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        甜櫻桃花粉萌發(fā)率測定條件的優(yōu)化研究

        2018-11-28 03:00:24張琛裴嘉博郗篤雋黃康康劉輝
        落葉果樹 2018年6期
        關鍵詞:硼酸蔗糖花粉

        張琛,裴嘉博,郗篤雋,黃康康,劉輝

        (杭州市農業(yè)科學研究院園藝研究所,浙江杭州 310024)

        中國甜櫻桃(PrunusaviumL.)主栽區(qū)在遼寧省、山東省。南方地區(qū)春季升溫早、升溫快、果實成熟早,比北方露地栽培更早上市,就近供應市場,減少流通環(huán)節(jié),加長整個甜櫻桃的市場供應期,因而南方地區(qū)發(fā)展甜櫻桃產業(yè)前景廣闊。但坐果率低一直是困擾南方地區(qū)甜櫻桃引種栽培的主要問題。花器官尤其是雌雄配子體的發(fā)育與坐果、果實品質密切相關。研究發(fā)現(xiàn),花粉發(fā)育質量低是造成南方甜櫻桃坐果率低的原因之一?;ǚ勖劝l(fā)率是研究花粉質量的指標之一,測定花粉萌發(fā)率時一般花粉需培養(yǎng)4~24小時,但培養(yǎng)時間過長會影響試驗效率及結果。筆者以甜櫻桃品種薩米脫的花粉為試材,在篩選出適宜花粉萌發(fā)培養(yǎng)液的基礎上,進一步優(yōu)化該培養(yǎng)液中有利于花粉萌發(fā)的各因子配比,以找出省時高效的花粉萌發(fā)率測定方法,為生產上進行人工授粉和相關研究提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        試驗于2017年5月進行,以山東泰安紅旗櫻桃合作社提供的薩米脫甜櫻桃花粉為材料。于薩米脫花期采集鈴鐺花,用鑷子剝取未開裂的花藥,攤在硫酸紙上置于25℃陰涼處干燥。干燥后裝入小瓶,置于-20℃冰箱保存。

        1.2 花粉萌發(fā)率的測定

        參照姜雪婷等[1]的方法,常規(guī)培養(yǎng)液為蒸餾水+10%蔗糖+0.01%硼酸,pH=6.0。采用雙凹型載玻片培養(yǎng)花粉,可以為試驗提供一個近乎完全相同的對比小環(huán)境,操作簡便,減少操作誤差[2]。

        花粉培養(yǎng)液組成成分配比優(yōu)化試驗處理如下:①培養(yǎng)液中蔗糖濃度設置5個,分別為5%、10%、15%、20%、25%;②硼酸濃度設置5個,分別為0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%;③pH值設置5個,分別為5、5.5、6.0、6.5、7.0。

        試驗時將培養(yǎng)液滴于具圓形凹槽的載玻片上,用樣品針蘸取適量花粉播于培養(yǎng)液中,將載玻片置于底部墊有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內,于25℃培養(yǎng)4小時,利用光學顯微鏡觀察花粉萌發(fā)情況,每處理3個重復,每重復觀察不少于3個視野,每個視野花粉粒不少于30個,以花粉管長度大于花粉粒直徑視為萌發(fā),花粉萌發(fā)率(%)=已萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù)×100。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2007和DPS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,采用單因素方差分析和Duncan法比較不同處理間的差異顯著性。

        2 結果與分析

        2.1 蔗糖濃度與甜櫻桃花粉萌發(fā)率的相關性

        如表1所示,當培養(yǎng)液中硼酸濃度0.01%和pH值6.0不變時,在一定范圍內,蔗糖的濃度越高,甜櫻桃花粉萌發(fā)率越高,蔗糖濃度20%時,甜櫻桃花粉萌發(fā)率顯著高于其他蔗糖濃度下的萌發(fā)率,達32.77%。但蔗糖濃度過高則會抑制甜櫻桃花粉萌發(fā),蔗糖濃度達25%時,甜櫻桃花粉萌發(fā)率降為12.95%。

        2.2 硼酸濃度與甜櫻桃花粉萌發(fā)率的相關性

        當培養(yǎng)液中蔗糖濃度10%和pH值6.0不變時,隨著培養(yǎng)液中硼酸濃度升高,甜櫻桃花粉萌發(fā)率差異顯著,表現(xiàn)先升高后降低趨勢。硼酸濃度0.1%時,甜櫻桃花粉萌發(fā)率為24.33%,顯著高于其他濃度的,是常規(guī)培養(yǎng)液(培養(yǎng)液中硼酸濃度0.01%)花粉萌發(fā)率的3.84倍。但硼酸濃度超過0.1%,花粉萌發(fā)率大幅下降。

        2.3 pH值與甜櫻桃花粉萌發(fā)率的相關性

        當培養(yǎng)液中蔗糖濃度10%和硼酸濃度0.01%不變時,隨培養(yǎng)液pH值升高,甜櫻桃花粉萌發(fā)率逐漸上升,pH值6.5時甜櫻桃花粉萌發(fā)率最高,為12.08%,是使用常規(guī)培養(yǎng)液(pH=6.0)萌發(fā)率的1.39倍。當培養(yǎng)液中pH值達到7.0時,花粉萌發(fā)受到抑制,萌發(fā)率降低。

        表1 不同培養(yǎng)條件對甜櫻桃花粉萌發(fā)率的影響

        注:同行數(shù)字旁不同小寫字母表示5%水平差異顯著。

        3 小結與討論

        花粉萌發(fā)率的測定結果與花粉培養(yǎng)液的成分配比密切相關。蔗糖是重要的營養(yǎng)物質,培養(yǎng)液中適當?shù)臐舛瓤梢源龠M花粉萌發(fā),但濃度過高會抑制花粉的萌發(fā)。因為蔗糖濃度過高打破了溶液與細胞間滲透平衡,花粉管破裂,質壁分離,原生質體脫水導致花粉無法萌發(fā)[3,4]。硼酸會提高糖的吸收、運轉及代謝,促進果膠物的合成,果膠物是花粉管壁的主要成分[5,6]在常規(guī)花粉萌發(fā)率測定中,一般硼酸濃度為0.01%,花粉萌發(fā)率較低。花粉被認為能夠在廣泛pH范圍內正常萌發(fā),因其具有調節(jié)培養(yǎng)液中pH到最適合其萌發(fā)的能力[7]。但進一步的研究表明,當培養(yǎng)液中的pH超出花粉自身的調節(jié)范圍則不利于花粉萌發(fā)甚至抑制花粉萌發(fā)。當花粉培養(yǎng)在緩沖液配制的培養(yǎng)液中,能夠萌發(fā)的pH范圍非常狹窄,蘋果屬植物的花粉僅能在pH為6.0的培養(yǎng)環(huán)境中正常萌發(fā)生長,這一現(xiàn)象在多種植物花粉萌發(fā)試驗中得到證實,不同植物最適花粉萌發(fā)pH不同[7-9]?;ǚ勖劝l(fā)率測定時,花粉需培養(yǎng)4~24小時。本試驗采用雙凹片法培養(yǎng)4小時花粉即可萌發(fā),可較省時高效(圖1,圖2)。

        圖1 花粉萌發(fā)培養(yǎng)0小時的狀態(tài)

        圖2 花粉萌發(fā)培養(yǎng)4小時的狀態(tài)

        在常規(guī)的植物花粉萌發(fā)率測定中,所用的花粉培養(yǎng)液配方為蒸餾水+10%蔗糖+0.01%硼酸,pH=6.0。本試驗在此基礎上對甜櫻桃花粉培養(yǎng)液的成分配比進行優(yōu)化,在培養(yǎng)液中硼酸濃度0.01%和pH值6.0不變,蔗糖濃度20%時,甜櫻桃花粉萌發(fā)率最高;培養(yǎng)液中蔗糖濃度10%和pH值6.0不變,硼酸濃度0.1%時,甜櫻桃花粉萌發(fā)率最高;培養(yǎng)液中蔗糖濃度10%和硼酸濃度0.01%不變,pH值6.5時甜櫻桃花粉萌發(fā)率最高。各優(yōu)化成分配比組合后的培養(yǎng)液對花粉萌發(fā)的影響,其他影響因素如培養(yǎng)液中添加Ca2+、培養(yǎng)介質的形態(tài)、甜櫻桃品種以及多因素水平對花粉萌發(fā)的影響還有待于進一步研究。本研究的試驗花粉采自外地,經過較長物流時間或低溫保存,會影響花粉萌發(fā)率,使花粉萌發(fā)率測定結果數(shù)值整體偏低。

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