培養基配方對慈姑花粉萌發與花粉貯藏壽命的影響

李 峰，劉玉平，黃新芳，孫亞林，彭 靜

（武漢市農業科學院，武漢 430064）

慈姑（Sagittaria trifolia）為中國南方水生蔬菜，主要分布在長江流域及其以南各省［1，2］，每年栽培面積達2 萬hm2左右。各地慈姑栽培品種多為地方品種，育種多采用無性系單株系統選育方法進行，育種方法單一。為拓展慈姑育種新方法，人工雜交育種方法在慈姑育種上的應用逐步展開，但相關研究較少［3，4］。

花粉是高等植物雄配子體，在植物有性繁殖中有很重要的作用。花粉活力的高低是決定結實率高低的關鍵因素，因此，研究慈姑花粉生活力對于提高慈姑雜交育種效率具有重要意義。本試驗通過研究慈姑花粉萌發最適培養基配方，并測定離體常溫和低溫條件下花粉的活力變化動態，以期為慈姑雜交育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品采集

慈姑花粉萌發培養基配方篩選試驗材料為野生慈姑資源隨州小葉，慈姑花粉貯藏壽命測定試驗材料為隨州小葉、貴陽烏慈和石屏家慈。于慈姑盛花期（7 月），采集第2 天即將開放的雄花花序，帶回實驗室扦插于清水中備用。

1.2 花粉萌發培養基配方篩選試驗

慈姑花粉萌發采用液體培養基，參照胡適宜［5］的配方，經預備試驗初步確定蔗糖和硼酸的濃度范圍，按照表1 配制液體培養基。選擇若干盛開雄花樣品，將花粉刷至干燥培養皿內混合均勻，取少量花粉散于載玻片上，加1～2 滴上述配制的液體培養基，置于室溫下培養30 min 后，采用Olympus IX70 型顯微鏡觀察3 個視野，凡是出現花粉管伸出即認為萌芽。試驗采用二因素隨機區組設計，重復3 次。

表1 慈姑花粉萌發液體培養基配方

1.3 花粉壽命測定

貯藏溫度設置25 ℃常溫和4 ℃低溫。取回后的雄花花序樣品分為2 份，一份置于室溫，另一份置于4 ℃冰箱保存，每隔3 h 或6 h，選擇若干盛開雄花樣品，將花粉刷至干燥培養皿內，混合均勻，取少量花粉置于載玻片上，加1～2 滴上述篩選出的液體培養基，置于室溫下30 min，于顯微鏡下觀察3 個視野，凡是出現花粉管伸出即認為萌芽，觀察3 個制片。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 軟件進行分析并作圖，采用DPS v7.05 軟件進行方差分析，采用Duncan 氏新復極差法（SSR）進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 培養基配方篩選試驗

慈姑花粉在液體培養基萌發試驗中，在顯微鏡下可觀察到部分花粉粒萌發花粉管，呈乳突狀或者更長者記為有活力（圖1），不同配方液體培養基條件下慈姑花粉萌芽率方差分析見表2。從表2 可以看出，蔗糖因子間差異達到極顯著水平，而硼酸因子、蔗糖與硼酸交互因子間差異不顯著。經進一步多重比較（表3），5 號處理慈姑花粉的萌芽率最高，達25.14%，與處理10、9、6、4、2、3、7 差異不顯著，與處理8、1、16、15、11、14、12、13 差異顯著，與處理14、12、13 差異極顯著，即蔗糖濃度為5%～15%的大部分處理的萌芽率較高，蔗糖濃度為20%的所有處理萌芽率均較低。所以，認為慈姑花粉萌發的主要影響因子是蔗糖濃度，其適宜的濃度范圍為5%～15%，本試驗篩選的最優培養基為5 號培養基，即10%蔗糖+50 μg/mL 硼酸。

圖1 慈姑花粉萌芽情況

表2 不同培養基配方慈姑花粉萌芽率方差分析

表3 不同培養基配方處理下慈姑花粉萌芽率

2.2 慈姑花粉貯藏壽命

2.2.1 室溫離體貯存條件下慈姑花粉活力變化動態 在室溫離體貯存條件下，慈姑不同品種花粉活力變化動態見圖2。從圖2 可以看出，慈姑不同品種花粉萌芽率隨著貯藏時間的延長而不斷降低，貯藏0～6 h 內花粉活力迅速降低，6 h 之后逐漸緩慢降低，至24 h 時花粉活力降至5%左右。不同慈姑品種在室溫各貯藏時間點的花粉萌芽率存在較大差異，石屏家慈明顯高于隨州小葉和貴陽烏慈，而隨州小葉和貴陽烏慈則差異不大。

圖2 不同慈姑品種25 ℃室溫離體貯藏條件下花粉萌芽率變化動態

2.2.2 低溫離體貯存條件下慈姑花粉活力變化動態 在低溫離體貯藏條件下，慈姑不同品種花粉活力變化動態見圖3。從圖3 可以看出，慈姑不同品種花粉萌芽率隨著貯藏時間的延長逐漸降低，石屏家慈在0～6 h 萌芽率迅速下降，6 h 后緩慢降低；隨州小葉和貴陽烏慈在0～12 h 萌芽率迅速下降，12 h 后緩慢降低。3 個品種在低溫貯藏30 h 時，花粉萌芽率均降至5%～10%。不同慈姑品種在低溫各貯藏時間點的花粉萌芽率亦存在較大差異，變化規律與室溫條件下基本一致。

圖3 不同慈姑品種4 ℃低溫離體貯藏條件下花粉萌芽率變化動態

3 小結

花粉活力檢測方法主要有染色法和離體萌發法［6］，離體萌發法由于直觀、準確而被廣泛應用［7-9］。本試驗著重探究了慈姑花粉離體培養基中最適蔗糖濃度和硼酸濃度，結果表明，蔗糖對慈姑花粉萌芽影響顯著，慈姑花粉萌芽培養基蔗糖濃度宜為5%～15%，硼酸對慈姑花粉萌芽的影響差異不顯著，有待進一步研究。本試驗篩選的慈姑花粉最適培養基配方為10%蔗糖+50 μg/mL 硼酸。

通過本試驗研究，慈姑花粉活力因品種不同而存在一定差異，在各貯藏時間段基本表現為石屏家慈＞隨州小葉＞貴陽烏慈，不同類型慈姑品種的花粉活力變化規律有待今后對大量慈姑品種開展研究。慈姑花粉在不同貯藏時間和方式條件下，隨著貯藏時間延長逐步降低，在室溫貯藏條件下慈姑花粉保持活力可達24 h 左右，低溫條件可延長貯藏時間約6 h，但是在室溫和低溫貯藏條件下，慈姑花粉在貯藏6 h 前保持活力比例較高。因此，慈姑雜交人工授粉時宜在采集到花粉后6 h 內進行。在慈姑人工雜交育種實踐中，一般取當天開放的花粉進行授粉，或者旁晚選取即將開放的雄花花序插于清水中，于第二天早晨取盛開雄花花粉6 h 內完成授粉。