幾種不同巴旦木花粉生活力及柱頭可授性比較分析

張翔飛，岳婉婉，劉泉鑫，曾 斌，郝 慶，阿布都卡尤木·阿依麥提

(1. 新疆農業(yè)大學林學與園藝學院, 烏魯木齊 830052; 2.新疆農業(yè)科學院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】巴旦木，其學名為扁桃(PrunusdulcisMiller (D. A. Webb) syn. Prunus amygdalus Batsch syn.AmygdaluscommunisL.)[1]，是薔薇科李亞科桃屬扁桃亞屬多年生落葉喬木[2]。但是巴旦木自花授粉結實率低甚至自花不結實[3]，并且自然授粉率也低[4]，匯集新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣佳木國家重點林木良種基地巴旦木優(yōu)良品種，比較分析米星、布特、石頭巴旦、尖嘴黃、鷹嘴、麻殼花粉活力以及柱頭可授性，對實踐生產中巴旦木人工授粉和親和授粉研究有實際意義。【前人研究進展】劉夢婕[5]以14個巴旦木品種和野生巴旦木花粉為試材，通過懸浮液法、離體培養(yǎng)法和掃描電鏡技術分別測定了巴旦木花粉量、花粉活力和花粉粒形態(tài)。結果發(fā)現(xiàn)， 阿曼尼莎的花粉量最大， Mission的花粉量最小。徐葉挺[6]對6個巴旦木品種濃帕烈、索奴拉、米森、湯姆遜、尼普魯斯、布特的花粉進行貯藏, 然后研究其萌發(fā)率及花粉活力。結果表明，引進巴旦木的花粉在-19℃下貯藏較為適宜。王琳[7]采用干燥法和玻璃化法2 種方法，對晚豐花粉進行了超低溫保存，結果表明，干燥法保存比玻璃化法保存效果更好，超低溫保存時間對花粉的萌發(fā)率無顯著的影響。【本研究切入點】巴旦木為自交不親和樹種，巴旦木的開花量大，但是坐果率低。研究國內外不同品種不同開花天數(shù)花粉活力及柱頭可授性。【擬解決的關鍵問題】通過I2-KI染色法和離體萌發(fā)法兩種測定花粉活力的方法，以及聯(lián)苯胺-過氧化氫法，研究不同巴旦木的花粉活力及柱頭可授性，為實踐生產中促進授粉受精和相關研究提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019年3月下旬進行，供試巴旦木品種為新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣佳木國家重點林木良種基地國內外的巴旦木優(yōu)良品種米星、布特、石頭巴旦、尖嘴黃、鷹嘴、麻殼，4年生，砧木為毛桃，樹勢健壯。

在天氣良好的時候試驗，在巴旦木開花前1 d選擇次日將開放的花，標記巴旦木的枝條。在09：30～10：30采集巴旦木開花前1、1、2、3、4、5和6 d的花各30朵，收集巴旦木的花粉。

1.2 方 法

1.2.1 花粉活力測定

用I2-KI溶液對巴旦木新鮮花粉進行染色，有活力的花粉積累淀粉較多，被染成藍黑色，無活力花粉不含淀粉或積累淀粉極少，呈黃褐色和無色。花粉活力測定用I2-KI染色法[8-10]，分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d對巴旦木的花粉進行花粉活力測定。I2-KI法：用解剖針取適量新鮮花粉在載玻片上，滴加1到2滴I2-KI溶液，蓋上蓋玻片，在保濕條件下放在25℃恒溫箱中15 min后，在顯微鏡下觀察巴旦木花粉的染色情況，具有較強活力花粉被染成藍黑色，較弱的為淡藍色，沒有活力的花粉不被染色任何顏色。

每一個樣品做3個玻片重復，每個玻片在顯微鏡下選取3個視野并用手機拍照，統(tǒng)計染上色和未染色的花粉粒數(shù)，計算花粉的染色率，染色率代表花粉的活力。

花粉活力(%)=(藍色花粉粒量/總花粉粒量)×100%。

1.2.2 花粉離體萌發(fā)法

通過固體培養(yǎng)基對巴旦木的新鮮花粉進行離體萌發(fā)，在顯微鏡下檢測花粉萌發(fā)的情況花粉管長度大于花粉直徑視為花粉粒萌發(fā)標準，否則視為不萌發(fā)。采用花粉離體萌發(fā)法測定花粉活力，分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d對巴旦木的花粉進行離體萌發(fā)培養(yǎng)[11]。花粉離體萌發(fā)法測定花粉活力的培養(yǎng)基配制配方為10%蔗糖+0.01%硼酸+1%瓊脂[12-13]，在凝固前用膠頭滴管移取100～150 μL滴于凹面載玻片凹陷處，用解剖針取新鮮花粉于培養(yǎng)基上，放入底部有潮濕濾紙的培養(yǎng)皿中，在25℃黑暗條件下的培養(yǎng)箱培養(yǎng)8 h以上。在顯微鏡下觀察巴旦木花粉萌發(fā)情況(花粉管長度大于花粉直徑視為花粉粒萌發(fā)標準，否則視為不萌發(fā))。

每個樣品做3個玻片重復，每個玻片選取3個視野并用手機拍照，統(tǒng)計萌發(fā)和未萌發(fā)花粉粒數(shù)，計算花粉的萌發(fā)率，萌發(fā)率代表花粉的活力。

萌發(fā)率(%)=(萌發(fā)的花粉/總花粉粒數(shù))×100%。

1.2.3 柱頭可授性測定

用游標卡尺測量巴旦木的花柱長度，研究花柱長度是否與柱頭可授性的有關[14]。柱頭可授性的測定采用聯(lián)苯胺-過氧化氫法[15-17]。分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d采集巴旦木花朵，取其柱頭，將其完全浸泡在含聯(lián)苯胺-過氧化氫反應液(1%聯(lián)苯胺-3%過氧化氫-蒸餾水4∶11∶22)的凹面載玻片凹陷處，在4×10顯微鏡下觀察柱頭的反應情況。通過比較氣泡多少來衡量可授性的強弱。若柱頭迅速變成藍色并有大量氣泡產生，則具有可授性；若柱頭周圍無氣泡產生且未見藍色，則無可授性。每次各個品種取10朵花朵，重復3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和SPSS25. 0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 不同開花時間巴旦木品種新鮮花粉活力的比較

2.1.1 通過I2-KI染色法比較不同花的開放時間對花粉活力的影響

研究表明,巴旦木花朵的不同開放時間對6種巴旦木新鮮花粉的活力影響顯著(P<0.5)，6種巴旦木花粉活力在隨著花朵開花時間的增長均呈先升后降的趨勢,即呈現(xiàn)單峰狀態(tài)且6個巴旦木品種的花粉在開花后均在第2 d達到最大活力；花粉活力從大到小依次為米星63.29%、 布特61.92%、尖嘴黃60.21%、石頭巴旦58.67%、鷹嘴57.23%、麻殼49.50%。花粉活力最大的為米星63.29%，最小的為麻殼49.50%。在第2 d后巴旦木的花粉活力呈下降的趨勢且趨勢明顯；第6 d時各個品種的巴旦木花粉活力下降為米星23.63%、 布特27.75%、石頭巴旦20.86%、尖嘴黃25.33%、鷹嘴20.48%、麻殼24.92%。圖1

注： 垂直線代表標準誤差, n≥9; 不同字母表示同 1d不同品種花粉活力的差異顯著(P<0.05)

2.1.2 通過離體萌發(fā)法比較不同花的開放時間對花粉活力的影響

研究表明,巴旦木花朵的不同開放時間對6種巴旦木新鮮花粉的活力影響顯著 (P<0.5)，6種巴旦木花粉活力在隨著花朵開花時間的增長均呈先升高后下降的趨勢即呈現(xiàn)單峰狀態(tài)且6個巴旦木品種的花粉在開花后均在第2 d達到最大活力；花粉活力從大到小依次為米星65.80%、尖嘴黃57.57%、布特56.98%、石頭巴旦54.25%、鷹嘴52.39%、麻殼44.08%。花粉活力最大的為米星65.80%，最小的為麻殼44.08%。在第2 d后巴旦木的花粉活力呈下降的趨勢且趨勢明顯；第6 d時各個品種的巴旦木花粉活力降為米星20.27%、 布特26.63%、石頭巴旦18.89%、尖嘴黃23.73%、鷹嘴22.33%、麻殼23.22% 。圖2

2.2 不同開花時間巴旦木品種柱頭可授性的比較

研究表明,巴旦木開花前1 d的花柱較短，花柱長度分別為米星10.91 mm、布特9.88 mm、石頭巴旦9.44 mm、尖嘴黃13.42 mm、鷹嘴11.08 mm、麻殼10.52 mm，其中開花第1 d鷹嘴的花柱長度最大11.08 mm，石頭巴旦的花柱長度最小9.44 mm。米星的花柱長度在第3 d達到最長11.82 mm，布特的花柱長度在第3 d達到最長10.97 mm，石頭的花柱長度在第2 d達到最長11.76 mm，尖嘴黃的花柱長度在第2 d達到最長14.33 mm，鷹嘴的花柱長度在第2 d達到最長11.99 mm，麻殼的花柱長度在第3 d達到最長12.46 mm。當花柱達到最長時尖嘴黃的花柱長度最長14.33 mm，布特的花柱長度最短10.97 mm。表1

從開花前1 d開始，各個品種巴旦木柱頭的可授性隨著時間的延長逐漸增強，開花前1 d柱頭產生的氣泡較少，柱頭可授性較弱; 其中米星第3 d柱頭產生大量氣泡，第3 d米星柱頭可授性最高；布特第2 d、第3 d柱頭產生大量氣泡，第2 d、第3 d布特柱頭可授性最高；石頭巴旦第2 d柱頭產生大量氣泡，說明第2 d石頭巴旦柱頭可授性最高；尖嘴黃第2 d柱頭產生大量氣泡，第2 d尖嘴黃柱頭可授性最高；鷹嘴第2 d、第3 d柱頭產生大量氣泡，第2 d、第3 d鷹嘴柱頭可授性最高；麻殼第2 d、第3 d柱頭產生大量氣泡，第2 d、第3 d麻殼柱頭可授性最高。表2

注： 垂直線代表標準誤差, n≥9; 不同字母表示同1 d不同品種花粉活力的差異顯著(P<0.05)

表1 不同巴旦木品種花柱長度Table 1 Style length of different almonds varieties

表2 不同巴旦木品種柱頭可授性檢驗Table 2 Examination of stigmatization of different almonds varietieso

3 討 論

在試驗中經常用到的檢測花粉活力的方法有兩種，一種為染色法，另一種為離體萌發(fā)法，最常用的快速檢測花粉活力的方法是染色法[18-20]。染色法的特點就是快，但是容易受花粉自有特性影響, 不能準確表達花粉的生活力。因此，并不是所有的植物都適合染色法。花粉的萌發(fā)率是鑒定花粉生活力的一項重要指標。花粉離體萌發(fā)法的特點是能直觀區(qū)分花粉的成活與死亡，數(shù)據(jù)真實，缺點是測定時間太長，且需要根據(jù)不同的植物花粉來配制最適合花粉生長的培養(yǎng)基[21]。試驗中，用I2-KI染色法及離體萌發(fā)法檢測6個品種的花粉活力，I2-KI染色法適用于檢測巴旦木的花粉活力，該結果與朱梅玲[22]的報道一致；離體萌發(fā)法測得的試驗結果與劉夢婕[5]的報道一致，I2-KI 染色法及離體萌發(fā)測定法適用于巴旦木花粉活力檢測。

研究用I2-KI染色法及離體萌發(fā)測定法測定不同巴旦木品種的新鮮花粉，不同巴旦木品種的花粉活力存在顯著的差異，授粉的質量和授粉的成功率由花粉的活力所決定的，在6個巴旦木品種中以米星、布特、尖嘴黃作花粉活力較高，從理論上說在授粉時選米星、布特、尖嘴黃作授粉樹能夠提高坐果幾率，而麻殼的花粉活力最低，不太適用于作授粉樹。

授粉成功與否與柱頭可授性時間的長短有很大關系，通過對不同巴旦木品種花柱長度進行測量，以及用聯(lián)苯胺-氧化氫法測定不同巴旦木品種柱頭可授性，試驗結果表明，石頭、尖嘴黃、鷹嘴在其花開放第2 d花柱長度達到最大，且具有較強的可授性，米星、布特、麻殼在其花開放第3 d花柱長度達到最大，且具有較強的可授性，石頭、尖嘴黃、鷹嘴于第2 d受精的可能性最大；米星、布特、麻殼于第3 d受精的可能性最大。

4 結 論

4.1 不同品種的巴旦木在花開后第2 d花粉活力最大，I2-KI染色法測得開花后第2 d花粉活力最大的為米星63.29%，最小的為麻殼49.50%；離體萌法測得開花后第2 d花粉活力最大為米星65.80%，最小為麻殼44.08%，即花粉活力最大為米星，最小為麻殼。花柱長度最長為尖嘴黃14.33 mm，最短為布特10.97 mm。不同品種巴旦木的柱頭從開花前1 d開始，其可授性隨著時間的延長逐漸增強隨后減弱，尖嘴黃、石頭巴旦第2 d柱頭可授性最高；布特、鷹嘴、麻殼第2 d、第3 d柱頭可授性最高；米星第3 d柱頭可授性最高。

4.2 在生產上可以將巴旦木花開放后第2 d取其花粉，在石頭、尖嘴黃、鷹嘴花開放后第2 d進行人工授粉，在米星、布特、麻殼花開放后第3 d進行人工授粉。