多种蔷薇属植物花粉生活力的探究

李 卉，韩 禧，陈向前，商 阳，姜马兰

（常州市园艺发展服务中心，江苏常州 213000）

蔷薇属的植物多数是世界著名的观赏植物，其中月季、玫瑰和蔷薇为其代表植物。蔷薇属植物是我国重要的种质资源，近几年国内外学者利用蔷薇属植物进行月季新品种的培育也得到了一定的成果［1］。远缘杂交是指不同种间属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交。远缘杂交在育种上的意义主要在于研究物种演化，创造新物种、改良旧物种、创造和利用杂种优势，因其后代变异程度较大，被用为育种中较最为常用的一种手段。但远缘杂交成功率低，获得杂交种杂交苗的难度大，远缘杂种不育是很普遍的现象，而且远缘杂种的生活力一般低下，在很多情况下在胚胎期就死亡。所以在远缘杂交育种前有必要对花粉生活力进行一定的测定和评估，这直接影响杂交育种的成功与否。在自然状态下，月季花粉寿命较短，已有研究表明常温下许多品种不超过5 d，在0～5 ℃恒温冰箱冷藏的花粉活力可以保持10 d左右［2］，另外张颢等、周家杏等、王其刚等、杨攀等也对切花月季、微型月季等花粉进行测定［3-6］。基于此，通过对13 种蔷薇属植物的花粉生活力进行测定，筛选出花粉生活力强的品种，为以后月季的远缘杂交育种工作提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验在常州市园艺发展服务中心礼嘉月季基地进行。所选试验材料涉及蔷薇属多个种及现代月季品种，见表1。晴朗天气的9:00 将试验品种未开花蕾摘取，剥去花瓣，花粉阴干后各收集于两支离心管内（放置干燥剂），一支常温干燥保存，一支保存于-18 ℃的冰箱内。

表1 试验蔷薇属植物开花特征及来源

1.2 试验试剂与仪器

试验试剂：蔗糖、H3PO4（硼酸）、琼脂。

花粉生长培养基：采用10%蔗糖溶液+H3PO4100 mg·L-1+1%琼脂，pH 值调节到5.6～6.2，分装到培养皿中，高温灭菌后冷却备用。

试验仪器：NOVEL N300M 显微镜、HDCE-X5N 摄像头、电磁炉、高温灭菌锅、冰箱冷藏柜、电热培养箱。

1.3 试验方法

1.3.1 不同贮存环境对花粉生活力的影响

1 d、6 d、12 d 时，取单瓣月季花和粉晕香水月季这2 个月季品种常温与冷藏的花粉分别置于培养基中。用接种针涂抹均匀，然后将培养皿放在恒温培养箱中，温度设置为25 ℃。培养24 h 后在显微镜下观察花粉粒萌发情况。每组取3 个视野，每个视野花粉总数不低于20 粒，重复3 次。

1.3.2 不同蔷薇属植物花粉生活力的观测

取少许蔷薇属植物花粉置于培养基中。用接种针涂抹均匀，然后将培养皿放在恒温培养箱中，温度设置为25 ℃。培养24 h 后在显微镜下观察花粉粒萌发情况。统计方法同上。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏环境对蔷薇属植物花粉生活力的影响

在远缘杂交之前先对部分蔷薇属植物的花粉生活力进行测定，本试验选用了常温和-18℃冷藏两种不同的贮存环境处理花粉，其花粉生活力表现见表2。

表2 常温保存和冷藏环境保存下的花粉萌发率

由表2 可知，单瓣月季花的花粉活性整体不高（见图1），花粉管发育受限，常温与冷藏环境下花粉萌发率分别为14.17%和14.70%，相差不大；冷藏6 d 后花粉萌发率为10.53%，常温下花粉萌发率降幅明显为7.70%；到第12 d 时，常温下的花粉几乎丧失了活性，仅有个别的花粉能萌发，且花粉管变短，冷藏环境下的个别花粉仍然可以萌发，萌发率可以达到6.7%。粉晕香水月季花粉生活力较强，花粉管生长很快（见图2）；冷藏 6 d 后的花粉萌发率依旧可以保持在72.27%，但常温花粉生活力几乎折半为49.24%；12 d 后常温贮存的花粉仅有10.7%可以萌发，且花粉管变短。冷藏环境下的花粉萌发率可达35.73%，花粉管生长速度减慢。

图1 单瓣月季花不同贮存环境对花粉萌发的影响

2.2 不同蔷薇属植物花粉生活力的观测

选取的13 种蔷薇属植物的花粉生活力差异性较大（见表3，图3）。其中红花金樱子散粉很好，但花粉没有任何生活力，不能作为杂交父本。粉花香水月季花粉中只有个别萌发仅为6.7%的萌发率，其自然结实能力也几乎没有，所以不适合作为远缘杂交的父本。浓香月月红花粉生活力很低，而且失活很快，经过12 d 冷藏后丧失生活力，但其自然结实能力较强，可以选择作为远缘杂交的母本。单瓣月季花花粉萌发率为14.73%，随着时间的增加花粉生活力进一步降低。变色月季花粉萌发率为21.11%，冷藏6 d 后生活力迅速下降。海格变色、香粉蝶和节日礼花的花粉萌发率分别为：25.62%、25.74%和28.52%，差异较小。紫袍玉带和双黄的花粉萌发率为37.5%和40.61%，花粉适合作为父本使用。月月红是很多欧洲月季品种的亲本，其花粉生活力较高为60.13%。四季玫瑰花粉生活力为64.02%，花粉量大，是理想的父本选择。粉晕香水月季花粉萌发率最高93.12%，除个别发育畸形不能发育，几乎所有花粉均可萌发，且花粉管生长迅速。

表3 部分父本花粉萌发率 单位：%

3 结论与讨论

本试验中采用的花粉培养基是结合前人的研究选定的，同样的蔷薇属植物中，张绍铃、张鲜鲜、王化帮等［7-9］研究表明：在10%蔗糖浓度下梨花、海棠花和李花花粉萌发率最高。杨攀等人也得出采用10%蔗糖条件下的悬滴液适宜于月季及蔷薇的花粉萌发的结论［6］。本试验没有选用悬滴液而是采用添加了琼脂的培养基，是考虑环境湿度对培养液的影响，也为了培养24 h 后方便显微镜观察。本试验采用2 种花粉保存方式，其中-18 ℃环境下，花粉活性降低速率较慢，可以保证在花期不遇的远缘杂交过程中花粉可以维持较高的生活力。一般试验证实所用花粉活力在8.0%以上，理论上只要有一条花粉管进入柱头，将精子送入胚囊中使其与卵核和极核结合，就能达到双受精的目的［10］。在常温下12 d 后花粉活性基本上低于8%，而低温保存的花粉可以使用15 d以上。

通过了解亲本的花粉活力，从源头上可减少杂交的盲目性，进一步提高杂交结实率。13 个蔷薇属植物中，粉晕香水月季的花粉萌发状态最佳，不管是萌发率还是花粉管萌发长度，都展示出这是一个优秀的远缘杂交父本，不管是与木香、古老月季还是现代月季，它都有较强的亲和性，它本身又有早花、勤花、异香及抗白粉病的优秀特性，是后期远缘杂交的优选品种。四季玫瑰是玫瑰品种中非单季开花品种，因其多季开花的特性，且拥有浓郁的大马士革玫瑰香，四季玫瑰可以作为改良其他玫瑰开花特性的父本选择。月月红作为最早流入欧洲，并对欧洲月季育种史有重要影响意义的中国古老月季品种，它可以作为杂交父本，但月月红容易生白粉病，在杂交时最好选择强抗白粉病的母本与之配对。