離子束輻射致番茄變異株花粉活力的研究

趙英凱 應芳卿

(鄭州市蔬菜研究所,鄭州 450015)

河南四號是鄭州市蔬菜研究所經多年選育而成的優良常規番茄親本材料,為自封頂類型,普通葉,果實圓形,成熟后粉紅色。其自然坐果率一般在 50%左右。但因其在多年栽培過程中的退化,果實變小了,故試圖通過低能離子束輻射其干種子而加以改良。2007年經鄭州大學離子束誘變育種及生物工程省重點實驗室用俄羅斯產 T I T A N源離子注入機分別在 3×1017W+/c m2和 7×1017W+/c m2劑量下誘變處理,產生兩種類型的變異株:河南四號 M 0和河南四號 M 1,表現為兩穗果封頂、株形緊湊、葉小而尖等形態上的變化,果實形態也由圓形變為檸檬形,單果重減少到 60g左右。特別是坐果率嚴重降低,為該種質資源在育種上的應用設置了困難。很明顯,變異株的基因型發生了變化。一般認為,基因型的變化會引起花粉活力的改變,番茄座果率受花粉數量和花粉活力的影響。而衡量花粉質量的一個重要指標是花粉的活力,故我們對兩個變異株的花粉活力進行了測定。

1 材料與方法

1.1 供試材料

兩變異株 M 0、M 1花瓣展開 600以上的花朵。對照 M c k的花朵。

1.2 儀器及試劑

該試驗在鄭州大學離子束誘變育種及生物工程省重點實驗室進行。所用儀器有:雙管顯微鏡、天平、恒溫培養箱、數碼像機、移液管、雙槽平面載玻片。試劑有:蔗糖、硼酸、瓊脂、醋酸洋紅染液等。

1.3 染色法

利用醋酸洋紅染液對花粉進行染色?；ǚ鄢尸F紅色或紫紅色者為有活力。計算能被染色的花粉粒占所有花粉粒的百分數,作為衡量花粉生活力強弱的指標。于當地具代表性天氣(氣溫 33℃,光強 9×104l x)時采取花朵,將花粉振落于載玻片上。滴一小滴醋酸洋紅染液,蓋上蓋玻片。然后在顯微鏡下觀察計數。每處理作 4個玻片,取 10個視野拍照。

1.4 培養基發芽檢測法

以花粉在培養基上萌發率作為衡量花粉活力的依據。具體方法是:

①雙槽載玻片消毒。用 70%酒精浸 30m i n后涼干。

②培養基的配制。培養基成分為:w=12.5%的蔗糖,w=1%的瓊脂,150m g/k g的硼酸。將溶好的培養基滴于雙槽載玻片的槽內。

③播種。將花粉振落于培養基上,每品種播 4個玻片,共 8個重復。

④培育。把播種好的載玻片放于鋪有濕潤濾紙的培養皿中,蓋嚴置于 25℃恒溫培育箱內。關閉光照燈在暗環境下培養 3 h。

⑤觀察計數拍照。

2 結果與分析

2.1 染色結果分析

觀察各處理的染色數目統計得知,各處理間沒有太大的區別。見表 1。

表1 染色率 (%)

2.2 發芽率實驗結果分析

離子束處理對番茄花粉發芽率的影響見表 2。處理間和品種間都沒有太大的差異。

表2 發芽率

3 結論與討論

通過花粉染色和發芽試驗結果得出,變異株的花粉活力較對照沒有發生較為明顯的變化?？磥?經離子束處理后番茄的花粉活力沒有改變。

該試驗旨在得出番茄離子束處理后的變異株坐果率大大降低的原因是否與花粉的活力有關,因為基因型是影響花粉活力的一個重要因素。既然實驗得知變異株坐果率的降低與花粉活力關系不大,那么還可能有以下 3個內因:1、花朵發育不良;2、授粉受精不良;3、植株營養供應不足。據我們觀察,變異株花朵形態發生了很大的變化,花柱較長,突出到雄蕊管口,并且柱頭很快枯萎,這也許是坐果率降低的一個原因;另一個原因可能是每朵花的花粉較少,或者花藥粘度大只有較少的花粉落到柱頭上。在我們作此實驗取花粉時發現 M 1、M c k的花粉明顯的比 M 0的花粉少,而花粉的萌發和花粉管的生長表現出集體效應,即在一定面積內,花粉的數量越多,萌發和生長的越好;還有,變異株的株形和葉形發生了很大的變化,植株生長較對照弱,葉片在幼苗期呈線狀,結果期極皺,深裂,如感染蕨葉病毒病一般。這些特征是否影響了葉片的光合作用,造成對花芽分化和座果的同化物供應不足,這有待進一步試驗考證。

[1] 楊建波,吳李君,吳家道,等 .應用低能離子束介導法獲得水稻轉基因植株〔J〕.科學通報,1994,39(16):1530～1534.

[2] 任海云,黃忠連,陳志玲,等 .低能氮離子注入對花粉萌發及微絲管架的影響〔J〕.科學通報,2000,45(2):390～394.

[3] 梁秋霞,曹剛強,黃群策,等 .低能離子束輻照番茄種子的初步研究[J].河南農業科學,2003(7):40～42.

[4] 張子學,孫 峰.辣椒花粉生活力最佳測定方法的篩選[J].種子,2002(01).

[5] 羅素蘭,符 列,等六種番茄種質花粉活力的鑒定[J].自然科學版 2002年 20卷 3期 .

[6] 陳新偉 .番茄花粉活力及坐果率對環境溫度變化的反應[J].園藝學報,1996年 23卷 4期.

[7] 尹佳蕾,趙惠恩.花粉生活力影響因素及花粉貯藏概述[J].中國農學通報,2005年 04期.