培养基配方对慈姑花粉萌发与花粉贮藏寿命的影响

李 峰，刘玉平，黄新芳，孙亚林，彭 静

（武汉市农业科学院，武汉 430064）

慈姑（Sagittaria trifolia）为中国南方水生蔬菜，主要分布在长江流域及其以南各省［1，2］，每年栽培面积达2 万hm2左右。各地慈姑栽培品种多为地方品种，育种多采用无性系单株系统选育方法进行，育种方法单一。为拓展慈姑育种新方法，人工杂交育种方法在慈姑育种上的应用逐步展开，但相关研究较少［3，4］。

花粉是高等植物雄配子体，在植物有性繁殖中有很重要的作用。花粉活力的高低是决定结实率高低的关键因素，因此，研究慈姑花粉生活力对于提高慈姑杂交育种效率具有重要意义。本试验通过研究慈姑花粉萌发最适培养基配方，并测定离体常温和低温条件下花粉的活力变化动态，以期为慈姑杂交育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验样品采集

慈姑花粉萌发培养基配方筛选试验材料为野生慈姑资源随州小叶，慈姑花粉贮藏寿命测定试验材料为随州小叶、贵阳乌慈和石屏家慈。于慈姑盛花期（7 月），采集第2 天即将开放的雄花花序，带回实验室扦插于清水中备用。

1.2 花粉萌发培养基配方筛选试验

慈姑花粉萌发采用液体培养基，参照胡适宜［5］的配方，经预备试验初步确定蔗糖和硼酸的浓度范围，按照表1 配制液体培养基。选择若干盛开雄花样品，将花粉刷至干燥培养皿内混合均匀，取少量花粉散于载玻片上，加1～2 滴上述配制的液体培养基，置于室温下培养30 min 后，采用Olympus IX70 型显微镜观察3 个视野，凡是出现花粉管伸出即认为萌芽。试验采用二因素随机区组设计，重复3 次。

表1 慈姑花粉萌发液体培养基配方

1.3 花粉寿命测定

贮藏温度设置25 ℃常温和4 ℃低温。取回后的雄花花序样品分为2 份，一份置于室温，另一份置于4 ℃冰箱保存，每隔3 h 或6 h，选择若干盛开雄花样品，将花粉刷至干燥培养皿内，混合均匀，取少量花粉置于载玻片上，加1～2 滴上述筛选出的液体培养基，置于室温下30 min，于显微镜下观察3 个视野，凡是出现花粉管伸出即认为萌芽，观察3 个制片。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 软件进行分析并作图，采用DPS v7.05 软件进行方差分析，采用Duncan 氏新复极差法（SSR）进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 培养基配方筛选试验

慈姑花粉在液体培养基萌发试验中，在显微镜下可观察到部分花粉粒萌发花粉管，呈乳突状或者更长者记为有活力（图1），不同配方液体培养基条件下慈姑花粉萌芽率方差分析见表2。从表2 可以看出，蔗糖因子间差异达到极显著水平，而硼酸因子、蔗糖与硼酸交互因子间差异不显著。经进一步多重比较（表3），5 号处理慈姑花粉的萌芽率最高，达25.14%，与处理10、9、6、4、2、3、7 差异不显著，与处理8、1、16、15、11、14、12、13 差异显著，与处理14、12、13 差异极显著，即蔗糖浓度为5%～15%的大部分处理的萌芽率较高，蔗糖浓度为20%的所有处理萌芽率均较低。所以，认为慈姑花粉萌发的主要影响因子是蔗糖浓度，其适宜的浓度范围为5%～15%，本试验筛选的最优培养基为5 号培养基，即10%蔗糖+50 μg/mL 硼酸。

图1 慈姑花粉萌芽情况

表2 不同培养基配方慈姑花粉萌芽率方差分析

表3 不同培养基配方处理下慈姑花粉萌芽率

2.2 慈姑花粉贮藏寿命

2.2.1 室温离体贮存条件下慈姑花粉活力变化动态 在室温离体贮存条件下，慈姑不同品种花粉活力变化动态见图2。从图2 可以看出，慈姑不同品种花粉萌芽率随着贮藏时间的延长而不断降低，贮藏0～6 h 内花粉活力迅速降低，6 h 之后逐渐缓慢降低，至24 h 时花粉活力降至5%左右。不同慈姑品种在室温各贮藏时间点的花粉萌芽率存在较大差异，石屏家慈明显高于随州小叶和贵阳乌慈，而随州小叶和贵阳乌慈则差异不大。

图2 不同慈姑品种25 ℃室温离体贮藏条件下花粉萌芽率变化动态

2.2.2 低温离体贮存条件下慈姑花粉活力变化动态 在低温离体贮藏条件下，慈姑不同品种花粉活力变化动态见图3。从图3 可以看出，慈姑不同品种花粉萌芽率随着贮藏时间的延长逐渐降低，石屏家慈在0～6 h 萌芽率迅速下降，6 h 后缓慢降低；随州小叶和贵阳乌慈在0～12 h 萌芽率迅速下降，12 h 后缓慢降低。3 个品种在低温贮藏30 h 时，花粉萌芽率均降至5%～10%。不同慈姑品种在低温各贮藏时间点的花粉萌芽率亦存在较大差异，变化规律与室温条件下基本一致。

图3 不同慈姑品种4 ℃低温离体贮藏条件下花粉萌芽率变化动态

3 小结

花粉活力检测方法主要有染色法和离体萌发法［6］，离体萌发法由于直观、准确而被广泛应用［7-9］。本试验着重探究了慈姑花粉离体培养基中最适蔗糖浓度和硼酸浓度，结果表明，蔗糖对慈姑花粉萌芽影响显著，慈姑花粉萌芽培养基蔗糖浓度宜为5%～15%，硼酸对慈姑花粉萌芽的影响差异不显著，有待进一步研究。本试验筛选的慈姑花粉最适培养基配方为10%蔗糖+50 μg/mL 硼酸。

通过本试验研究，慈姑花粉活力因品种不同而存在一定差异，在各贮藏时间段基本表现为石屏家慈＞随州小叶＞贵阳乌慈，不同类型慈姑品种的花粉活力变化规律有待今后对大量慈姑品种开展研究。慈姑花粉在不同贮藏时间和方式条件下，随着贮藏时间延长逐步降低，在室温贮藏条件下慈姑花粉保持活力可达24 h 左右，低温条件可延长贮藏时间约6 h，但是在室温和低温贮藏条件下，慈姑花粉在贮藏6 h 前保持活力比例较高。因此，慈姑杂交人工授粉时宜在采集到花粉后6 h 内进行。在慈姑人工杂交育种实践中，一般取当天开放的花粉进行授粉，或者旁晚选取即将开放的雄花花序插于清水中，于第二天早晨取盛开雄花花粉6 h 内完成授粉。