吳娟子+潘玉梅+張建麗+劉智微+鐘小仙

摘要：采用花粉離體培養(yǎng)法研究了7種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對象草花粉管離體生長的影響。結(jié)果表明：10 mg/L GA3、2～10 mg/L KT顯著促進(jìn)象草花粉管離體生長，促進(jìn)作用由大到小依次為5 mg/L KT>10 mg/L KT>2 mg/LKT>10 mg/L GA3；2～20 mg/L IAA和2～50 mg/L 2，4-D、6-BA、CPPU、NAA均抑制象草花粉管生長，濃度為20～50 mg/L 時(shí)這些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的抑制作用最顯著。

關(guān)鍵詞：象草；植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)；花粉管生長

中圖分類號(hào)： Q945.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）09-0276-03

雜交狼尾草為國家審定品種，是二倍體美洲狼尾草（Pennisetum americanum）不育系Tift23A（2n=14）與四倍體象草（P.purpureum）N51（2n=28）遠(yuǎn)緣雜交獲得的三倍體雜交種，兼具母本美洲狼尾草品質(zhì)優(yōu)、口感好、能結(jié)實(shí)和父本象草產(chǎn)草量高、耐旱、耐瘠薄、抗病、光合效率高等特點(diǎn)，是熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆的多用途牧草[1]。國內(nèi)外的研究表明，雜交狼尾草是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)質(zhì)青飼料、理想的水土保持作物、中高檔紙漿和綠色環(huán)保型復(fù)合人造板的優(yōu)質(zhì)原料[2-4]，還是理想的能源作物[5]。由于雜交親本的生長發(fā)育進(jìn)程受光照和溫度交互作用的影響，同時(shí)近年來災(zāi)害性天氣頻發(fā)，不同年度間父母本花期相遇不夠穩(wěn)定，影響商品化種子生產(chǎn)的規(guī)模和效益。

生產(chǎn)上，人工輔助授粉能有效避免花期相遇不穩(wěn)定，研究表明在人工輔助授粉的花粉懸液中添加適宜的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)能夠促進(jìn)梨[6]、桃[7]、杏梅[8]、草莓[9]、甘薯[10]等多種植物授粉后花粉管的生長并促進(jìn)結(jié)實(shí)。但植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的處理效果，隨其種類、濃度、不同物質(zhì)配比、處理時(shí)間和植物種類的不同而有差異[11]。截至目前，還未見植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在象草花粉上的研究。本試驗(yàn)以象草為材料，研究了常用的7種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)吲哚乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）、氯化苯氧乙酸（2，4-dichlorophenoxyacetic acid，2，4-D）、赤霉酸（gibberellin，GA3）、6-芐基腺嘌呤（6-benzylaminopurine，6-BA）、氯吡苯脲（forchlorfenuron，CPPU）、6-糠基氨基嘌呤（kinetin，KT）和α-萘乙酸（1-naphthylacetic acid，NAA）對象草花粉管離體生長的影響，以期為提高雜交狼尾草人工輔助授粉結(jié)實(shí)率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蘇牧2號(hào)象草（P.purpureum Schum.cv.‘Sumu No.2）種植于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田，用黑塑料薄膜進(jìn)行每天9 h光照、15 h黑暗的短日照處理，23 d誘導(dǎo)象草幼穗分化。8月22日象草抽穗散粉后，于每天09：00—09：30用硫酸紙袋收集淡黃色新鮮花粉，立刻用于花粉離體培養(yǎng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 花粉離體培養(yǎng) 采用液體培養(yǎng)的方式，基本培養(yǎng)基為150 g/L蔗糖+100 mg/L硼酸+50 mg/L氯化鈣，取1.5 mL培養(yǎng)基于直徑為3 cm培養(yǎng)皿中，用微針挑取適量的花粉灑入培養(yǎng)基中，再將培養(yǎng)皿置于黑暗、30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.2.2 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)處理 選用生產(chǎn)上常用的7種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)IAA、2，4-D、GA3、6-BA、CPPU、KT、NAA，分別用少許無水乙醇溶解IAA、2，4-D、CPPU、NAA，熱鹽酸溶解KT、6-BA，丙酮溶解GA3后配制相應(yīng)的激素母液，相應(yīng)地配制僅含相同含量無水乙醇、鹽酸、丙酮的蒸餾水作為對照激素母液?；九囵B(yǎng)基中分別加入2、5、10、20、50 mg/L單種生長調(diào)節(jié)物質(zhì)作為處理組，以基本培養(yǎng)基添加相同含量的對照激素母液作為對照。

1.2.3 花粉管長度測量和數(shù)據(jù)處理 培養(yǎng)3 h后離心收集花粉管，于75%的乙醇中固定，蒸餾水清洗3遍后，利用Olympus CX31型顯微鏡觀察、拍照，使用筆者編寫的軟件Celiang[12]測量花粉管長度，采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS11.0軟件進(jìn)行顯著性統(tǒng)計(jì)分析。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)3 h時(shí)，2，4-D、6-BA、CPPU和NAA顯著抑制花粉管生長，KT、GA3顯著促進(jìn)花粉管的生長，而IAA作用不明顯；培養(yǎng)6 h時(shí)，2，4-D、6-BA、CPPU和NAA具有肉眼即可準(zhǔn)確判定的抑制作用，因此培養(yǎng)6 h時(shí)，僅對KT、GA3和IAA處理組的花粉管長度進(jìn)行測量、統(tǒng)計(jì)，方法同上。每組試驗(yàn)重復(fù)2次。

2 結(jié)果與分析

2.1 IAA對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，IAA對象草花粉管生長有一定抑制作用，且濃度越大抑制作用越強(qiáng)。當(dāng)IAA濃度為2～5 mg/L時(shí)，與對照相比，花粉管長度略有降低，但差異不顯著（P>0.05）；10 mg/L IAA顯著抑制花粉管生長（P<0.05）；當(dāng)IAA濃度為20 mg/L時(shí)，花粉管長度為160.5 μm，比對照降低了38.8%（圖1）。

離體培養(yǎng)6 h時(shí)，供試的各濃度IAA（5～10 mg/L）均抑制花粉管生長，當(dāng)IAA濃度為10 mg/L和20 mg/L時(shí)，花粉管長389.5 μm和210.0 μm，分別為對照的95.1%（P< 0.05）和51.2%（P< 0.01）（圖2）。

2.2 2，4-D對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，2～50 mg/L 2，4-D顯著抑制象草花粉管的生長：當(dāng)2，4-D濃度為2～5 mg/L時(shí)，花粉管長度為204.1～209.3 μm，比對照降低了20.2%～22.2%（P<0.01）；當(dāng)2，4-D濃度為10 mg/L時(shí)，花粉管長度為240.5 μm，比對照降低了8.3%（P<0.05）；當(dāng)2，4-D濃度增加到20 mg/L和50 mg/L時(shí)，花粉管長度僅為對照的55.5% 和53.6%（P< 0.01）（圖3）。

2.3 GA3對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，10 mg/L GA3促進(jìn)象草花粉管生長（P<0.05），此時(shí)花粉管長度為298.5 μm，比對照增加了13.1%；20 mg/L GA3抑制象草花粉管生長，此時(shí)花粉管長度為220.2 μm，與對照相比降低了16.0%（圖4）。其他供試濃度無明顯效果。

離體培養(yǎng)6 h時(shí)，10 mg/L GA3對象草花粉管生長有一定的促進(jìn)作用，但作用不明顯（P>0.05）；5 mg/L和20 mg/L GA3均抑制花粉管生長，此時(shí)花粉管長度分別為358.4 μm和368.3 μm，與對照相比降低了12.5%和10.1%（圖2）。

2.4 6-BA對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，2～50 mg/L 6-BA對象草花粉管生長有抑制作用，且抑制程度隨其濃度的提高而增強(qiáng)。當(dāng)6-BA濃度為2～5 mg/L時(shí)，與對照相比，花粉管長度略有降低，但差異不顯著（P>0.05）；當(dāng)6-BA濃度為10 mg/L時(shí)，花粉管長度為158.2 μm，僅為對照的60.3%（P< 0.01）；當(dāng)6-BA濃度為20 mg/L和50 mg/L時(shí)，花粉管長度分別為145.3 μm和127.1 μm，與對照相比顯著降低了44.6%和51.5%（圖5）。

2.5 CPPU對象草花粉管生長的影響

2 mg/L CPPU對象草花粉管生長無明顯影響；5～50 mg/L CPPU抑制象草花粉管生長（P<0.01），不同濃度的CPPU抑制作用無明顯差異（圖6）。當(dāng)CPPU濃度為5、10 mg/L 時(shí)，花粉管長度分別為187.1、180.6 μm；當(dāng)CPPU濃度為50 mg/L 時(shí)，花粉管長度175.9 μm，比對照顯著降低了32.9%（圖6）。

2.6 KT對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，2～10 mg/L KT顯著促進(jìn)象草花粉管離體生長（P<0.01），且作用效果依次為5 mg/L>10 mg/L>2 mg/L；當(dāng)KT濃度為5 mg/L 時(shí)，象草花粉管生長達(dá)最高值347.5 μm，比對照增加了32.5%；20 mg/L和50 mg/L KT均顯著抑制象草花粉管生長（P<0.01），2個(gè)濃度之間無明顯差異，此時(shí)花粉管長度僅為對照的38.8%～41.1%（圖7）。

離體培養(yǎng)6 h時(shí)，5 mg/L KT顯著促進(jìn)象草花粉管生長（P<0.01），10 mg/L KT對象草花粉管生長有一定的促進(jìn)作用（P>0.05），當(dāng)KT濃度為5 mg/L 時(shí)，象草花粉管生長達(dá)到最高值527.8 μm，比對照增加了28.8%；當(dāng)KT濃度高達(dá)20 mg/L，象草花粉管生長明顯被抑制，此時(shí)花粉管長度為144.8 μm，僅為對照的35.5%（圖2）。

2.7 NAA對象草花粉管生長的影響

離體培養(yǎng)3 h時(shí)，2～50 mg/L NAA顯著抑制象草花粉管的生長：當(dāng)NAA濃度為2 mg/L時(shí)，花粉管長度為232.2 μm，比對照降低了11.4%（P<0.05）；當(dāng)NAA濃度為10 mg/L時(shí)，花粉管長度為205.7 μm，比對照降低了21.5%（P<0.01）；當(dāng)NAA濃度增加到20 mg/L和50 mg/L時(shí)，花粉管長度僅為對照的60.8%和48.1%（P<0.01）（圖8）。

3 討論

激素在植物有性生殖過程中起重要的調(diào)控作用，如控制雄蕊、雌蕊的發(fā)育，調(diào)控花粉萌發(fā)和花粉管生長等[12]。人工合成的各種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)通過影響植物體內(nèi)源激素的平衡關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對植物生長發(fā)育的調(diào)節(jié)[6]。大量的研究表明，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)IAA、2，4-D、6-BA、KT、NAA和GA3在適宜濃度時(shí)能促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管生長，提高結(jié)實(shí)率和坐果率[6-10]。但植物激素的處理效果，隨激素種類、濃度、不同物質(zhì)配比、處理時(shí)間和植物種類的不同而有差異[11]。例如IAA能促進(jìn)梨[6]、草莓[10]花粉萌發(fā)和花粉管生長，2，4-D和GA3促進(jìn)梨[6]、桃[7]、杏梅[8]、草莓[10]、獼猴桃[13]花粉萌發(fā)和花粉管生長，但是IAA和GA3抑制全球紅葡萄花粉萌發(fā)、生長[14]；6-BA促進(jìn)桃[7]、杏梅[8]和草莓[10]花粉萌發(fā)和生長，卻抑制獼猴桃[13]花粉的萌發(fā)、生長；NAA能提高甘薯雜交結(jié)實(shí)率[10]，對梨[6]、桃[7]、杏梅[8]花粉萌發(fā)和花粉管生長則有抑制作用。因此針對不同的植物，必須尋找適宜的激素種類和配比以及使用濃度。

本研究表明，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)能夠影響象草花粉管的生長，其效應(yīng)取決于生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的種類和濃度，IAA、2，4-D、6-BA、NAA和CPPU對象草花粉管生長均有一定的抑制作用，促進(jìn)象草花粉管生長最佳的植物生長調(diào)節(jié)劑是5 mg/L KT，其次是10 mg/L GA3。本研究篩選出了促進(jìn)象草花粉管生長的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，并明確了其適宜的使用濃度，研究結(jié)果可為生產(chǎn)上進(jìn)行有效的人工輔助授粉提供有益參考。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還須考慮著藥量和吸收量等影響因素，生長調(diào)節(jié)劑的使用濃度與離體培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果可能不完全一致。

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