花粉萌發(fā)和激素處理對“南水8號”制種產(chǎn)量的影響

張春靜 劉爽 陳潔 錢春桃

摘要 為提高“南水8號”種子產(chǎn)量，以雌性系黃瓜“NW-6”、自交系“NY-m”為材料，授粉后觀察花粉萌發(fā)以探究“南水8號”種子產(chǎn)量低的原因。以單瓜種子數(shù)、單瓜種子產(chǎn)量、百粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢5個方面為指標(biāo)，采用單因素分析進行綜合評價，選擇對提高種子產(chǎn)量具有顯著作用的激素。 結(jié)果表明，“NW-6”與“NY-m”雜交后表現(xiàn)出類似遠緣雜交障礙的現(xiàn)象;油菜素內(nèi)酯對提高制種產(chǎn)量有顯著作用，用濃度為0.080 mg/L 的BR處理得到的單瓜種子數(shù)、單瓜種子產(chǎn)量最高，單瓜種子數(shù)可達91.27粒，單瓜產(chǎn)量達2.60 g，百粒重為2.93 g，綜合評價最高。

關(guān)鍵詞 花粉萌發(fā);蕓苔素內(nèi)酯;種子

中圖分類號 S 642.2? 文獻標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）08-0055-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.015

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Pollen Germination and Hormone Treatment on Seed Production of ‘Nanshui No.8’

ZHANG? Chun-jing， LIU? Shuang， CHEN Jie? et al （School of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu? 210095）

Abstract To increase the seed yield， the experiment used the ‘NW-6’，‘NY-m’ as the female cucumber material， and observed pollen germination to explore the reason of the low seed yield;seed number single melon，single melon yield， 100-grain weight， the germination rate and germination potential were adopted to evaluate comprehensively by single factor.The test results showed that ‘NW-6’ and ‘NY-m’ showed similar remote hybrid disorder;canolein had a significant effect in improving seed production.The number of seed and yield of single melon by BR with concentration of 0.080 mg/L were the highest，the number of seed of single melon could reach 91.27，the yield of single melon could reach 2.60 g，and 100-grain weight was 2.93 g，which was the highest in comprehensive evaluation.

Key words Pollen germination;Ttundrin inner fat;Seed

黃瓜是我國主要園藝作物之一，其中水果黃瓜表皮油亮，果面無刺光滑，口感清爽甜脆，營養(yǎng)價值高，市場前景廣闊。“南水8號”是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)葫蘆科作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新實驗室培育的新型水果黃瓜品種，果實長25～35 cm，是市場上少見的光皮長黃瓜，品質(zhì)優(yōu)良，具有良好的推廣應(yīng)用價值。根據(jù)前期對“南水8號”制種發(fā)現(xiàn)，“南水8號”的種子產(chǎn)量較低，約105 kg/hm 2，單瓜種子數(shù)約為70粒，單瓜種子產(chǎn)量2 g左右，百粒重為2.7 g左右 [1]。

研究發(fā)現(xiàn)，種子形成受到花粉萌發(fā)、受精作用、從合子胚到成熟種子的發(fā)育過程，以及肥水狀況、激素協(xié)調(diào)作用等的影響 [2-4]。若上述環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都有可能導(dǎo)致種子敗育，從而產(chǎn)生空癟籽，導(dǎo)致種子產(chǎn)量低。為此，筆者利用熒光顯微技術(shù)觀察“南水8號”制種過程中花粉管生長動態(tài)，從細胞學(xué)層面來探究“南水8號”種子產(chǎn)量低的原因;通過激素噴施授粉后的子房，對種子產(chǎn)量和質(zhì)量進行統(tǒng)計分析，探究激素對種子產(chǎn)量的影響，以期為提高“南水8號”制種產(chǎn)量提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料 供試品種由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)葫蘆科作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新實驗室提供，“南水8號”的母本為“NW-6”、父本為“NY-m”。于2019年秋季及2020年春季在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白馬基地進行。播種使用72孔穴盤，基質(zhì)為草炭∶蛭石按照3∶1 比例混合而成。田間管理按常規(guī)進行。

1.2 激素

授粉后的子房噴施油菜素內(nèi)酯作為促進授粉受精的輔助手段。濃度處理：C1用濃度為0.005 mg/L的BR進行處理，C2用濃度為0.010 mg/L的BR進行處理，C3用濃度為0.040 mg/L的BR進行處理，C4用濃度為0.060 mg/L的BR進行處理，C5用濃度為0.080 mg/L 的BR進行處理，C6用濃度為0.100 mg/L 的BR進行處理;CK為熊蜂授粉。

1.3 方法

1.3.1 花粉萌發(fā)過程觀察。“NW-6”דNY-m”授粉后分別于2、4、6、8、12、24、32 h 采集3～4個雌蕊，放入FAA 固定液（50%乙醇∶甲醛∶冰醋酸=90∶5∶5）中固定24 h 以上，4 ℃ 儲存。將雌蕊在2 mol/L NaOH 中過夜軟化，然后在蒸餾水中洗滌3次。將樣品轉(zhuǎn)移至水溶性苯胺藍（0.1%苯胺藍+0.1 g/L 磷酸二氫鉀）染色30 min，染色完成后將雌蕊切片，在熒光顯微鏡（Zeiss Axioskop 40）下用激發(fā)濾光片BP 330-385（彩色）進行花粉管伸長情況觀察 [5]。使用Axiocam MRC 相機捕獲數(shù)字圖像，并對所有圖像進行數(shù)字處理。

1.3.2 激素處理子房。采用隨機區(qū)組設(shè)計，兩邊設(shè)保護行，每個處理10株，每株留3個瓜，3次重復(fù)。

從授粉期開始，對每天開放的雌花噴施激素，噴于子房和柱頭，直至布滿液滴為止，噴施時間以08：00—10：00為宜。掛牌記錄，成熟后統(tǒng)計飽滿種子數(shù)，計算平均單瓜種子數(shù)、百粒重、單瓜種子產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel進行統(tǒng)計處理，利用SPSS進行方差分析和單因素分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 父本花粉萌發(fā)過程

成熟的黃瓜花粉粒呈球形，表面有3個萌發(fā)孔;雌蕊柱頭表面具發(fā)達的乳突細胞，以便黏住花粉;花藥裂開后，散出大量花粉且隨風(fēng)飄落或被熊蜂帶到柱頭上，花粉釋放出親脂性物質(zhì)與柱頭上的親脂性物質(zhì)相互接觸，并從柱頭表面的乳突細胞中吸收水分，隨后花粉管自萌發(fā)孔長出，經(jīng)花粉管通道后，向子房方向延伸 [6]。

經(jīng)水溶性苯胺藍染色后，具有較高花粉活力的、能正常萌發(fā)的花粉及花粉管呈現(xiàn)強烈的藍色熒光反應(yīng)，授粉后2 h 花粉已在柱頭上萌發(fā)，從萌發(fā)孔中長出的花粉管朝花粉通道生長;授粉后4 h，部分花粉管到達柱頭1/3位置;授粉后6 h，部分花粉管到達柱頭1/2位置;授粉后8 h，部分花粉管到達花柱上部;授粉后12 h，花粉管呈束狀到達花柱上部;授粉24 h后，花粉活力下降，整體熒光反應(yīng)微弱，大部分花粉管停留在花柱上部未見持續(xù)伸長（圖1）。

2.2 激素處理對種子產(chǎn)量的影響

油菜素內(nèi)酯具有提高坐果率和結(jié)實率的生理作用，對種子產(chǎn)量和質(zhì)量有一定的影響。由表1可知，用C5濃度為0.080 mg/L 的BR進行處理得到的單瓜種子數(shù)、單瓜種子產(chǎn)量最高，分別為91.27粒和2.60 g。而C1濃度為0.005 mg/L的BR進行處理得到的單瓜種子數(shù)和單瓜種子產(chǎn)量最低，與C5處理間差異顯著。百粒重以C6 濃度為0.100 mg/L 的BR進行處理得到的最重，為3.04 g，與C5差異不顯著，但單瓜種子數(shù)、單瓜種子產(chǎn)量顯著低于C5處理。在一定激素濃度范圍內(nèi)，“南水8號”單瓜種子產(chǎn)量隨激素濃度升高而升高，達到峰值后高濃度油菜素內(nèi)酯使單瓜種子產(chǎn)量下降。C5處理的發(fā)芽率和發(fā)芽勢也較高，這說明油菜素內(nèi)酯對于提高“南水8號”雜交種產(chǎn)量和質(zhì)量有一定效果，適當(dāng)?shù)募に貪舛瓤商岣叻N子產(chǎn)量和質(zhì)量，以0.080 mg/L 的BR 為最佳。

3 討論

該研究發(fā)現(xiàn)“NW-6”與“NY-m”雜交后表現(xiàn)出類似遠緣雜交障礙的現(xiàn)象，即花粉萌發(fā)量少，花粉管生長緩慢、扭曲甚至停止，可能是以下原因?qū)е拢捍迫镉H和力差，授粉受精能力差;雌蕊外觀表現(xiàn)正常，實則花柱敗育，無法完成授粉受精 [7]。王沖等 [8]通過對君子蘭種間雜交親和性研究，發(fā)現(xiàn)在君子蘭種間雜交花粉萌發(fā)與花粉管伸長存在胼胝體現(xiàn)象，母本柱頭表面出現(xiàn)大量胼胝體阻礙花粉萌發(fā)和花粉管伸長。周旭紅等 [9]通過不同倍性香石竹雜交花粉管生長熒光顯微觀察，發(fā)現(xiàn)花粉管先端沉積胼胝體而停止生長。這說明在雜交授粉中，花粉管伸長以及柱頭產(chǎn)生胼胝體是影響受精順利進行的因素，在下一步的研究中，應(yīng)著重研究授粉過程中影響授粉因素的作用機理，如生理生化指標(biāo)、酶活性、激素含量的變化等，從而進一步研究受精過程，通過這些研究更加深入地了解不親和性的機理，從而克服不親和性，提高雜交結(jié)籽率。

該研究發(fā)現(xiàn)“南水8號”黃瓜制種在授粉過程中噴施油菜素內(nèi)酯有利于提高結(jié)籽率，這可能與油菜素內(nèi)酯促進花粉管伸長有關(guān) [10]。該研究用濃度為0.080 mg/L 的BR 進行處理得到的單瓜種子數(shù)、單瓜種子產(chǎn)量和種子質(zhì)量明顯高于其他處理。駱炳山 [11]認為油菜素內(nèi)酯對大豆的全株生長和結(jié)實率均有明顯影響，每莢粒數(shù)有所增加。該試驗雖有激素濃度達到單瓜種子數(shù)峰值，但后續(xù)高濃度激素的效果仍需進一步研究，可能會進一步提高種子產(chǎn)量。

參考文獻

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