H3BO3及植物生長調節劑對錐栗花粉萌發率的影響

楊斐翔，袁德義，范曉明，唐 靜，陳文濤，高 偉

(中南林業科技大學 經濟林培育與保護教育部重點實驗室，湖南 長沙 410004)

錐栗Castanea henryiRehd.et Wils.屬殼斗科Fagaceae栗屬Castanea植物，是我國南方重要的木本糧食樹種之一[1]。錐栗堅果呈圓錐形，紅褐色，鮮亮、美觀[2]，其口感香，甜而不膩，營養豐富[3]，除鮮食外，還可加工成各種產品，如罐頭、栗干、糕點等，深受大眾喜愛。栗屬植物未見孤雌生殖現象，授粉受精不良是導致錐栗空苞、低產的重要原因之一[4]。前人通過促進花粉萌發，提高授粉受精效率，來提高核桃[5]、棗[6]、板栗[7]、油茶[8]等果樹的產量。而關于如何有效提高錐栗花粉萌發率的文獻較為少見[9-10]，因白露仔樹體旺盛、栽培面積廣，本文中以其花粉為試材，探討了H3BO3及不同植物生長調節劑對錐栗花粉萌發率的影響，旨在為錐栗的豐產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料采自郴州市汝城縣中南林業科技大學南方錐栗試驗基地(25°33′43″N，113°45′08″E)。樹體均為8年生嫁接樹。于白露仔盛花期采集當天開放的成熟花藥，置于100 W電燈泡下烘烤(溫度控制在30～35℃)，待散粉后貯存于稱量瓶內，以備試驗。

1.2 藥劑和儀器

藥劑：H3BO3及2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)、GA3(赤霉素)、IBA(吲哚丁酸)、NAA(萘乙酸)4種植物生長調節劑，瓊脂，蔗糖。儀器：Olympus BX51生物顯微鏡。

1.3 試驗方法

花粉萌發試驗的基本培養基為10％蔗糖＋1％瓊脂，在此培養基上分別添加不同濃度的H3BO3及4種植物生長調節劑，觀察其對錐栗花粉萌發率的影響，各單因素濃度設置如下：H3BO3為0.0、10.0、50.0、100.0、200.0、400.0mg·L-1，2,4-D 為 0.0、0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、20.0、30.0mg·L-1，GA3為 0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0mg·L-1，IBA 為 0.0、0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、20.0、30.0mg·L-1，NAA 為 0.0、1.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0mg·L-1。根據單因素處理結果，選取H3BO3、2,4-D、GA3、IBA進行正交試驗，如表1所示。

表1 正交設計L9(34)Table 1 L9(34)orthogonal design

參照廖婷等[8]的方法，將培養基盛于多孔凹玻片上，待培養基凝固后，用毛發醮花粉播種，每播完1個處理，用75％酒精處理毛發，然后用濾紙擦干毛發，再行播種，于30℃恒溫箱中培養30h[9]，每處理3次重復，每重復選取5個視野進行觀察，每個視野花粉粒數均大于40粒。最后統計花粉萌發率，以花粉管超過花粉粒直徑為萌發標準，花粉萌發率＝(花粉萌發數/花粉總數)×100％。

2 結果與分析

2.1 不同質量濃度的H3BO3對錐栗花粉萌發的影響

不同質量濃度的H3BO3對錐栗花粉的萌發有不同程度的影響，如圖1所示。方差分析結果見表2。

圖1 不同質量濃度H3BO3處理條件下白露仔花粉的萌發率Fig.1 Pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of H3BO3

表2 不同質量濃度H3BO3處理條件下白露仔花粉萌發率的方差分析Table 2 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of H3BO3

當H3BO3質量濃度在0.0～400.0mg·L-1范圍內時，均可進錐栗花粉萌發。H3BO3質量濃度由0mg·L-1上升至10.0mg·L-1時，花粉萌發率僅增加了3.20％，花粉萌發率差異不顯著(P＞0.05)；當質量濃度由10.0mg·L-1上升至50.0mg·L-1時，花粉萌發率由到21.58％迅速增至38.18％；隨著H3BO3質量濃度繼續增加，花粉萌發率在100.0mg·L-1時達到最大值41.75％，比對照的18.28％增高了23.47個百分點，與對照組的差異達到了顯著水平(P＜0.05)，而與質量濃度50.0mg·L-1時的萌發情況差異不顯著(P＞0.05)；當質量濃度超過100.0mg·L-1時，花粉萌發率開始下降，但H3BO3質量濃度在200.0mg·L-1時所得萌發率與100.0mg·L-1時的萌發率不存在顯著差異(P＞0.05)；當質量濃度進一步增至400.0mg·L-1時，花粉萌發率降至27.76％，但仍表現為促進作用，與100.0mg·L-1時的萌發率差異顯著(P＜0.05)。因此，H3BO3的最適質量濃度為50.0～200.0mg·L-1。

2.2 不同質量濃度的2,4-D對錐栗花粉萌發的影響

不同質量濃度的2,4-D對錐栗花粉萌發的作用效果如圖2所示，方差分析結果見表3。

圖2 不同質量濃度2,4-D處理條件下白露仔花粉的萌發率Fig.2 Pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of 2,4-D

表3 不同質量濃度2,4-D處理條件下白露仔花粉萌發率的方差分析Table 3 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of 2,4-D

2,4-D質量濃度在0.0～0.5mg·L-1范圍內，花粉萌發率有較大提高，由18.28％增至27.62％(P＜0.05)；當質量濃度增至1.0mg·L-1時，花粉萌發率迅速達到最大值40.66％，比對照(18.28％)高出22.38個百分點，并且與質量濃度0.5mg·L-1下的萌發情況差異顯著(P＜0.05)。隨著質量濃度的繼續增加，花粉萌發率開始下降，當質量濃度增至2.0mg·L-1時，花粉萌發率為38.60％，與最大值相比，僅降低了2.06％，差異不顯著(P＞0.05)；當2,4-D質量濃度增至4.0mg·L-1時，萌發率迅速降至25.72％，但仍表現為促進作用，與1.0mg·L-1質量濃度下的萌發率達顯著水平(P＜0.05)；當質量濃度繼續增至10.0mg·L-1時，花粉萌發率降至對照組水平，僅為18.95％，隨著質量濃度的進一步增加，2,4-D開始抑制花粉萌發。通過以上分析，說明低質量濃度的2,4-D促進錐栗花粉萌發，最適質量濃度為1.0～2.0mg·L-1，質量濃度過高對錐栗花粉萌發不利。

2.3 不同質量濃度的GA3對錐栗花粉萌發的影響

GA3在該試驗質量濃度設置范圍內，均能促進錐栗花粉萌發(見圖3)，方差分析結果見表4。

表4 不同質量濃度GA3處理條件下白露仔花粉萌發率的方差分析Table 4 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of GA3

當GA3質量濃度由0.0mg·L-1增至5.0mg·L-1時，花粉萌發率顯著上升(P＜0.05)；當質量濃度在5.0～10.0mg·L-1范圍內，萌發率僅增加了1.07％，上升速度緩慢(P＞0.05)；當GA3質量濃度由10.0mg·L-1增至40.0mg·L-1時，花粉萌發率從23.52％升至31.39％，增加了7.87個百分點，上升速度加快；隨著GA3的質量濃度繼續增至 60.0mg·L-1時花粉萌發率達到最大值38.73％，是對照值(18.28％)的2倍，并且與40.0mg·L-1質量濃度下的萌發情況存在顯著差異(P＜0.005)；當質量濃度進一步增加時，萌發率開始下降，并在80.0mg·L-1時降至29.63％，但仍表現為促進作用，與質量濃度60.0mg·L-1時的萌發率差異顯著(P＜0.005)。由此分析，GA3的最適質量濃度為 60.0mg·L-1。

2.4 不同質量濃度的IBA對錐栗花粉萌發的影響

不同質量濃度的IBA對錐栗花粉萌發的促進程度不同(見圖4)，方差分析結果見表5。

圖4 不同質量濃度IBA處理條件下白露仔花粉的萌發率Fig.4 Pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of IBA

表5 IBA處理條件下白露仔花粉萌發率的方差分析Table 5 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of IBA

當IBA質量濃度由0.0mg·L-1增至0.5mg·L-1時，花粉萌發率由18.28％增加到23.64％；隨著質量濃度繼續增加，花粉萌發率上升速度加快，并在質量濃度2.0mg·L-1下達到最大值43.15％，是對照(18.28％)的2.36倍，并且與質量濃度1.0mg·L-1下的花粉萌發率(35.71％)差異顯著(P＜0.05)；當質量濃度超過2.0mg·L-1時，花粉萌發率開始下降，濃度增至4.0mg·L-1，花粉萌發率為38.29％，與質量濃度2.0mg·L-1下的萌發情況差異顯著(P＜0.05)；隨著IBA質量濃度的進一步增加，花粉萌發率迅速下降，但仍表現為促進作用，并在質量濃度30.0mg·L-1時與空白持平(P＞0.05)。由此可知，低質量濃度的IBA對錐栗花粉促進作用較為明顯，IBA的最適質量濃度為2.0mg·L-1。

2.5 不同質量濃度的NAA對錐栗花粉萌發的影響

不同質量濃度NAA處理下的錐栗花粉萌發率變化相對平緩(見圖5)，方差分析結果見表6。

圖5 不同質量濃度NAA處理條件下白露仔花粉的萌發率Fig.5 Pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of NAA

表6 NAA處理條件下白露仔花粉萌發率的方差分析Table 6 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’under different mass concentrations of NAA

NAA在0.0～1.0mg·L-1質量濃度范圍內，錐栗花粉萌發率提升不顯著(P＞0.05)；當NAA質量濃度為5.0mg·L-1時，花粉萌發率為23.42％，與1.0mg·L-1質量濃度下的萌發率有顯著差異(P＜0.05)；在5.0～10.0mg·L-1質量濃度范圍內，花粉萌發率由23.42％提升至28.61％，提升效果顯著(P＜0.05)。當NAA質量濃度為30mg·L-1時花粉萌發率達到最大值33.61％，比對照值(18.28％)超出15.33個百分點，并且與20.0mg·L-1質量濃度時所得萌發率的差異達到了顯著水平(P＜0.05)，但與40.0mg·L-1質量濃度下的萌發率差異不顯著(P＞0.05)。所以，NAA的最適質量濃度為30.0～40.0mg·L-1。

2.6 H3BO3及植物生長調節劑配比對錐栗花粉萌發的影響

根據單因素處理結果，選取H3BO3，2,4-D，GA3和IBA進行正交試驗，研究其配比效果，試驗結果如表7所示，方差分析結果見表8。

表7 H3BO3及植物生長調節劑配比對錐栗花粉萌發率的影響Table 7 Effects of different proportions of H3BO3 and plant growth regulators on pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’

表8 正交試驗下錐栗花粉萌發率的的方差分析Table 8 Variation analysis of pollen germination rate in Castanea henryi ‘Bailuzi’in the orthogonal test

從表2中可知，各個組合相對于CK組，錐栗花粉萌發率均有明顯的提高。以6號處理的表現最佳，萌發率為62.34％，超出對照44.06個百分點，其次為3、4號處理，萌發率分別達到了57.74％、58.74％。方差分析結果顯示，H3BO3在其質量濃度為100.0mg·L-1時的平均萌發率最大，達45.56％，且分別與質量濃度為50.0mg·L-1和200.0mg·L-1時的萌發率差異均不顯著(P＝0.526＞ 0.05，P＝0.476＞ 0.05)；2,4-D在2.0mg·L-1時的萌發率達最大值47.99％，且與質量濃度為1.0mg·L-1時的萌發率差異不顯著(P＝0.360＞0.05)，但與質量濃度為0.5mg·L-1時的萌發率差異顯著(P＝0.047＜0.05)；GA3在70.0mg·L-1時的平均萌發率最大，為46.69％，且分別與50.0、60.0mg·L-1時的萌發率差異均不顯著(P＝0.096＞0.05，P＝0.476＞0.665)；IBA在2.0mg·L-1時的平均萌發率最大，為46.35％，且分別與1.0、4.0mg·L-1時的萌發率差異均不顯著(P＝0.163＞0.05，P＝0.659＞0.665)。由此可知，在該正交試驗中H3BO3、2,4-D、GA3和IBA的最適質量濃度分別為：50.0～200.0、1.0～2.0、50.0～70.0、1.0～4.0mg·L-1。

3 結論與討論

植物生長調節劑是與植物內源激素具有相同作用的一種人工合成激素，對調節植物的生長發育過程有極其重要的作用。試驗結果表明，H3BO3及植物生長調節劑對錐栗花粉萌發有著不同程度的影響，同一物質不同質量濃度時，對錐栗花粉萌發的作用效果也不盡相同。有研究表明，低質量濃度的NAA、和2,4-D對桃[11]、油茶[12-13]、獼猴桃[14]、梨[15]和榆葉梅[16]等的花粉萌發和花粉管生長有促進作用，但使用質量濃度過高時表現出抑制效應。

經試驗發現，H3BO3、2,4-D、GA3、IBA、NAA促進花粉萌發的最佳質量濃度分別為50.0～200.0，1.0～2.0，60.0，2.0，30.0～40.0mg·L-1。最佳配比為：100.0mg·L-1H3BO3＋2.0mg·L-12,4-D ＋ 70.0mg·L-1GA3＋ 2.0mg·L-1IBA，其萌發率達到62.34％，比對照提高了44.06個百分點。

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