抗壞血酸和吲哚丁酸對荔枝不同批次花粉生活力的影響

曾令達(dá)， 高媚妹， 廖偉娟

(1.惠州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東惠州 516007； 2.惠州學(xué)院生物技術(shù)研究所，廣東惠州 516007)

荔枝(LitchchinensisSonn.)為無患子科(Sapindaceae)荔枝屬的喬木，原產(chǎn)于我國，荔枝果實(shí)形、色、香味俱佳，被譽(yù)為“果中之王”[1]。生產(chǎn)上荔枝落花、落果較為嚴(yán)重，常出現(xiàn)“花而不實(shí)”或“少實(shí)”并導(dǎo)致產(chǎn)量低而不穩(wěn)的現(xiàn)象。荔枝果肉為假種阜，必須經(jīng)授粉受精形成種子后才能產(chǎn)生果肉，雌花未經(jīng)授粉或授粉受精不完全，則引起落花[2]，而花粉生活力常影響授粉受精過程及坐果率。因此，采用營養(yǎng)劑或生長調(diào)節(jié)劑等外源物質(zhì)以促進(jìn)花粉萌發(fā)和生長，提高花粉生活力是解決這一問題的重要措施。已有試驗(yàn)表明，利用外源物質(zhì)可提高花粉生活力進(jìn)行研究，如曾令達(dá)等采用硼酸、尿素、NAA、2，4-D 和復(fù)硝酚鈉等物質(zhì)促進(jìn)了仙婆果和四季荔的花粉萌發(fā)率[3]。向旭等通過多種礦質(zhì)元素及生長調(diào)節(jié)劑對不同荔枝品種花粉萌發(fā)和花粉管生長的研究發(fā)現(xiàn)各元素對不同品種花粉的效應(yīng)有較大的差異，生長調(diào)節(jié)劑則與使用濃度密切相關(guān)[4]。符碧等發(fā)現(xiàn)，硼、萘乙酸、尿素可促進(jìn)荔枝花粉的萌發(fā)及生長[5]。荔枝花開放的時(shí)期與花粉生活力、授粉受精的效果關(guān)系密切。根據(jù)荔枝花開放的時(shí)間，多數(shù)荔枝品種的花是分批開放的，一般第1批多為雄花，第2批多為雌花，第3批又是多為雄花[6]，各批花有1～3 d的時(shí)間間隔[7]。荔枝雌花柱頭和雄花花粉適宜授粉受精期極短，雌花以柱頭剛開裂是授粉的最適宜時(shí)間[8]。施用外源物質(zhì)促進(jìn)荔枝授粉受精要考慮荔枝花開放的時(shí)期和批次，但外源物質(zhì)對不同批次花的花粉影響研究目前還是個(gè)空白。本試驗(yàn)采用抗壞血酸(Asc)和吲哚丁酸(IBA)來處理桂味和淮枝2個(gè)荔枝優(yōu)良品種不同批次花的花粉，探討Asc和IBA對荔枝各批次花花粉萌發(fā)和花粉管生長的影響，旨在提高荔枝開花期間的科學(xué)調(diào)控技術(shù)水平，促進(jìn)荔枝授粉受精，實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，也為外源物質(zhì)在荔枝開花期間的施用時(shí)期和用量提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用廣東省惠州市主栽的桂味和淮枝2個(gè)中遲熟荔枝品種進(jìn)行試驗(yàn)，在惠州市惠陽區(qū)鎮(zhèn)隆鎮(zhèn)皇后村荔枝開花期間各批花(共3批花)的盛花期時(shí)采集荔枝花粉。剪下荔枝花穗用紙箱帶回試驗(yàn)室，放入置于干燥器的培養(yǎng)皿中陰干，待其自行散發(fā)出花粉后收集放置于小玻璃瓶中，常溫狀態(tài)下保存于干燥器中。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 花粉培養(yǎng) 以10.0%蔗糖、2.0%瓊脂、10.0 mg/L硼酸為花粉培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基，在其上分別添加0、5、10、20、30、40 mg/L Asc和0、5、10、15、20 mg/L IBA，用玻璃棒蘸配制好的不同濃度的培養(yǎng)基液滴于單凹載玻片上冷卻凝固后，用毛筆蘸少量花粉，輕輕振動(dòng)，使花粉均勻地撒在培養(yǎng)基上。將載玻片放在墊有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，培養(yǎng)皿蓋子涂上凡士林封口以保持濕度，然后放在室溫下培養(yǎng)，培養(yǎng)3 h后觀察。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.2 花粉鏡檢及計(jì)數(shù)方法 將培養(yǎng)花粉的單凹載玻片放在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行鏡檢，每片觀察3個(gè)視野(約100個(gè)花粉)統(tǒng)計(jì)花粉數(shù)和花粉萌發(fā)數(shù)量。花粉管生長長度用測微尺測量，每視野測定20粒以上，計(jì)算花粉管平均長度。花粉萌發(fā)率計(jì)算公式為：花粉萌發(fā)率=(萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù))×100%。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用鄧肯式新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Asc對荔枝不同批次花粉萌發(fā)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，Asc對桂味荔枝的花粉萌發(fā)具有促進(jìn)作用，10.0～40.0 mg/L各處理濃度下桂味花粉的萌發(fā)率比對照高，且與對照差異顯著。Asc對不同批次花粉萌發(fā)的促進(jìn)作用有差異。第1批花花粉的萌發(fā)率在10 mg/L處理濃度下最高，為53.1%；第2批在30 mg/L處理濃度下花粉萌發(fā)率最高，為45.1%；而第3批在40 mg/L處理濃度下花粉萌發(fā)率為57.4%，為第3批最高的萌發(fā)率(圖1-A)。10～40 mg/L各處理濃度下Asc對淮枝第1、第2批花粉的萌發(fā)率具有顯著的促進(jìn)作用，第1、第2批花分別在20、30 mg/L Asc處理下萌發(fā)率最高，分別為 56.7%、59.0%。5、10 mg/L處理濃度促進(jìn)第3批花粉的萌發(fā)，其中5 mg/L處理濃度下萌發(fā)率最高，為53.7%；20～40 mg/L則對第3批花粉萌發(fā)不起促進(jìn)作用，表現(xiàn)出萌發(fā)率顯著低于對照(圖1-B)。Asc對淮枝不同批次花的花粉促進(jìn)作用與桂味不同，這可能跟淮枝比較豐產(chǎn)，第2批雌花結(jié)實(shí)率較高有關(guān)。Asc對2品種不同批次花粉的萌發(fā)率具有促進(jìn)作用，且不同批次之間的促進(jìn)效果不同。

2.2 Asc對荔枝不同批次花粉管生長的影響

研究發(fā)現(xiàn)，5～40 mg/L Asc對桂味花粉管生長具有顯著的促進(jìn)作用(圖2-A)。Asc對不同批次花之間花粉管生長的促進(jìn)作用有差異。在20、30、40 mg/L Asc處理下，第1、第2、第3批花的花粉管最長，分別為158.8、206.3、197.2 μm。5～40 mg/L 各處理濃度Asc對淮枝第1、第2批花的花粉管的生長具有顯著的促進(jìn)作用，且基本呈現(xiàn)上升趨勢，在 30 mg/L Asc處理下第1、第2批花花粉管最長，分別為201.2、189.4 μm。而5～30 mg/L 處理濃度促進(jìn)第3批花花粉管的生長，40 mg/L 處理濃度則對淮枝花粉管沒有促進(jìn)作用，花粉管長比對照低(圖2-B)。Asc對2個(gè)品種不同批次花花粉管生長具有促進(jìn)作用，且促進(jìn)的效果在不同批次間有差異。

2.3 IBA對荔枝不同批次花粉萌發(fā)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，5～20 mg/L各處理濃度下IBA對桂味各批次花粉萌發(fā)均有促進(jìn)作用，各處理萌發(fā)率與對照均有顯著差異(圖3-A)。不同批次花粉IBA的促進(jìn)效果不同，第1批花在10 mg/L條件下花粉萌發(fā)率最高，達(dá)56.7%；第2批花在10、15 mg/L條件下萌發(fā)率最高，為42.4%；第3批花15 mg/L條件下萌發(fā)率最高，為57.2%。在IBA最佳處理濃度后，花粉萌發(fā)率有下降趨勢。IBA對淮枝各批花的花粉促進(jìn)效果不同(圖3-B)。在第1批花中，5～20 mg/L各處理濃度IBA顯著促進(jìn)淮枝花粉的萌發(fā)；第2批花中，5 mg/L IBA顯著促進(jìn)花粉萌發(fā)，花粉萌發(fā)率最高，為46%。10、15 mg/L促進(jìn)作用不明顯，20 mg/L IBA則對花粉沒有促進(jìn)作用。第3批花 5～15 mg/L 對荔枝花粉有顯著促進(jìn)作用，其中在15 mg/L條件下，萌發(fā)率最高，達(dá)74.6%，在20 mg/L條件下與對照差異不顯著。淮枝在第1批絕大多數(shù)雄花開放時(shí)，IBA對花粉萌發(fā)的促進(jìn)作用較明顯， 而第2批花雌花開放較多和第3批花兩性花開放較多的情況下，可能花粉本身的生理狀況不同，較高濃度處理未顯現(xiàn)促進(jìn)萌發(fā)的作用。

2.4 IBA對荔枝不同批次花粉管生長的影響

研究發(fā)現(xiàn)，5～20 mg/L各處理濃度下IBA對桂味各批次花的花粉管生長均有促進(jìn)作用，各處理花粉管長與對照均有顯著差異(圖4-A)。在不同批次花中，IBA的促進(jìn)效果有差異，第1批花在15 mg/L濃度條件下，花粉管最長為149.7 μm；第2批在5 mg/L條件下，花粉管最長，為 160.6 μm；第3批在10 mg/L濃度條件下，花粉管最長，為202.4 μm。IBA對淮枝各批次花的花粉管生長促進(jìn)作用不同(圖4-B)。5～20 mg/L各處理濃度下IBA對淮枝第1批花粉管生長均有促進(jìn)作用。5～10 mg/L處理濃度下，對淮枝第2批花粉管生長促進(jìn)作用明顯。10～20 mg/L各處理濃度下對淮枝第3批花粉管生長具有明顯的促進(jìn)作用。不同品種中，IBA各處理濃度對桂味的花粉管生長的促進(jìn)用效果要好于淮枝。在淮枝不同批次花粉的促進(jìn)效果中，IBA各處理均促進(jìn)第1批花粉管的生長。

3 討論與結(jié)論

抗壞血酸(Asc)是植物組織中廣泛存在的一種抗氧化劑，對植物的生長發(fā)育具有重要作用，可以影響植物中碳和氮的代謝[9]，促進(jìn)細(xì)胞分裂和影響細(xì)胞壁的合成[10]。辛東華等用維生素處理無患子科植物文冠果的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)，維生素對花粉的萌發(fā)有明顯的促進(jìn)作用，其中20 mg/L Asc處理的花粉萌發(fā)率最高[11]。譚曉鳳等用Asc處理油茶花粉發(fā)現(xiàn)，Asc質(zhì)量濃度為20 mg/L時(shí)，花粉萌發(fā)率達(dá)到最高(65.86%)，比對照提高23.80%[12]。 對蘋果花粉的萌發(fā)研究中，當(dāng)培養(yǎng)基中的Asc濃度達(dá)到40～50 mg/L時(shí)，花粉的萌發(fā)率最高，為39.97%，促進(jìn)效果最好[13]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，5～40 mg/L 各處理濃度條件下 Asc顯著促進(jìn)桂味各批次花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，也促進(jìn)淮枝第1、第2批次花粉的萌發(fā)和花粉管生長，5～10 mg/L各處理濃度條件下促進(jìn)淮枝第3批花粉的萌發(fā)和花粉管生長，40 mg/L Asc濃度條件對淮枝第3批花粉的萌發(fā)和花粉管生長沒有促進(jìn)作用。Asc具有促進(jìn)花粉萌發(fā)的結(jié)果與前任研究結(jié)果[11-12]類似。同時(shí)，本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)Asc具有促進(jìn)荔枝花粉管生長的作用。但Asc促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管生長中，不同批次的花粉最佳的處理濃度不大一致。如對桂味花粉的萌發(fā)，在10 mg/L Asc條件下，第1批花粉的萌發(fā)率最高，為53.1%；在 30 mg/L 濃度條件下，第2批花粉萌發(fā)率最高，為45.1%，在40 mg/L濃度條件下；第3批花粉萌發(fā)率最高，為57.4%。桂味花粉管生長最佳的濃度在第1、第2、第3批花粉中分別為20、30、40 mg/L。這說明了不同批次花粉的荔枝對Asc的敏感性不同。本試驗(yàn)中，Asc對不同荔枝品種花粉的促進(jìn)作用也有差異，淮枝的第3批花粉則在較低的濃度下才有促進(jìn)作用。不同批次花粉的促進(jìn)效果差異，可能跟開花時(shí)環(huán)境狀況不同或與花粉發(fā)育時(shí)枝梢的營養(yǎng)條件有關(guān)。

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)具有調(diào)節(jié)控制植物體內(nèi)物質(zhì)代謝或生理功能的微量有機(jī)化合物，能改變植物體內(nèi)源激素間相互平衡關(guān)系，對調(diào)節(jié)果樹的受精及坐果有重要作用。向旭等在三月紅和淮枝的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生長調(diào)節(jié)劑對花粉生活力有較明顯的影響，但與使用的濃度密切相關(guān)[4]。楊斐翔等發(fā)現(xiàn)， 2 mg/L IBA能促進(jìn)錐栗花粉的萌發(fā)[14]，張福平等在草莓花粉萌發(fā)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在20 mg/L IBA能促進(jìn)花粉萌發(fā)[15]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，5～20 mg/L各處理濃度條件下IBA顯著促進(jìn)桂味各批次花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，第1、第2、第3批的花粉萌發(fā)最佳濃度分別為10、15、15 mg/L，花粉管生長的最佳濃度為15、5、10 mg/L。 5～20 mg/L IBA各處理的淮枝第1批花粉的萌發(fā)和花粉管生長效果顯著；5 mg/L 促進(jìn)淮枝第2批花粉的萌發(fā)，5、10 mg/L促進(jìn)淮枝第2批花粉管的生長，15 mg/L及以上濃度則抑制花粉管的生長。5～15 mg/L促進(jìn)第3批花粉的萌發(fā)，10～20 mg/L促進(jìn)第3批花粉管的生長。一定濃度IBA對花粉的萌發(fā)具有促進(jìn)作用與楊斐然等的試驗(yàn)結(jié)果[14-15]一致。從試驗(yàn)結(jié)果來看，IBA能促進(jìn)荔枝花粉的萌發(fā)與生長，但對荔枝的不同品種和不同批次花的花粉而言，IBA促進(jìn)其萌發(fā)和花粉管生長的濃度有所不同。