三种常绿荚蒾的花粉活力及柱头可授性研究

田伟莉，楼啸林，肖 健，骆 芳

（1.杭州市园林绿化股份有限公司，杭州 310020；2.杭州画境种业有限公司，杭州 311116）

荚蒾属（Viburnum Linn.）植物属忍冬科（Caprifoliaceae），分布于温带和亚热带，主产东亚和北美，全球约200 种，中国有74 种，浙江有18 种3 亚种、6 变种及1 变型［1，2］。荚蒾属植物观赏价值较高，多为灌木，有落叶和常绿种；有白色、粉色花，某些种类的花序具有白色而繁茂的小型两性花和大型不孕花；果色有红、蓝、黑色等，鲜艳夺目。

杂交是新品种培育最基本、使用最广泛的手段。花粉是杂交育种最基本的材料，花粉活力大小对育种效果影响显著，柱头可授性的高低及可授期的长短很大程度上影响授粉成功率［3］。花粉活力测定的方法有很多，如醋酸洋红染色法、TCC 染色法、I2-KI染色法、FDA-PI 荧光染色法、萌发法等。廖美兰等［4］对3 种山茶的花粉活力研究发现，采用醋酸洋红染色法进行测定时花粉活力最高；刘成琴等［5］对5种通关藤花粉活力测定方法比较发现，TTC 染色法、醋酸洋红染色法和过氧化物酶染色法测得的花粉活力差异不显著；杜文文等［6］采用TTC 染色、12-KI 染色、孢粉染色法以及离体萌发培养方法检测秋海棠花粉活力，孢粉染色法较其他3 种方法测定效果更好；付强等［7］研究了思茅松花粉活力测定方法，发现以I2-KI 染色法效果最好，其染色速度快，染色率与萌发法检测的花粉活力数据较为接近。柱头可授性应用最多且最广泛的方法就是联苯胺-过氧化氢法，如芝麻、野豌豆、铁线莲等均应用该法研究柱头可授性［8-10］。国内外对荚蒾属植物的研究和报道较多，内容涉及资源、栽培繁殖、化学和药理等方面［11］。国外在育种方面起步较早，通过杂交培育出很多荚蒾品种，部分品种在国外已经有广泛应用［12，13］。而国内对荚蒾属的育种研究起步较晚，采用液体培养基进行花粉萌发法试验少有报道，国内荚蒾属育种领域花粉活力和柱头可授性的相关研究尚未见报道。

通过对荚蒾属琉球荚蒾（Viburnum suspensumLindl.）、台东荚蒾（Viburnum taitoenseHayata）和日本荚蒾（Viburnum japonicum（Thunb.）Spreng.）花粉活力和柱头可授性研究，确定采集花粉活力和柱头可授性最强的最佳时期，为荚蒾属植物的育种研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

浙江省杭州市临安区青山镇青山湖基地培育的生长健壮的3 年生琉球荚蒾、台东荚蒾和日本荚蒾扦插苗，3 种苗的开花结果均能达到正常水平。

1.2 试验方法

1.2.1 花粉活力 2019—2021 年，筛选3 种适于荚蒾属植物花粉离体培养的液体培养基，在浙江省杭州市临安区青山镇青山湖基地对琉球荚蒾、台东荚蒾和日本荚蒾的花粉进行花粉活力测定。对不同植物的花粉测定常用的有染色法和萌发法［14-19］，萌发法测定结果相比染色法更加接近花粉实际萌发情况［20，21］，故本试验选择萌发法测定花粉活力，并根据实际情况选用液体培养基。本试验选择了3 种液体培养基，①5 g/L 蔗糖+90 mg/L 硼酸+50 mg/L 氯化钙；②15 g/L 蔗糖+80 mg/L 硼酸；③10 g/L 蔗糖+70 mg/L 硼酸+150 mg/L 氯化钙。

2021 年对荚蒾3 种不同采取时间的花粉进行活力测定，开裂前1 d，根据花朵开放进程，在花朵开放的前1 d 的9：00 将花苞取下，取出花药置于干燥器采取花粉；开裂当天9：00 花药刚裂开时采取花粉；开裂第二天，提前1 天9：00 将刚开花的花朵进行标记，于第二天9：00 采取花粉。具体处理见表1。

表1 不同采取时间的花粉活力测定处理

花粉测定方法为，将供试花粉均匀分散地撒在滴有3 种培养基的凹形载玻片上，置于培养皿中保湿，放于25 ℃的人工气候箱中培养4 h 后在显微镜下统计花粉萌发的数量，花粉管长度大于花粉直径视为萌发。每个处理统计10 个视野，每个视野的花粉粒数量不少于50 个。

1.2.2 柱头可授性 采用联苯胺-过氧化氢法。9：00采集新鲜的柱头，将其浸入装有联苯胺-过氧化氢反应液（1%联苯胺溶液、3%过氧化氢溶液、水的体积比为4∶11∶22 的混合液）的凹面载玻片的凹陷处。10～20 min 后在显微镜下观测柱头染色且周围出现大量气泡来确定其具有可授性，若没有染色且没有大量气泡则认为柱头没有可授性。计算具有可授性的柱头数量占共检小花柱头总数的百分率。

2 结果与分析

2.1 花粉活力

2.1.1 低温对荚蒾花粉活力的影响 从温度来看，2021 年1 月，试验地温度达到-8 ℃，较往年低5 ℃左右，2019 年和2020 年最低温基本维持在-2 ℃左右。试验结果表明，除日本荚蒾外，2021 年琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力均高于2020 年和2019 年，各处理均高出25%以上，且均以③号培养基处理最佳，与2020 年和2019 年相比，分别高出36.55、34.84 和63.65、59.16 个百分点。这说明低温可能对提高台东荚蒾和琉球荚蒾的花粉活力具有明显的促进作用，1 月琉球荚蒾和台东荚蒾花序已经显现，部分花苞已分离并伸长，此时低温可能对雄蕊生长产生了一定的刺激作用，并有效促进了花粉发育，导致花粉活力提高，为当年的坐果提供了良好的基础。2021年日本荚蒾花粉活力中除①号培养基处理外，其余2 个培养基处理均低于2020 年和2019 年。这说明日本荚蒾的花药发育对温度可能比较敏感，温度和培养基的不同组合均能影响花粉活力。

从培养基看，2019—2021 年琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力均以③号培养基处理最高，除2021 年的台东荚蒾以②号培养基处理最低之外，其余均以①号培养基处理最低，③号培养基最适合用于琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力测定。日本荚蒾2020年和2019 年以③号培养基处理最佳，②号培养基最差，2021 年以①号培养基处理最佳，③号培养基最差，说明在不同温度下，不同培养基对日本荚蒾花粉活力的影响较大（表2）。

表2 3 种荚蒾不同年份的花粉活力比较

2.1.2 不同采取时间对花粉活力的影响 由表3 可知，琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力均以处理6 最高，分别为52.38%和74.63%，即开裂当天采取的花粉在③号培养基处理下活力最强。处理2 最低，分别为29.44%和16.09%，即花药开裂前1 d 采取、在②号培养基处理下活力最差。日本荚蒾的花粉活力处理4 最高，为25.58%，即当天采取并在①号培养基处理下活力最佳，处理3 最低，为8.79%，即花药开裂前1 d 采取并在③号培养基处理下活力最差。结果表明，3 种荚蒾的花粉活力均以当天采取的活力最强，花药开裂前1 d 采取的活力最差。这可能是因为一方面花药开裂前1 d 采取的花粉活力在生理上还未达到最佳水平，另一方面可能在干燥的条件下使其失去水分导致活力下降。

表3 3 种荚蒾不同采集时间的花粉活力比较

2.2 柱头可授性

柱头可授性的高低及可授期的长短很大程度上影响授粉成功率，通过对琉球荚蒾、台东荚蒾和日本荚蒾花不同开放期的柱头用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性。由表4 可知，琉球荚蒾、台东荚蒾和日本荚蒾的柱头均在花苞开裂当天可授性最高，分别为66.67%、88.89%和68.89%，均为花苞开裂第二天可授性最低。花苞开裂前1 d 和后1 d 的柱头均具有可授性，但可授性均明显下降。说明其在开花当天授粉结实的可能性最大，在花苞开裂前1 d 及开裂后1 d 授粉结实可能性相较开花当天有较大程度降低。在实际操作中可根据研究结果选择在花苞开裂前1 d 和开裂当天进行杂交试验，以提高育种试验的成功率。

表4 3 种荚蒾不同开花进程的柱头可授性比较

3 小结与讨论

花粉的活力关系到授粉的质量和授粉的成功率，柱头可授期是花朵成熟过程重要的时期，象征着成熟柱头对花粉接受能力的持续时间，关系到人工授粉后结实率的高低［22］。因此，研究花粉的活力和柱头可授性是完成人工授粉前必不可少的基础性工作［23，24］。本试验结果表明，琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力均以③号培养基最佳，2021 年的琉球荚蒾和台东荚蒾的花粉活力均高于2020 年和2019 年，且均高出25%以上，说明低温可能对提高台东荚蒾和琉球荚蒾的花粉活力具有明显的促进作用，在雄蕊生长的某阶段，低温具有一定的正向刺激作用，能有效促进花粉的发育，提高花粉活力。日本荚蒾中除①号培养基处理2021 年的花粉活力比2020 年和2019 年高之外，其余2 个培养基处理均低于2020 年和2019 年。说明日本荚蒾的花药发育对温度比较敏感，温度和培养基的不同组合均能影响花粉活力，影响机理有待进一步研究。

柱头可授性的高低及可授期的长短很大程度上影响授粉成功率。本试验结果表明，琉球荚蒾、台东荚蒾和日本荚蒾的柱头在开花当天可授性最高，说明其在开花当天授粉结实的可能性最大。花苞开裂前1 d 和后1 d 柱头均具有可授性，但较开花当天相比有较大程度的降低，对于花粉活力低的组合，可以采取隔天多次授粉的方式解决。该结果可为荚蒾属的人工授粉奠定技术基础，为荚蒾属植物人工育种的父母本选择提供依据。