貯藏溫度對(duì)向日葵花粉生活力的影響

黨繼革，范冬冬，李濤，趙翠媛，李會(huì)國(guó)，劉春海，趙新芳

（河北雙星種業(yè)股份有限公司，河北石家莊050000）

貯藏溫度對(duì)向日葵花粉生活力的影響

黨繼革，范冬冬，李濤，趙翠媛，李會(huì)國(guó)，劉春海，趙新芳

（河北雙星種業(yè)股份有限公司，河北石家莊050000）

為了解決向日葵雜交育種中花期不遇或遠(yuǎn)距離雜交等問題，探尋適合向日葵花粉長(zhǎng)期貯藏的條件，以3個(gè)向日葵品種的花粉為試材，均在室溫（20℃）、低溫（4℃）、冷凍（液氮處理后-80℃保存）、超低溫（-196℃的液氮中保存）4種溫度條件下保存360 d，采用離體培養(yǎng)的方法，定期測(cè)定了不同貯藏時(shí)間后的花粉活力，以探索適宜向日葵花粉貯藏的溫度條件。結(jié)果表明：20℃室溫貯藏，花粉活力下降很快，貯藏1 d后花粉活力降至50%以下，第7 d時(shí)已基本失活，不適宜花粉貯藏；4℃低溫貯藏，第10 d時(shí)花粉活力維持在50%以上，超過10 d后花粉活力快速下降，適宜花粉10 d內(nèi)的短期貯藏；-80℃冷凍和-196℃超低溫貯藏，至360 d時(shí)花粉活力與貯藏前相比均變化不大，適宜向日葵花粉的長(zhǎng)期貯藏。

向日葵；花粉生活力；貯藏溫度

向日葵（Helianthus annuus L.）為異花授粉作物，自然界傳粉主要依靠昆蟲類活動(dòng)[1]，而采用人工授粉的方法可以提高向日葵的結(jié)實(shí)率，從而達(dá)到提高產(chǎn)量的目的[2]。但在人工授粉進(jìn)行向日葵雜交育種時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到雜交親本花期不遇和遠(yuǎn)距離雜交的問題，若通過調(diào)整播期尚不能完全解決此問題，就需要在開花期采集花粉進(jìn)行貯藏，在需要時(shí)用來授粉。

花粉活力是指花粉具有存活、生長(zhǎng)、萌發(fā)或發(fā)育的能力[3]，是確保授粉成功的前提。花粉壽命短，尤其向日葵屬于三核型花粉，外壁薄，對(duì)干燥敏感，壽命較短[4]，但若在特殊的條件下保存，可較長(zhǎng)時(shí)間地保持其生活力[5]。目前大多數(shù)植物花粉的貯藏方式為低溫貯藏[6]，在以往的研究中對(duì)植物花粉貯藏條件的研究很多，但針對(duì)向日葵花粉貯藏的研究較少。以向日葵花粉為試材，采用離體培養(yǎng)方法，分別在常溫、低溫、冷凍、超低溫貯藏條件下研究了不同貯藏時(shí)間后向日葵花粉活力的變化，探尋適合向日葵長(zhǎng)期貯藏的條件，為解決向日葵育種中花期不遇或遠(yuǎn)距離雜交等問題提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)材料為生產(chǎn)常用向日葵品種3638和5009以及河北雙星種業(yè)股份有限公司2014年選育的向日葵新品種3039的花粉。

2015年6月9日9：00～11：00，利用采粉器在

向日葵花盤上采集花粉，然后過篩，去除雜質(zhì)。將同一品種的花粉混勻后，分裝到1.8 mL的凍存管中。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)品種處理，均在室溫（20℃）、低溫（4℃）、冷凍（液氮處理后-80℃保存）、超低溫（-196℃的液氮中保存）4種溫度條件下進(jìn)行保存。分別在貯藏前以及貯藏后的第1、2、3、5、7、10、20、30、60、120、240和360 d，采用離體萌發(fā)的方法測(cè)定花粉活力。

測(cè)定方法為：用移液管吸取培養(yǎng)基（CaCl2·2H2O 0.1%+MgSO4·7H2O 0.037%+KNO30.095%+KCl 0.0175% +H3BO30.01%+蔗糖12%+PEG150016%），在干凈的載玻片上滴1～2滴，然后取少量花粉于培養(yǎng)基上，室溫培養(yǎng)1 h后，用4×16倍顯微鏡觀察并記錄花粉的萌發(fā)情況。每次重復(fù)觀察3個(gè)視野，每個(gè)視野中的花粉數(shù)量不少于50粒。

2 結(jié)果與分析

2.1 常溫貯藏對(duì)向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，參試向日葵品種的花粉活力均快速降低，其中，貯藏后1 d時(shí)花粉活力即降為50%左右，第5 d時(shí)降至15%以下，第7 d時(shí)花粉活力均接近于0，第10 d時(shí)花粉已完全失活（圖1）。

圖1 常溫條件下不同貯藏時(shí)間的向日葵花粉活力變化Fig.1 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under normal temperature

2.2 低溫貯藏對(duì)向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，參試向日葵品種的花粉活力均呈逐漸降低趨勢(shì)，其中，第1～10 d下降較慢，從65%左右降到55%左右；之后快速下降，第20 d時(shí)花粉活力降為45%左右，第30 d時(shí)降至20%以下，第60 d時(shí)花粉已完全失活（圖2）。

2.3 冷凍貯藏對(duì)向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，參試向日葵品種的花粉活力均變化不大，其中，貯藏至360 d時(shí)花粉活力僅較貯藏前降低了3%～5%（圖3）。

圖2 低溫條件下不同貯藏時(shí)間的向日葵花粉活力變化Fig.2 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under low temperature

圖3 冷凍（-80℃）條件下不同貯藏時(shí)間的向日葵花粉活力變化Fig.3 Changes of pollen viability of sunflower at different storage times under freezing temperature（-80℃）

2.4 超低溫貯藏對(duì)向日葵花粉活力的影響

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，參試向日葵品種的花粉活力均變化甚微，貯藏至360 d時(shí)花粉活力與貯藏前基本相當(dāng)（圖4）。

圖4 超低溫（-196℃）條件下不同貯藏時(shí)間的向日葵花粉活力變化Fig.4 Changes of pollen viability of sunflowerat different storage times under low temperature(-196℃)

3 結(jié)論與討論

花粉生活力受自身遺傳特性和外界環(huán)境的共同影響[7]，外界環(huán)境條件如溫度、濕度、光照、貯藏介質(zhì)等均對(duì)花粉生活力有一定影響[8]，因此，選擇適宜的貯藏條件對(duì)花粉保存極為重要。尹佳蕾等[9]研究表明，一般情況下溫度越低，花粉的貯藏壽命越長(zhǎng)。本研究結(jié)果顯示，向日葵花粉在常溫條件下貯藏，生活力很短，且活力下降較快，第7 d時(shí)花粉幾乎沒有活力，第10 d時(shí)已完全失活；在低溫條件下貯藏，10 d內(nèi)花粉活力下降較慢，之后快速降低，生命力維持在60 d以內(nèi)；在冷凍條件下貯藏，花粉活力降幅不大，貯藏360 d后的花粉活力與貯藏前相比降幅不到5%；超低溫條件下貯藏，貯藏360 d后花粉活力與貯藏前基本相當(dāng)。常溫貯藏時(shí)向日葵花粉生活力很短，主要原因是較高的溫度環(huán)境下花粉內(nèi)酶活性較強(qiáng)，代謝較快，花粉內(nèi)的養(yǎng)分很快就會(huì)被消耗完。低溫貯藏方法比較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單，適用于花粉10 d以內(nèi)的短期貯存。冷凍貯藏360 d時(shí)花粉活力降幅很小，超低溫貯藏360 d時(shí)花粉活力與貯藏前基本相當(dāng)，2種方法均適合花粉的長(zhǎng)期存放，其中，冷凍貯藏方法比較經(jīng)濟(jì)有效，而超低溫貯藏雖然相對(duì)于冷凍貯藏經(jīng)濟(jì)性差些，但效果較好且方便運(yùn)輸。超低溫保存是目前長(zhǎng)期保存花粉的最理想方法[10，11]。

綜上分析可以看出，室溫（20℃）條件不適合向日葵花粉的保存，4℃低溫僅用于花粉10 d內(nèi)的短期貯藏，-80℃冷凍和-196℃超低溫貯藏適宜花粉的長(zhǎng)期貯存。在實(shí)際工作中，可根據(jù)需要選擇適宜的貯藏方法。

前人在對(duì)馬鈴薯、桉樹、黃花菜等其他作物的研究中發(fā)現(xiàn)，不同品種（系）的花粉生命力有一定的差異[6，12～13]。而本研究選用的3個(gè)向日葵品種花粉生命力差別不大，究其原因可能是不同作物有一定的差異。在后續(xù)的研究中，應(yīng)增加向日葵品種來進(jìn)行驗(yàn)證。本研究?jī)H進(jìn)行了溫度對(duì)向日葵花粉活力的影響，而影響花粉活力的因素除了溫度外，還有濕度、貯藏介質(zhì)、輻射、光照等，這些因素對(duì)花粉活力的影響以及因素之間的相互影響都需要后續(xù)進(jìn)一步探索。

［1］亢江飛，張向召.向日葵結(jié)實(shí)率低的原因分析與提高措施［J］.農(nóng)業(yè)科技通訊，2014，（2）：171-173.

［2］張曉生.向日葵人工授粉可提高產(chǎn)量［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998，（3）：36.

［3］Preston R E.The intrafloral phenology of Streptantus tortuosus（Brassicaceae）［J］.American JournalofBotany，1991，（8）：1044-1053.

［4］孟金陵.植物生殖遺傳學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，1997.

［5］任秋萍，張斌斌.不同保存溫度對(duì)幾個(gè)梨品種花粉生活力的影響［J］.北方園藝，2008，（3）：3-5.

［6］王偉，徐建民，陸釗華，李光友，黃宏健，譚沛濤，葉棠.不同貯藏方式對(duì)4種桉樹花粉活力影響的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（30）：14997-15000.

［7］胡適宜.被子植物胚胎學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，1982.

［8］杜克兵，沈?qū)毾桑S林，涂炳坤，蔡崇法，戴渺鴻.不同貯藏條件下楊樹花粉活力變化及隔年雜交授粉應(yīng)用的可行性研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26（3）：385-389.

［9］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(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005，21（4）：110-113，193.

［10］楊志玲，李紀(jì)元，范正琪.保存溫度對(duì)紅山茶組物種及品種花粉生活力的影響［J］.浙江林業(yè)科技，2004，24（5）：1-3.

［11］林永浩，曲柏宏，代志國(guó)，金京南，樸日子.梨花粉貯藏特性與授粉能力的研究［J］.北方園藝，2002，（5）：54-55.

［12］高健軍，王芳，王艦.不同貯藏溫度對(duì)不同馬鈴薯品種花粉活力的影響［J］.青海大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，32（3）：11-15.

［13］侯非凡，邢國(guó)明，亢秀萍，李森，陳志峰.不同貯藏溫度對(duì)4種黃花菜花粉活力的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（1）：29-32.

Effects of Storage Temperature on Pollen Viability of Sunflower

DANG Ji-ge，F(xiàn)AN Dong-dong，LI Tao，ZHAO Cui-yuan，LI Hui-guo，LIU Chun-hai，ZHAO Xin-fang
（Hebei Shuangxing Seeds Co.，Ltd.，Shijiazhuang 050000，China）

In order to solve the problems of the flowering period and distant hybridization in the breeding，the conditions for the long-term storage of sunflower were explored，taking pollen of three sunflower varieties as test materials，the pollen was stored at temperature of 20℃，4℃，-80℃，-196℃，then the pollen viability was tested with vitro culture method in different times.The results showed that the pollen viability reduced quickly at 20℃，and almost lost viability after 7 days，which were unsuitable for pollen storage.When stored at 4℃，pollen viability was above 50%after 10 days，which were suitable for pollen storage in 10 days.The temperature-80℃and-196℃were suitable for long storage of sunflower pollen.

Sunflower；Pollen viability；Storage temperature

S565.5

A

1008-1631（2016）04-0006-03

2016-02-22

河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目（15396303D）

黨繼革（1970-），男，河北石家莊人，博士研究生在讀，主要從事向日葵新品種選育及示范推廣工作。E-mail：dangjige@126.com。