應(yīng)用NaCl溶液克服君子蘭的自交不親和性

高巍++馬艷麗++尹立輝

摘要：以大花君子蘭（Clivia miniata）為試驗(yàn)材料，研究NaCl溶液對(duì)君子蘭自交不親和性的克服作用。應(yīng)用2%、4%、6%、8%、10%等5種濃度NaCl溶液處理君子蘭雌蕊柱頭，統(tǒng)計(jì)坐果率，計(jì)算親和指數(shù)；用熒光顯微鏡觀察花粉管發(fā)育情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)2% NaCl溶液處理后，君子蘭自交親和指數(shù)為1.30，4% NaCl溶液處理后自交親和指數(shù)為1.37，明顯高于對(duì)照，8%～10% NaCl溶液處理后自交親和指數(shù)低于對(duì)照；2%～6% NaCl溶液處理的花粉萌發(fā)順利，柱頭、花粉管中未見胼胝質(zhì)。說(shuō)明2%～4%NaCl溶液可以克服君子蘭自交不親和性，提高親和指數(shù)。

關(guān)鍵詞：大花君子蘭；NaCl溶液；自交不親和性；坐果率；親和指數(shù)

中圖分類號(hào)： S334.2+3；S682.1+30.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）12-0266-02

收稿日期：2015-09-16

基金項(xiàng)目：吉林省教育廳科研資助項(xiàng)目（編號(hào)：201205013072）。

作者簡(jiǎn)介：高巍（1974—），女，吉林長(zhǎng)春人，博士，講師，研究方向?yàn)閳@林植物育種與植物配置。E-mail：77411865@qq.com。

[JP2]君子蘭（Clivia Lindl.）原產(chǎn)于非洲，目前在全世界都有栽培，而我國(guó)北方栽培大花君子蘭（Clivia miniata）較為多見。自交不親和性是高等植物一種自我保護(hù)方式[1]，克服自交不親和性可以進(jìn)行自交制種。目前，關(guān)于克服自交不親和性的研究多見于蔬菜，如蕓薹屬植物[2-4]。本研究主要應(yīng)用不同濃度的NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性，為探尋克服君子蘭自交不親和的方法以及為君子蘭的良種繁育提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1材料

大花君子蘭勝利雜交品種，栽培于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)藥用植物苗圃溫室（溫度12～32 ℃，濕度60%～80%）。自交不親和授粉試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進(jìn)行，室內(nèi)試驗(yàn)在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院育種實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2試劑

配制2%、4%、6%、8%、10%等5個(gè)濃度NaCl溶液，并且采用套袋自交和蒸餾水處理作為對(duì)照。

1.3方法

在君子蘭含蕾期進(jìn)行套袋（如圖1-A），在開花2 d后逐個(gè)打開硫酸紙袋，在距離君子蘭柱頭10 cm的位置對(duì)柱頭進(jìn)行藥劑噴施處理，連噴3次，15 min后進(jìn)行同花自交授粉，再將硫酸紙帶套好，2 d后摘掉硫酸紙袋，以套袋自交和噴蒸餾水作為對(duì)照[5]。每個(gè)處理取10朵花，重復(fù)3次。

處理4 h后將花柱連同子房取下，固定于福爾馬林-醋酸-乙醇（FAA）溶液中。每個(gè)處理取3朵花，重復(fù)3次。觀察前將柱頭從固定液中取出，依次通過(guò)70%、50%、10%乙醇梯度復(fù)水，然后置于1 mol/L氫氧化鈉溶液中，60 ℃水浴軟化[JP3]90 min，蒸餾水沖洗3次，再用0.1 mol/L磷酸鉀配制的0.1%苯胺藍(lán)溶液中染色24 h，用100%甘油壓片，在Olympus IX71 倒

[FK（W14][TPGW111.tif]

[JP2]置型熒光顯微鏡下觀察柱頭上的花粉萌發(fā)及花粉管生長(zhǎng)，并且拍照。果實(shí)生長(zhǎng)180 d后，果皮變紅，統(tǒng)計(jì)各處理的果實(shí)數(shù)、空癟果實(shí)數(shù)、結(jié)籽數(shù)，并按以下公式計(jì)算坐果率、親和指數(shù)：

[JZ]坐果率=坐果花朵數(shù)/授粉花朵數(shù)×100%；

[JZ]親和指數(shù)=結(jié)籽數(shù)/自交花數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性

果實(shí)生長(zhǎng)180 d后，果皮逐漸變紅（圖1-B、圖1-C）。由表1可見，經(jīng)4% NaCl溶液處理后君子蘭結(jié)41粒種子，坐果率為53.33%，親和指數(shù)為1.37，坐果率較套袋自交高30百分點(diǎn)，親和指數(shù)較套袋自交高1.07；經(jīng)10% NaCl溶液處理君子蘭坐果率為10.00%，親和指數(shù)降低到0.23，花被片出現(xiàn)鹽漬化藥害（圖1-D）。有研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用10% NaCl溶液有利于克服蕓薹屬植物自交不親和性[6-9]，而本試驗(yàn)中應(yīng)用2%～4% NaCl溶液均可以明顯提高親和指數(shù)，但經(jīng)6% NaCl溶液處理后君子蘭的坐果率低于蒸餾水對(duì)照，因此2%～4% NaCl溶液適合克服君子蘭自交不親和性。

2.2克服君子蘭自交不親和性的機(jī)理

植物花粉落到柱頭上，經(jīng)過(guò)附著、吸水、萌發(fā)，最終隨花粉管進(jìn)入柱頭并且穿過(guò)花柱，花粉管到達(dá)胚囊釋放精細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)精、卵細(xì)胞融合[10]。抑制性障礙有可能出現(xiàn)在任何一個(gè)環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為自交不親和[11-12]。授粉2 h后，君子蘭花粉開始萌發(fā)[13]，套袋自交4 h后，柱頭上出現(xiàn)胼胝質(zhì)（圖2-A），導(dǎo)致花粉在柱頭上盤繞，不能進(jìn)入柱頭中；胼胝質(zhì)還會(huì)出現(xiàn)在花粉管中，導(dǎo)致花粉管伸長(zhǎng)受阻，親和指數(shù)0.30。2% NaCl溶液處理柱頭，花粉在柱頭上順利萌發(fā)（圖2-B），親和指數(shù) 1.30；經(jīng)4% NaCl溶液處理柱頭，柱頭上未見胼胝質(zhì)，花粉管中也未見胼胝質(zhì)（圖2-C、圖2-D），親和指數(shù)為1.37。

濕柱頭上的滲出物可以促進(jìn)花粉黏附[14]。當(dāng)NaCl溶液濃度達(dá)到8%時(shí)，柱頭失水，乳突細(xì)胞出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，顯微鏡下可見柱頭上乳突細(xì)胞過(guò)于松散，柱頭活力受到影響；10% NaCl溶液處理君子蘭柱頭時(shí)，乳突細(xì)胞發(fā)生萎蔫，萌發(fā)的花粉不能順利進(jìn)入乳突細(xì)胞（圖2-E、圖2-F）。

[FK（W14][TPGW222.tif]

3結(jié)論

柱頭在與花粉相互識(shí)別的過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。2%～4% NaCl溶液克服君子蘭自交不親和性的效果較好；8%以上NaCl溶液會(huì)對(duì)柱頭活力造成影響，從而影響結(jié)實(shí)。

NaCl溶液克服自交不親和的作用機(jī)理是低濃度NaCl溶液可以清除柱頭上的胼胝質(zhì)，促進(jìn)花粉管順利進(jìn)入柱頭細(xì)胞，有效清除花粉管中的胼胝質(zhì)，使花粉管順利發(fā)育；高濃度NaCl溶液會(huì)使柱頭細(xì)胞萎縮，乳突細(xì)胞出現(xiàn)萎蔫，影響柱頭活性。

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