大花繡球花粉離體萌發培養基的篩選及花粉萌發率和花藥含粉量的測定試驗*

韓 勇 刁春武 施亞晨 張宗俊 胡 波 吳志鵬 趙俊杰 張艷雙**

（1.江蘇省南京市蔬菜科學研究所，江蘇 南京 210042；2.無錫紅豆緣農業科技有限公司，江蘇 無錫 214112）

大花繡球（Hydrangea macrophylla）為虎耳草科（Saxifragaceae）繡球屬植物，屬暖溫帶半耐寒性落葉小灌木，因其花序碩大、花色豐富、觀花期長、葉色濃綠，而廣泛應用于盆栽、切花和園林綠化。在我國種植的大花繡球品種多從國外引進，這與我國繡球屬植物的資源分布中心的地位不相匹配[1]。為掌握大花繡球花粉的生物學特性，科研人員進行了相關試驗研究。

花粉離體培養結果較為穩定、可靠，能較準確地反映花粉的發育情況和實際活力，是目前最接近原始結果、效果最佳的花粉萌發方法[2]。花粉量的多寡決定了收集的難易程度，花粉量越大，越容易收集，雜交越容易成功。但花朵在開放過程中產生的過多的花粉會漂浮到空氣中，對人體的呼吸道尤其對花粉過敏者會產生不同程度的損害[3]。因此，應根據不同的育種目標選用相應的大花繡球親本。2021年5月，我們在江蘇省南京市蔬菜科學研究所大花繡球種質資源圃內，以6個大花繡球品種為試驗材料，開展大花繡球花粉萌發培養基配方篩選試驗，并以篩選出的配方進行花粉培養，對比20個大花繡球品種的花粉活力和花粉量，以期為優化雜交組合和高效雜交育種提供科學依據。

1 花粉離體萌發液體培養基的篩選試驗

1.1 試驗材料

供試大花繡球品種有愛莎、魔幻寶石、RBWM、魔幻貓眼石、博登湖和大葉繡球。

1.2 試驗方法

試驗共設9個培養基配方。配方1：蔗糖5%、硼酸50 mg/L、氯化鈣10 mg/L；配方2：蔗糖5%、硼酸100 mg/L、氯化鈣30 mg/L；配方3：蔗糖5%、硼酸150 mg/L、氯化鈣50 mg/L；配方4：蔗糖10%、硼酸50 mg/L、氯化鈣30 mg/L；配方5：蔗糖10%、硼酸100 mg/L、氯化鈣50 mg/L；配方6：蔗糖10%、硼酸150 mg/L、氯化鈣10 mg/L；配方7：蔗糖15%、硼酸50 mg/L、氯化鈣50 mg/L；配方8：蔗糖15%、硼酸100 mg/L、氯化鈣10 mg/L；配方9：蔗糖15%、硼酸150 mg/L、氯化鈣30 mg/L，每個配方為1個處理。取2~3滴離體萌發液體培養基滴于載玻片中間并攤薄，用棉簽蘸取適量大花繡球花粉均勻撒在液體培養基表面，將載玻片放在培養皿中（培養皿底部墊有1層浸透水的濾紙），蓋上培養皿蓋子，將其置于25℃光照培養箱內進行花粉培養。每個處理3次重復，每次重復觀察3個視野，計算平均值。

2 不同大花繡球品種花粉萌發率和花藥含粉量的測定試驗

2.1 試驗材料

供試大花繡球品種有無盡夏、博登湖、魔幻寶石、BQB、大葉繡球、魔幻海洋、經典紅、魔幻貓眼石、小丑、塔貝、雪球、魔幻鉆石、花開富貴、人面桃花、塞布麗娜、史歐尼、藍色媽媽、拉維布蘭、RBWM和愛莎。

2.2 試驗方法

采用試驗1篩選出的最適合花粉萌發液體培養基配方測定20個大花繡球品種新鮮花粉的萌發率，每個品種重復6次，取平均值。于盛花期采集各供試大花繡球品種即將散粉的花藥，每個品種取20枚花藥，將其放入10 mL離心管置于50℃烘箱中干燥至花藥完全開裂，在完全開裂的花粉中加入20%六聚偏磷酸鈉[（NaPO3）6]溶液，定容至6 mL，并將其振蕩搖勻成懸浮液。用微量進樣器吸取2μL懸浮液滴在載玻片上，放在OLYMPUS BX41顯微鏡下觀察統計花粉量。每個品種重復6次，取平均值。

花藥含粉量（粒）=（每個載玻片上花粉粒數×3 000）/20。

3 數據處理

利用IBM SPSS Statistics 20.0統計分析軟件進行數據分析。

4 結果與分析

4.1 不同液體培養基配方對大花繡球花粉萌發率的影響

不同液體培養基配方對大花繡球花粉萌發率的影響見表1。

表1 不同液體培養基配方對大花繡球花粉萌發率的影響

由表1可知，不同液體培養基配方對大花繡球花粉萌發率的影響有顯著差異，愛莎、魔幻寶石、RBWM和魔幻貓眼石的花粉在不同培養基中均能萌發，博登湖和大葉繡球的花粉在個別培養基中不能萌發。其中，6個參試大花繡球品種的花粉均可在配方3（蔗糖5%+硼酸150 mg/L+氯化鈣50 mg/L）、配方4（蔗糖10%+硼酸50 mg/L+氯化鈣30 mg/L）、配方7（蔗糖15%、硼酸50 mg/L、氯化鈣50 mg/L）的培養基中萌發。綜合各參試大花繡球品種在不同配方液體培養基中的萌發率，選定配方4培養基為大花繡球花粉離體培養最合適的液體培養基，并將其用于后期花粉萌發試驗。

4.2 不同大花繡球品種的花粉萌發率和花粉量

不同大花繡球品種的花粉萌發率和花粉量見表2。

表2 不同大花繡球品種的花粉萌發率和花粉量

由表2可知，各參試大花繡球品種中花粉萌發率最高的為愛莎（92.29%），花粉萌發率最低的為經典紅（3.62%）；花粉量最高的為大葉繡球（98 912粒），花粉量最低的為雪球（6 937粒）。

5 結論與討論

明確不同大花繡球品種的花粉活力和花粉量，可規避雜交育種風險，以提高育種效率[4]。花粉萌發需要一定的條件，蔗糖、硼酸和鈣是花粉萌發和花粉管伸長的必需養分，也是花粉離體萌發培養基的主要成分。不同植物的花粉離體萌發所需蔗糖、硼酸和鈣的含量有所差異，一些較難萌發的植物（如茉莉）花粉需要在培養基中添加PEG和Mg2+等物質才能較好地萌發[2]。試驗結果表明，大花繡球花粉離體萌發最適培養基（蔗糖10%+硼酸50 mg/L+氯化鈣30 mg/L）中硼酸和氯化鈣的濃度遠低于百合[5]、茉莉[2]、梨[6]和紫薇[7]等植物花粉離體萌發最適培養基中的濃度，培養基中較高含量的蔗糖、硼酸和鈣抑制了大花繡球花粉的萌發，博登湖和大葉繡球的花粉甚至無法萌發。鄧衍明[2]和劉自剛[8]認為，這可能是由于大花繡球花粉發育完全、活力較高，更易離體萌發。可見，大花繡球花粉本身萌發所需物質含量較高，能滿足萌發的部分需求，而培養基滲透勢的差異可能是決定其花粉離體萌發率高低的關鍵因素。

從遺傳上看，花粉直接反映雄配子的育性發育情況，花粉的育性是衡量植株育性最根本、最直接的指標。一般來說，花粉萌發率大于50%為正常可育，31%~50%為低不育，6%~30%為半不育，小于5%為高不育，0為全不育[9]。本研究中花粉萌發率大于50%的品種有17個，占85%；萌發率為31%~50%的有1個，占5%；萌發率為6%~30%的有1個，占5%；萌發率小于5%的有1個，占5%。試驗結果表明，大多參試大花繡球品種的花粉萌發率較高，僅個別品種的花粉萌發率極低，因此在雜交授粉前需盡可能多地測定品種的花粉萌發率，以提高雜交成功率；各參試大花繡球品種的花藥花粉量差異較大，花藥含粉量最大的為大葉繡球（98 912粒），最低的為雪球（6 937粒），說明本試驗所選參試品種具有較強的代表性，遺傳變異幅度較大。