PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

宋紅霞，吳旭艷，武喆，張光星

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷，030801）

PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

宋紅霞，吳旭艷，武喆，張光星

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷，030801）

研究了不同分子量的PEG（聚乙二醇）對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響。試驗結(jié)果表明，不同分子量的PEG對花粉離體萌發(fā)率的影響不同，PEG-6000較其他2種分子量的PEG促進花粉萌發(fā)的效果要好；3種分子量PEG的最適濃度不盡相同，其中 PEG-6000促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最佳濃度為100 g/L，而PEG-4000和PEG-10000促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最佳濃度均150 g/L。

PEG；胡蘿卜；花粉萌發(fā)

聚乙二醇（PEG）是一種高分子滲透劑，能使花粉內(nèi)膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改變膜表面的電荷，提高膜的柔軟程度和通透性，從而促進花粉萌發(fā)和花粉管伸長[1]。周莉花等[2]報道，PEG能明顯促進臘梅花粉萌發(fā)，一般的離體萌發(fā)培養(yǎng)基上花粉萌發(fā)率很低，只有向離體萌發(fā)培養(yǎng)基中添加PEG，花粉萌發(fā)率和花粉管質(zhì)量才有顯著提高。何琪等[3]發(fā)現(xiàn)花粉萌發(fā)率隨著培養(yǎng)基內(nèi)PEG-4000濃度的增加而增加，當PEG-4000濃度達到15%時，萌發(fā)率和凈萌發(fā)率均達到最高，分別為68.24%和25.96%，當濃度繼續(xù)上升時，萌發(fā)率降低，但降低幅度并不明顯。

胡蘿卜花粉在一般的培養(yǎng)基上基本不萌發(fā)，只有添加了PEG后才能萌發(fā)[4]。本試驗旨在研究不同分子量及不同濃度的PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響，并進一步確定影響胡蘿卜花粉萌發(fā)的PEG最適分子量及最適濃度，為進一步開展胡蘿卜花粉研究及新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院胡蘿卜育種課題組提供的自交系09314花粉。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)PEG分子量及其濃度2個因子，PEG的分子量有4000、6000和10000三個水平，濃度分別為50，100，150，200，250 g/L，共5個水平。PEG-4000按濃度依次編號為1，2，3，4，5；PEG-6000編號依次為 6，7，8，9，10；PEG-10000編號依次為11，12，13，14，15。

1.3 試驗方法

采集當天開花的胡蘿卜花穗的花粉，放于事先鋪好硫酸試紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，蓋好蓋子帶回實驗室室溫保存。

試驗所用器具都在100℃條件下消毒20 min，冷卻后取出用酒精棉球擦干放在大培養(yǎng)皿中備用。經(jīng)過消毒的載玻片在使用時要盡量減少與手指接觸的面積，以減少污染。

培養(yǎng)基為PEG+BK，PEG按設(shè)計分子量和濃度組合，BK為0.1 g，均溶解于1 L蒸餾水中。BK的配方：0.1 g KNO3、0.1 g H3BO3、0.3 g Ca（NO3）2·4H2O、0.2 g MgSO4·7H2O。

花粉的萌發(fā)與活力檢測均在采集當天進行。用滴管吸取液體培養(yǎng)基2～3滴于凹面載玻片上，用消過毒的頭發(fā)絲蘸取少量花粉，并將其散于培養(yǎng)基表面，注意花粉分布要松散均勻（一般情況下，一個顯微鏡視野以分布100～200粒花粉為宜）。然后將載玻片放于事先鋪好濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，并用紗布覆蓋后加蓋、標記，放于25℃恒溫箱內(nèi)進行暗培養(yǎng)，1 h后在顯微鏡下觀察，選擇3個不同視野，3次重復(fù)，計算花粉活力。花粉活力（%）＝（花粉萌發(fā)粒數(shù)/總花粉粒數(shù)）×100%。

表1 不同濃度不同分子量PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

圖1 PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的作用

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PEG-4000對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

由表1可知，不同濃度的PEG-4000對胡蘿卜花粉萌發(fā)有極顯著的影響。當PEG-4000濃度為50 g/L時，花粉的萌發(fā)率為19.25%，隨濃度的增加花粉萌發(fā)率也逐漸升高，當PEG-4000濃度升至150 g/L時，花粉萌發(fā)率達到最高，為40.59%，但隨著PEG-4000濃度的繼續(xù)增加，花粉萌發(fā)率逐漸下降，當PEG-4000濃度為250 g/L時，萌發(fā)率僅為25.87%，極顯著低于100，150，200 g/L的花粉萌發(fā)率，說明高濃度PEG-4000對胡蘿卜花粉的萌發(fā)具有一定的抑制作用。這表明PEG-4000濃度過高或過低都不利于胡蘿卜花粉萌發(fā)，150 g/L是PEG-4000促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最佳濃度。

2.2 不同濃度PEG-6000對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

在PEG+BK培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，改變PEG-6000的濃度，觀察胡蘿卜花粉萌發(fā)情況。表1可知，隨著PEG-6000濃度的升高，萌發(fā)率增加，PEG-6000達到100 g/L時，萌發(fā)率達到最大；再增加PEG-6000的含量，萌發(fā)率卻呈下降趨勢，當 PEG-6000濃度為250 g/L時，萌發(fā)率僅為33.24%，極顯著低于50，100，150 g/L和200 g/L的花粉萌發(fā)率，這表明PEG-6000濃度過高或過低都不利于胡蘿卜花粉萌發(fā)，100 g/L濃度的PEG-6000是促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最適濃度。

2.3 不同濃度PEG-10000對胡蘿卜花粉萌發(fā)的影響

由表1可知，不同濃度的PEG-10000對胡蘿卜花粉萌發(fā)率有顯著的影響。當培養(yǎng)基中PEG-10000濃度為50 g/L時，花粉的萌發(fā)率為28.59%，隨PEG-10000濃度的增加花粉萌發(fā)率也逐漸升高，當PEG-10000濃度升至150 g/L時，花粉萌發(fā)率達到最高，為40.54%，但隨著PEG-10000濃度的繼續(xù)增加，花粉萌發(fā)率逐漸下降，當PEG-10000濃度為250 g/L時，萌發(fā)率僅為24.58%,極顯著低于100，150，200 g/L的花粉萌發(fā)率，說明高濃度PEG-10000對胡蘿卜花粉的萌發(fā)具有一定的抑制作用。這表明PEG-10000過高或過低都不利于胡蘿卜花粉萌發(fā)，150 g/L是PEG-10000促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最佳濃度。

2.4 不同分子量PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的影響

由圖1可以看出，不同分子量PEG均能促進胡蘿卜花粉萌發(fā)，但各自的最適濃度存在差異，PEG-4000以 150 g/L最為適宜，胡蘿卜新株系09314的花粉萌發(fā)率達到40.59%；PEG-6000以濃度100 g/L最適宜，胡蘿卜新株系09314萌發(fā)率為61.24%；PEG-10000以150 g/L最適宜，胡蘿卜新株系09314的花粉萌發(fā)率達到40.54%。100 g/L PEG-6000處理下，胡蘿卜花粉離體萌發(fā)率最高，顯著高于150 g/L PEG-4000和PEG-10000，說明本試驗條件下，100 g/L PEG-6000最有利于胡蘿卜花粉離體萌發(fā)。

3 結(jié)論與討論

PEG是一種惰性物質(zhì)，不參與花粉的代謝活動，亦不能進行跨膜交換，從而有利于保證培養(yǎng)基的穩(wěn)定[5～6]。PEG還有較大的粘度，比較接近柱頭表面的物理狀態(tài)，能使花粉緩慢水合，較長久地維持花粉膨壓[7]。在沒有PEG的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后花粉大部分集中在培養(yǎng)基底部，而在加入PEG的培養(yǎng)基中，花粉一般浮于表面，有利于其呼吸作用。

培養(yǎng)基中3種分子量的PEG濃度過高或過低均不利于胡蘿卜花粉的離體萌發(fā)；從不同分子量的PEG對胡蘿卜花粉離體萌發(fā)的效果來看，PEG-6000能更好地促進胡蘿卜花粉萌發(fā)。設(shè)置不同濃度水平進行比較得出，100 g/L的PEG-6000對花粉萌發(fā)有顯著促進作用，其次為PEG-4000和PEG-10000，它們促進胡蘿卜花粉萌發(fā)的最佳濃度均為150 g/L。

有資料表明[2]，不同分子量的PEG在對花粉萌發(fā)的效果中，分子量較大的能更好地促進花粉的萌發(fā)。本試驗的3種PEG分子量，以PEG-6000最好，說明可能在一定的范圍內(nèi)，分子量越大，萌發(fā)效果越好，分子量超過6000后，促進作用不是很大。

[1]張濤，黃敏.蔗糖和PEG對山茶花花粉離體萌發(fā)的影響[J].北方園藝，2009（1）：101-102.

[2]周莉花，趙宏波.臘梅花粉活力檢測方法篩選及保存時間觀測[J].浙江林學(xué)院學(xué)報，2006，23（3）：270-274.

[3]何琪，何芳，劉鵬，等.PEG-4000、蔗糖和pH值對七子花花粉萌發(fā)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，45（2）：214-216.

[4]宋紅霞，張光星，郭嫻.胡蘿卜花粉生活力測定方法篩選[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，54（2）：53-55.

[5]Zhang H Q,Croes A F.A new medium for pollen germination in vitro[J].Acta Bot Neerl，1982,31:113-119.

[6]Subbaiah C C.A polyethylene glycol based medium for in vitro[J].Can J Bot,1984,62:2 473-2 475.

[7]Roberts I N,Stead A D,Ockendon D J,et al.Pollen stigma interactions inBrassica oleracea[J].Theor Appl Genet, 1980,58:241-246.

Effects of PEG on Pollen Germination of Carrot in Vitro

SONG Hongxia,WU Xuyan,WU Zhe,ZHANG Guangxing
(College of Horticulture,Shanxi Agriculture University,Taigu 030801)

Carrot pollen as tested material was used to study effects of different molecular weight of PEG on the carrot pollen germination.The results showed that effects of different molecular weight of PEG on in vitro pollen germination rate were different,the optimal concentrations were also different.100 g/L of PEG-6000 played a significant role in carrot pollen germination,the optimal concentration of PEG-4000 and PEG-6000 to promote pollen germination of carrot were 150 g/L.

PEG;Carrot;Pollen

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.06.009

農(nóng)業(yè)部“948”項目（201021B），山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金（2005042）

宋紅霞（1979-），女，碩士，講師，主要從事蔬菜育種研究工作，電話：13834836584，E-mail：hongxiasong2008@126.com

2011-01-20