal of Yunnan Agricultural University， 2013， 28（2）： 205-210.

[4]赖俊声，龚榜初，江锡兵，等. 锥栗花粉萌发率及生活力测定研究[J]. 西南林业大学学报，2017，37（1）：42-48.

LAI J S， GONG B C， JIANG X B， et al. Study on germination rate and viability of pollen for Castanea henryi[J]. Journal of Southwest Forestry University， 2017， 37（1）： 42-48.

[5]王琳，梁峰，郭莎，等. 不同保存方式对扁桃花粉保存效果的影响[J]. 中国果树，2014，2014（5）：33-36.

WANL L， LIANG F， GUO S， et al. Effects of different preservation methods on preservation effect of almond pollen[J]. Chinese Fruits， 2014， 2014（5）： 33-36.

[6]王晓乐，杨艳萍，付双彬，等. 浙江寒兰花粉萌发及贮藏特性[J]. 浙江农业科学，2018，59（2）：241-243.

WANG X L， YANG Y P， FU S B， et al. Germination and storage characteristics of cold orchid powder in zhejiang province[J]. Zhejiang Nongye Kexue， 2018， 59（2）： 241-243.

[7]安衍茹，彭亮，孙涛，等. 远志花粉活力与柱头可授性分析[J]. 中国实验方剂学杂志，2018，24（17）：76-80.

AN Y R， PENG L， SUN T， et al. Pollen viability and stigma recertivity of polygala tenuifolia[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae， 2018， 24（17）： 76-80.

[8]郭英姿，汪家哲，贾文庆，等. 斑叶堇菜花粉形态、贮藏条件及其保护酶活性的变化[J]. 植物生理学报，2018，54（4）：645-650.

GUO Y Z， WANG J Z， JIA W Q， et al. Changes of pollen morphology， storage conditions and protective enzyme activities of Viola variegate[J]. Plant Physiology Journal， 2018， 54（4）： 645-650.

[9]廖雪芳，朱列书，岳伦勇. 不同品种烟草花粉生活力研究[J]. 现代农业科技，2013（14）：14-15，18.

LIAO X F， ZHU L S， YUE L Y. Study on pollen viability of different tobacco varieties[J]. Modern Agricultural Sciences and Technology， 2013（14）： 14-15， 18.

[10]郑昀晔，索文龙，马文广，等. 不同花期花粉授粉对烟草授粉效果和种子质量的影响[J]. 安徽农业科学，2012，40（26）：12795-12796，12902.

ZHENG Y Y， SUO W L， MA W G， et al. Effects of pollination at different flowering stages on the tobacco

pollination and seed quality[J]. Journal of Anhui Agricultural Science， 2012， 40（26）： 12795-12796， 12902.

[11]牛永志，索文龙，马文广. 烟草花粉离体萌发液体培养基的筛选和优化[J]. 种子，2017，36（5）：78-81.

NIU Y Z， SUO W L， MA W G. Screening and optimization of liquid culture medium for pollen germination in vitro[J]. Seed， 2017， 36（5）： 78-81.

[12]RODRIGUEZ-RIANO T， DAFNI A. A new procedure to asses pollen viability[J]. Sexual Plant Reproduction， 2000， 12（4）： 242-244.

[13]丁澤琴，王志敏，牛义，等. 植物花药开裂机制研究进展[J]. 中国蔬菜，2013（8）：12-18.

DING Z Q， WANG Z M， NIU Y， et al. Research progress on plant anther dehiscence mechanism[J]. China Vegetables， 2013（8）： 12-18.

[14]孙晓梅，王大政，杨宏光，等. 不同处理和贮藏方法对百合花粉生活力的影响[J]. 辽宁农业科学，2000（6）：27-30.

SUN X M， WANG D Z， YANG H G， et al. Effects of different treatments and storage methods on pollen viability of lily[J]. Liaoning Agricultural Sciences， 2000（6）： 27-30.

[15]郭磊，张斌斌，马瑞娟，等. 温度对桃离体花药散粉及花粉萌发的影响[J]. 植物生理学报，2014，50（3）：269-274.

GUO L， ZHANG B B， MA R J， et al. Effects of temperature on the pollen dissemination and germination of peach[J]. Plant Physiology Journal， 2014， 50（3）： 269-274.

[16]降志兵，陶洪斌，吴拓，等. 高温对玉米花粉活力的影响[J]. 中国农业大学学报，2016，21（3）：25-29.

JIANG Z B， TAO H B， WU T， et al. Effects of high temperature on maize pollen viability[J]. Journal of Agricultural University， 2016， 21（3）： 25-29.

[17]沈雁，陈卫军，陆晨，等. 油棕花粉活力和贮藏性研究[J]. 热带农业科学，2016，36（10）：24-27.

SHEN Y， CHEN W J， LU C. Viability and storage of oil palm pollen[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture， 2016， 36（10）： 24-27.

[18]常维霞，姚小华，龙伟. 山茶属3种植物花药超低温保存研究[J]. 中国油料作物学报，2016，38（1）：52-57.

CHANG W X， YAO X H， LONG W. Anther cryopreservation of 3 camellia species[J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences， 2016， 38（1）： 52-57.

[19]杜纪红，叶正文，苏明申，等. 桃花粉离体萌发和花粉管生长特性研究[J]. 西北植物学报，2011，31（1）：64-71.

DU J H， YE Z W， SU M S， et al. Characteristics of pollen germination and pollen tube growth of Peach in vitro[J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin， 2011， 31（1）： 64-71.

[20]王玉萍，张峰，王蒂. 马铃薯花粉的超低温保存研究[J]. 园艺学报，2003，30（6）：683-686.

WANG Y P， ZHANG F， WANG D. The cryopreservation of potato pollen[J]. Acta Horticulturae Sinica， 2003， 30（6）： 683-686.

[21]禹晓梅，马文广，耿世兵，等. 一种提高非生物逆境胁迫下烟草自花传粉能力的方法：CN104365395B[P]. 2016-08-31.

YU X M， MA W G， GENG S B， et al. A method to improve the self-pollination ability of tobacco under abiotic stress： CN104365395B[P]. 2016-08-31.

[22]刘莹，朱玉雪，张荻，等. 6个铁线莲品种花粉保存方法[J]. 上海交通大学学报（农业科学版），2018，36（1）：55-63.

LIU Y， ZHU Y X， ZHANG D. Pollen preservation methods for six Clematis florida cultivars[J]. Journal of Shanghaijiaotong University （Agricultural Science）， 2018， 36（1）： 55-63.

[23]赵婵璞，张泉卫，史宝胜，等. 有斑百合花粉低温贮藏研究[J]. 河北农业大学学报，2014，37（1）：54-58.

ZHAO C P， ZHANG Q， SHI B S. Study on cryopreservation of Lilium concolor var. pulchellum[J]. Journal of Agricultural University of Hebei， 2014， 37（1）： 54-58.

[24]常维霞，姚小华，龙伟. 普通油茶花粉的超低温保存研究[J]. 中国林业科技大学学报，2018，38（6）：66-70.

CHAGN W X， YAO X H， LONG W. The cryopreservation of Camellia oleifera pollen[J]. Journal of Central South University of Forestry & Technology， 2018， 38（6）： 66-70.

[25]姜忠国，董丹，张琪，等. 玉蝉花花粉生活力检测和超低温贮藏保存研究[J]. 安徽农业科学，2016，44（1）：216-219，222.

JIAGN Z G， DONG D， ZHANG Q， et al. The viability detection and pollen cCryopreservation of Iris ensata Thunb.[J]. Journal of Anhui Agriculture Science， 2016， 44（1）： 216-219， 222.

[26]L M WANG， J F WU， J Z CHEN， et al. A simple pollen collection， dehydration， and long-term storage method for litchi （Litchi chinensis Sonn.）[J]. Scientia Horticulturae， 2015， 188（2015）： 78-83.

[27]MART?NEZ-G?MEZ P， GRADZIEL T M. Short-term storage of almond pollen[J]. Hort Science， 2000， 35（6）： 1151-1152.

[28]黃桂华，梁坤南，林明平，等. 柚木花粉收集与贮藏研究[J]. 种子，2012，31（9）：1-3，7.

HUANG G H， LIANG K N， LIN M P， et al. Collection and storage of Tectona grandis pollen[J]. Seed， 2012， 31（9）： 1-3， 7.

[29]詹妮，黄烈健. 贮藏温度及时间对大叶相思花粉活力的影响[J]. 分子植物育种，2016，14（7）：1857-1863.

ZHAN N， HUANG L J. The Effect of storage temperature and time of Acacia auriculiformis pollen viability[J]. Molecular Plant Breeding， 2016， 14（7）：

1857-1863.

[30]郭瑞，颜少宾，金光. 桃花粉萌发条件筛选及14个桃品种的生活力比较[J]. 福建农业学报，2016，31（2）：129-134.

GUO RM YAN S B， JIN G. Germination and viability of pollens from fourteen peach varieties[J]. Fujian Journal of Agricultural Science， 2016， 31（2）： 129-134.

[31]刘学良，姚俊修，吴海涛，等. 接骨木花粉活力测定、培养基筛选及贮藏研究[J]. 山东农业科学，2018，50（3）：129-131.

LIU X L， YAO J X， WU H T， et al. Study on viability determination， medium screening and storage of Sambucus williamsii Hance pollen[J]. Shangdong Agricultural Sciences， 2018， 50（3）： 129-131.

[32]张全锋，尹新彦，储博彦，等. 三种鸢尾花粉生活力及贮藏特性[J]. 北方园艺，2017（8）：66-69.

ZHANG Q F， YIN X Y， CHU B Y， et al. Pollen viability and storage method of three Iris plants[J]. Northern Hourticulture， 2017（8）： 66-69.