内蒙古种源山杏花及花粉特性研究

张胜利，代金玲

(内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

山杏(Armeniacasibirica)为蔷薇科(Rosaceae)杏属(Armeniaca)灌木或小乔木，分布于俄罗斯的西伯利亚、蒙古东部、东南部以及我国内蒙古、北京、山西、辽宁、吉林、黑龙江、新疆、西藏等地。山杏适应性极强，在我国西部地区固沙、绿化、改善生态环境等方面发挥重要作用，杏仁中所含的苦杏仁苷、杏仁油、杏仁蛋白等成分具有较高的营养价值或药用功效。内蒙古是我国北方山杏天然林的主要分布区[1]，本文对内蒙古山杏6个种源的花部雌、雄蕊特征和花粉萌发情况进行分析，以期了解花粉萌发生长特性，探讨促进花粉萌发和提高坐果的有效方法，筛选适于杂交育种的山杏种源，为内蒙古山杏的品种选育和杂交育种提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的山杏内蒙古种源包括敖汉旗、克什克腾旗、阿鲁科尔沁旗、万家沟、凉城、乌拉山等6个种源。种源试验地设在呼和浩特市和林格尔县林木良种繁育中心，距离呼和浩特市中心约30 km。

1.2 研究方法及数据分析

有效花的统计：每种源10个家系，每家系选择10个单株。每单株取10朵花，统计雌雄蕊相对长度并收集花粉。统计结果分为雌蕊长于雄蕊、雌雄蕊等长、雌蕊短于雄蕊和雌蕊退化4类，前2类花为有效花。计算有效花比率=有效花数/总花数×100%。

花粉生活力采用TTC染色法测定。用0.5%氯化三苯基四唑对花粉染色，在室温下染色30 min左右，观察花粉的着色情况：红色或者粉色代表有活力的花粉，未被染色的是无活力的花粉，统计视野中具有生活力的花粉粒数和花粉总数，计算花粉活力。花粉活力=被染色花粉数/视野中总花粉数×100%。选取3个视野取平均值。

花粉萌发率采用固体培养法，培养基(1%琼脂，0.01%硼酸，15%蔗糖。pH6.0左右)，加热融化培养基滴在载玻片上，将花粉散播在培养基上，载玻片放入装有湿润滤纸的培养皿中，25 ℃培养3 h，统计视野中的花粉总数和萌发花粉数。以花粉管长度大于花粉粒直径为萌发标准[2]。计算花粉萌发率=萌发花粉数/总花粉数×100%。选取3个视野取平均值。

数据处理采用Excel和SPSS19进行方差分析、邓肯检验、聚类分析等。

2 结果与分析

2.1 种源间有效花比率分析

按照刘桂森[3]雌蕊长于雄蕊和雌雄蕊等长的山杏花结实率高，为有效花，雌蕊短于雄蕊和雌蕊退化2种类型表现结实差或完全不结实，为无效花，统计各种源有效花比率，如表1。

表1 山杏不同种源有效花比率统计

表1显示：有效花比率阿鲁科尔沁旗种源最低，为37%，万家沟种源最高达到56%，同时万家沟种源的有效花比率数据离散程度也最大，体现了万家沟种源内部不同家系和单株之间有效花比率的变异大。对6个种源的有效花比率进行方差分析，显示种源间差异显著，见表2。在统计中发现各个种源的雌蕊退化情况严重，雌蕊退化为14.6%～42%。

表2 山杏不同种源有效花比率方差分析

2.2 种源间花粉萌发率和生活力比较

不同种源花粉萌发率见表3。方差分析显示种源间差异显著(表4)，在此基础上进行多重比较(表5)，6个种源的花粉萌发率可以明显分为4个水平：敖汉旗和乌拉山种源相近，敖汉旗山杏花粉萌发率最大，为68%，其后为乌拉山种源65%。克什克腾旗、阿鲁科尔沁旗、万家沟种源花粉萌发率接近，为41%～47%；凉城种源花粉萌发率最小27%，而且凉城种源花粉萌发率的变异系数在6个种源中最大，为0.63，该种源内不同家系花粉萌发率波动幅度大，最小为 8%，最大达到 58%。乌拉山种源变异系数最小，家系间花粉萌发率稳定一致，达到60%～71%。对花粉萌发率与有效花比率进行相关分析显示二者呈显著负相关，r=-0.465 4。

表3 山杏不同种源花粉萌发率、花粉生活力

表4 山杏不同种源花粉萌发率方差分析

表5 山杏不同种源花粉生活力方差分析

6个种源的花粉生活力、极值、变异系数见表3，方差分析显示不同种源间花粉生活力差异显著，敖汉旗种源花粉生活力最大，而且种源内家系间的变异系数最小。从图1可见，6个种源的花粉生活力曲线与花粉萌发率曲线趋势相似：敖汉旗>乌拉山>阿鲁科尔沁旗>克什克腾旗>万家沟>凉城，说明在检测山杏不同种源花粉活力时，TTC法和培养基法结果比较一致。花粉萌发率曲线位于花粉生活力曲线上方，两组数据相关系数r=0.87，相关程度较高。在测定花粉活力时，离体培养基萌发方法测定更准确，花粉萌发率数据高于应用TTC法测定的花粉生活力数据。

图1 山杏不同种源花粉萌发率和花粉生活力曲线

2.3 花粉直径

不同种源间花粉直径差异显著，乌拉山、凉城和万家沟3个内蒙古西部种源花粉直径偏大(57.74～59.02 um)，阿鲁科尔沁旗和克什克腾旗种源花粉直径较小(46.99～49.48 um)、敖汉旗种源花粉直径居中，为53.86 um。花粉直径与花粉萌发率的相关分析显示不存在显著正相关性。

表6 山杏不同种源花粉直径 um

2.4 聚类分析

利用花粉直径、花粉萌发率、花粉活力以及有效花比率4个指标对6个种源进行系统聚类分析，绘制树状图，如图2。聚类分析显示6个内蒙古种源中万家沟、乌拉山和凉城三个西部种源最先聚为一类，敖汉旗种源比较特殊，虽然在地理上是东部种源，但却在距离系数为7处与西部种源聚为一类。推测敖汉旗种源的对种源试验地的适应性较好，在测定的各项指标中数据均与西部种源表现更为接近。段国珍等[4]也在研究杏仁中苦杏仁苷含量时进行聚类分析时将包含敖汉在耐的内蒙古中西部种源聚为一类。建议在今后的研究中对敖汉山杏种源其他生物学特征进行细致分析。

图2 山杏不同种源系统聚类图

3 讨论与结论

本研究中山杏不同种源的雌蕊退化比率达到14.6%～42%，与刘桂森统计山杏不同果枝上雌蕊败育花(7.74%～10.13%)相比较高。雌蕊短或退化影响山杏的坐果能力，而且无效花会消耗树体营养，因此采取修剪短枝、细枝，合理施肥等适宜措施来增加有效花比率，增加山杏产量。本研究有效花比率与花粉萌发率呈负相关，相关系数0.465 4，与马锋旺等[5]研究结论杏品种间不完全花百分率与花粉萌发率呈正相关(r= 0.393 3)一致。

山杏花粉活力检测时TTC法和离体培养基法都可应用，在比较花粉活力时可用TTC法，方法便捷，染色效果理想，而离体培养基法测定花粉活力比较准确，TTC法测量数据偏低，可能与山杏花粉本身特性有关，花粉内部脱氢酶的含量和活性偏低。

花粉直径数据显示西部种源较东部种源偏大，表现种源差异显著，西部种源在呼和浩特试验地表现较好，花粉内物质的积累多，花粉粒大。但是在花粉活力TTC染色和离体萌发试验中花粉直径大并不显示高的花粉活力，与花粉粒的大小在一定范围内没有显著相关关系。活体授粉与离体萌发环境不同，花粉管在花柱中的生长，除利用花粉本身贮藏的物质作为营养外，也从花柱道或引导组织的分泌物中吸取养料，作为生长和建成管壁合成物质之用[6]，所以活体花粉萌发率不受限于花粉粒的大小以及内不积累营养物质的多少。在山杏杂交时花粉是否能参与受精除了考虑花粉的活力，还有后期花粉管的生长等，安晓芹[2]研究显示4个杏品种中3个品种都表现为花粉萌发率高反而花粉管短的情况。在本研究中种源间的遗传差异也会导致花粉对萌发条件有不同要求，各种源花粉的最优萌发条件有待研究。

对山杏内蒙古6个种源进行系统聚类分析显示：在系统距离为10处聚为两大类：万家沟、凉城、乌拉山3个西部种源和敖汉旗种源聚为一类；克什克腾旗和阿鲁科尔沁旗2个东部种源聚为一类。