摘要:以華碩等湖南地區(qū)10個(gè)油茶(Camellia oleifera)無(wú)性系為試驗(yàn)材料,研究了其花期、花器官特征以及花粉離體培養(yǎng)發(fā)芽率。結(jié)果表明,10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系花期都大致相遇,在生產(chǎn)栽培中可相互配置授粉;不同的油茶優(yōu)良無(wú)性系之間的花器官特征有明顯差異;在最佳培養(yǎng)基中,華碩、茶陵二仙343、永興7714、茶陵南寧山茶、華金、華鑫、茶陵785、邵東天心13號(hào)、永興7716、永興7608發(fā)芽率分別為82.68%、72.94%、50.40%、72.86%、80.31%、86.61%、75.87%、63.98%、69.39%、60.10%。
關(guān)鍵詞:油茶;花粉特性;花粉發(fā)芽率;培養(yǎng)基
中圖分類號(hào):S794.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)17-3762-03
Study on Pollen Characteristics of Ten Excellent Camellia oleifera Clones in Hunan
DUAN Wei-hua,YUAN De-yi,TAN Xiao-feng,LIAO Ting,ZOU Feng
(The Key Lab of Non-wood Forest Products of Forestry Ministry, Central South University of Forestry and Technology,
Changsha 410004, China)
Abstract: Using the pollen of ten Camellia oleifera clones in Hunan as materials, florescence, the biological characteristics and pollen germination rate were studied. The results showed that 10 superior clones were consistent with the flowering time so it was possible for them to pollinate each other. There were significant differences in characteristic of floral organ among the ten Camellia clones. In the best suitable culture medium, the germination rate of Huashuo, Chalingerxian 343, Yongxing 7714, Chalingnanningshancha, Huajin, Huaxin, Shaodongtianxin 13, Yongxing 7716 and Yongxing 7608 was 82.68%,72.94%,50.40%,72.86%,80.31%,86.61%,75.87%,63.98%,69.39% and 60.10% respectively.
Key words: Camellia oleifera; pollen characteristic; germination rate of pollen; culture medium
油茶(Camellia oleifera)為山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)中種子含油脂較高的一類植物,是我國(guó)南方特有的木本油料樹(shù)種[1],茶油是營(yíng)養(yǎng)豐富的食用油,也是重要的工業(yè)原料,具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值,在人民經(jīng)濟(jì)生活中占有重要的地位。但長(zhǎng)期以來(lái),油茶花期不遇,落花落果嚴(yán)重、座果率低,導(dǎo)致了油茶大面積低產(chǎn)[2]。對(duì)此,在生產(chǎn)上人們常采用花期人工輔助授粉或配置授粉樹(shù)的方法,以解決因授粉受精不良而造成座果率低的問(wèn)題,來(lái)提高果實(shí)產(chǎn)量[3]。
自20世紀(jì)50年代以來(lái),在油茶育種方面取得了喜人的成果,全國(guó)各地相繼培育出適合本地區(qū)發(fā)展的油茶良種共200余個(gè)。油茶為異花授粉植物,不同無(wú)性系間授粉座果率差異較大[2],良種在推廣應(yīng)用中如何合理配置授粉品種(或無(wú)性系)的問(wèn)題亟待解決。而油茶花粉生物學(xué)特性及其發(fā)芽率的研究是人工輔助授粉、品種配置的基礎(chǔ)。目前,油茶科研工作者在油茶花粉特性方面做了大量的研究[4-13],但是對(duì)湖南地區(qū)新培育出的油茶良種[14-16]花粉特性的研究還尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,試驗(yàn)對(duì)在湖南地區(qū)種植的10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系的花器官特征以及花粉發(fā)芽的特性進(jìn)行了探討,以期為該地區(qū)油茶人工輔助授粉、無(wú)性系間的合理配置及高效栽培提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
以油茶優(yōu)良無(wú)性系茶陵二仙343、邵東天心13號(hào)、永興7714、永興7716、永興7608、茶陵785、茶陵南寧山茶、華金、華碩、華鑫的花粉為材料,花粉采自中南林業(yè)科技大學(xué)馬家河油茶基地30年生正常結(jié)果的油茶樹(shù)。試驗(yàn)地肥水條件良好,立地條件和管理措施完全一致,以消除環(huán)境因素對(duì)試驗(yàn)的影響。
1.2 試驗(yàn)方法
1)花期觀察及花粉的采集。于2009年10月對(duì)10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系的開(kāi)花進(jìn)程跟蹤觀察,并于盛花期隨機(jī)選?。保岸浠?,計(jì)其雄蕊數(shù)以及用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量花瓣、雌雄蕊長(zhǎng)度等。于開(kāi)花當(dāng)天上午在生長(zhǎng)健壯的植株上分別采摘約含20朵含苞待放花蕾的花枝,帶回實(shí)驗(yàn)室水培[5]。
2)油茶花粉發(fā)芽率的測(cè)定。花粉生活力的測(cè)定采用培養(yǎng)基法[4-6]。在2009年11月盛花期采集10個(gè)不同油茶無(wú)性系花粉進(jìn)行生活力測(cè)定。配制不同濃度的蔗糖和硼酸溶液進(jìn)行正交設(shè)計(jì),蔗糖設(shè)置3個(gè)濃度梯度,分別為5%、10%、15%,硼酸設(shè)置3個(gè)濃度梯度,分別為0.005%、0.010%、0.015%,加入1%的瓊脂配制成不同的培養(yǎng)基。均采用完全隨機(jī)區(qū)組,3次重復(fù),在Olympus BX-51顯微鏡下每小區(qū)隨機(jī)觀察3個(gè)視野,統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率,花粉發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)以花粉管長(zhǎng)度超過(guò)花粉粒直徑為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)預(yù)發(fā)芽試驗(yàn)確定培養(yǎng)基為A: 1%瓊脂+0.010%硼酸+10%蔗糖;B:1%瓊脂+0.010%硼酸+15%蔗糖。
2 結(jié)果與分析
2.1 花的生物學(xué)特性
10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系花的生物學(xué)特性觀察結(jié)果如表1。從表1可以看出,華金的單花雄蕊即平均花藥數(shù)顯著大于其他無(wú)性系,花朵較大,能儲(chǔ)藏較多花粉,而邵東天心13號(hào)和茶陵785單花雄蕊較少,花朵偏小,儲(chǔ)藏花粉的空間較小。10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系花柱均被包于雄蕊之中,保證了花柱能被授予足夠的花粉。永興7608的雌雄蕊均最長(zhǎng),而華鑫的雄蕊最短,茶陵南寧山茶的雌蕊最短;茶陵二仙343的花瓣長(zhǎng)度最長(zhǎng),而華鑫的花瓣長(zhǎng)度最短。華金與茶陵二仙343花期相遇,在生產(chǎn)栽培中可相互配置授粉,另外8?jìng)€(gè)無(wú)性系之間花期相遇。
2.2 不同培養(yǎng)基對(duì)花粉發(fā)芽率的影響
蔗糖和硼酸濃度是影響花粉發(fā)芽率的重要因素。蔗糖為花粉發(fā)芽和花粉管的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng),又能維持外界環(huán)境一定的滲透壓[14];硼酸增加花粉對(duì)糖的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和代謝,增加氧的吸收,并促進(jìn)果膠物質(zhì)的合成[17,18]。
3個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系的預(yù)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,3個(gè)油茶良種在不同濃度蔗糖和硼酸的培養(yǎng)基上發(fā)芽率存在差異,且3個(gè)無(wú)性系最適培養(yǎng)基不同。當(dāng)硼酸濃度為0.005%時(shí),最高發(fā)芽率華碩為72.48%,華金為50.87%,華鑫為79.61%;當(dāng)硼酸濃度為0.010% 時(shí),最高發(fā)芽率華碩為82.68%,華金為80.31%,華鑫為86.61%;當(dāng)硼酸濃度為0.015 % 時(shí),最高發(fā)芽率華碩為70.53%,華金為61.44%,華鑫為74.85%。分析表明,硼酸濃度為0.010%時(shí)對(duì)3種油茶花粉發(fā)芽的促進(jìn)作用均明顯高于0.005%和0.015%的硼酸處理,3種油茶花粉發(fā)芽率均在0.010%的硼酸處理時(shí)達(dá)到最高,表明0.010%硼酸處理最適合油茶花粉的發(fā)芽。
5%、10%、15%蔗糖處理均能促進(jìn)油茶花粉的發(fā)芽, 但3個(gè)油茶無(wú)性系發(fā)芽率最高時(shí)所需蔗糖濃度不一致。在硼酸為0.010%時(shí),華碩10%的蔗糖處理花粉發(fā)芽率顯著高于5%和15%的處理,而華金、華鑫15%的蔗糖處理花粉發(fā)芽率顯著高于5%和10%的蔗糖處理。
預(yù)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明,華碩的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+10%蔗糖,而華金、華鑫的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+15%蔗糖。
預(yù)發(fā)芽試驗(yàn)得出的培養(yǎng)基對(duì)10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系花粉的發(fā)芽率結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出,華碩、茶陵二仙343、永興7714、茶陵南寧山茶的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+10%蔗糖,而華金、華鑫、茶陵785、邵東天心13號(hào)、永興7716、永興7608的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+15%蔗糖。
10個(gè)油茶優(yōu)良無(wú)性系在適宜的培養(yǎng)基濃度下,新鮮花粉發(fā)芽率的差異明顯(圖1)。華碩、茶陵二仙343、永興7714、茶陵南寧山茶、華金、華鑫、茶陵785、邵東天心13號(hào)、永興7716、永興7608的花粉發(fā)芽率分別為82.68%、72.94%、50.40%、72.86%、80.31%、86.61%、75.87%、63.98%、69.39%、60.10%,其中華金、華鑫、華碩的花粉發(fā)芽率均在80%以上,顯著高于其他油茶無(wú)性系。說(shuō)明不同的油茶優(yōu)良無(wú)性系在預(yù)發(fā)芽得出的最佳培養(yǎng)基上的發(fā)芽率不一樣,不同無(wú)性系所需的最佳蔗糖和硼酸濃度有待進(jìn)一步研究。
3 小結(jié)與討論
試驗(yàn)以10個(gè)油茶無(wú)性系為試材,研究了花期、花器官特征以及花粉離體培養(yǎng)發(fā)芽率,結(jié)果表明,華金與茶陵二仙343盛花期均在10月下旬,而另外8?jìng)€(gè)無(wú)性系花期在11月上旬,花期都大致相遇,在生產(chǎn)栽培中可相互配置授粉。
不同的油茶優(yōu)良無(wú)性系之間的花器官特征明顯有差異。其中華金的雄蕊數(shù)量最多,而邵東天心13號(hào)的雄蕊數(shù)量最少;永興7608的雌雄蕊均最長(zhǎng),而華鑫的雄蕊最短,茶陵南寧山茶的雌蕊最短;茶陵二仙343的花瓣長(zhǎng)度最長(zhǎng),而華鑫的花瓣長(zhǎng)度最短。李二平[19]指出油茶花的不同雌雄蕊相對(duì)長(zhǎng)度與產(chǎn)量有明顯的相關(guān)性:雌蕊長(zhǎng)于雄蕊為低產(chǎn)型,雌蕊等于雄蕊為中產(chǎn)型,雌蕊短于雄蕊為高產(chǎn)型。在實(shí)際生產(chǎn)上,可以根據(jù)不同油茶無(wú)性系的花器官特征來(lái)提前預(yù)計(jì)油茶的產(chǎn)量。
不同培養(yǎng)基對(duì)油茶無(wú)性系間的花粉發(fā)芽有明顯影響。華碩、茶陵二仙343、永興7714、茶陵南寧山茶的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+10%蔗糖,而華金、華鑫、茶陵785、邵東天心13號(hào)、永興7716、永興7608的花粉發(fā)芽最宜培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.010%硼酸+15%蔗糖。在最適培養(yǎng)基下,華碩、茶陵二仙343、永興7714、茶陵南寧山茶、華金、華鑫、茶陵785、邵東天心13號(hào)、永興7716、永興7608的花粉發(fā)芽率分別為82.68%、72.94%、50.40%、72.86%、80.31%、86.61%、75.87%、63.98%、69.39%、60.10%。硼酸對(duì)花粉發(fā)芽有明顯促進(jìn)作用,但是培養(yǎng)基內(nèi)硼酸濃度過(guò)高時(shí)對(duì)花粉的發(fā)芽有一定的抑制作用,這對(duì)于花期噴灑適度濃度的硼酸與蔗糖有重要的參考意義,但影響發(fā)芽率的因子有品種[6,13]、地理環(huán)境、樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀況[6],還有Ca2+、Zn2+、pH等其他外界條件,具體有待進(jìn)一步研究。
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