蒋立希

(浙江省农业科学院作物研究所杭州310021)

提要:油菜花粉在不同温湿度、氧分压条件下储藏的对比试验表明,在低温(O℃)、干燥和真空条件下花粉存活率较高,45天内,100粒花粉平均活性丧失速率仅为l,l粒/天。花粉诱导萌发试验发现,对花粉萌发率有显著影响的有品种(组合)、蔗糖浓度、IAA浓度、硼浓度、2、4-D浓度、GA3浓度和素内醋等6个因素比较并找出了分别对花粉萌发率和花粉管长度具有最佳效果的因素水平组合。

关键词:油菜;花粉储藏二花粉诱导萌发;正交设计

 

在油菜杂交育种时,为了选配不同开花期的品种进行杂交,常采取一次收集花粉多次授粉,有时因气候条件,地区隔离不能及时进行授粉时,也需要在不丧失花粉活力的前提下储藏并诱导萌发。这一问题在引进国外双低品种改良当地品种品质的工作中尤为突出,国外(特别是欧州双低)品种在本省普遍表现迟熟,如我所1989年从联邦德国引入的32份双低材料,花期一般比本省中早熟品种九二-13-58系迟20-45天,一些互补性状佳的组合,因花期错开而无法制作。因此研究油菜花粉活性的丧失规律,以及储藏和诱导萌发的条件,具有理论和实践的意义〔1、2、3〕。
 

材料和方法

供试材料取于本院作物所试验场1990年度西德品种原种圃和中德F:代杂种圃,其中双低品种NPZ62、NPz71等2个,Fl代(PF2886x东胜14号)1份,常规品种九二一13一58系1份,于油菜初花期在上午10时左右,采集花瓣平展的花朵,按下列4种方法储藏:(l)氯化钙法:取花药50枚,包于滤纸中,放置在底部盛有氯化钙10一209的三角烧瓶中,o℃黑暗条件下密闭储藏。
(2)真空法:取20朵油菜花朵,储于厚塑料袋中,用申牌SB一1真空机,以0.75L/S的速率将袋内氧分压抽至一Zx104Pa,封口储于0℃冰箱内。
(3)冰箱开放法:将30一50朵油菜花朵储于开口大烧杯内,在0℃冰箱内开放储藏。
(4)室温法(12℃一25℃):在室温条件下,将30一50朵油菜花朵储于开口大烧杯内。分别在储藏5、10、15、20、30和45天后,取各处理花药数枚,用过氧化酶法,在20一25℃条件下染色20min,镜检各处理花粉存活率。若染色后花粉粒呈紫红色,说明有生活力,若呈黄色或无色,说明活力已丧失。

花粉诱导萌发试验采用lL。(4,义26)正交设计,因素及水平见表1,_每处理设3次重复,镜检以前,将花粉均匀撒在滴有培养液的载玻片上,置于带温润滤纸的培养皿中,在20℃左右培养Zh·,然后镜检。每处理观察3个视野,各100粒,计算平均萌发率,并用测微尺测定花粉管长度。

结果与分析

(一)花粉储藏试验

存活率结果列于表2。比较表2中储藏方法,温度在油菜花粉储藏试验中作用显著。在20天内,室温法每100粒油菜花粉的平均活力丧失速率为4.7粒/天。而冰箱开放法则为4.1粒/天。到第30天,室温法储藏的油菜花粉已无一存活,而冰箱开放法仍有.20%的花粉有活力。温度条件相同,保持干燥的储藏方法(CaCI:法)比单一低温法储藏效果更佳。在30天内,CaCI:法100粒花粉活力平均丧失速率为1.8粒/天,湿度相对较大的冰箱开放法为3.3粒/天,为前者的1.8倍。到第45天,Cacl:法仍有39%的油菜花粉存活,而冰箱开放法已无一存活。氧分压也是影响油菜花粉储藏时间的重要因素,在温湿度大致相同的条件下,低氧状态(真空法),45天内每100粒油菜花粉活性平均丧失速率为1.1粒/天,而氧浓度相对较大的Cacl:法为1.4粒/天,衰减速率为前者的1.3倍。到第45天,低温和低氧条件下,油菜花粉的存活率仍高达50.3%。由此可见,温度、湿度和氧分压都能显著地影响油菜花粉的寿命,控制这3个因素中的何何一个,都能根据杂交育种的需要适当延长花粉寿命,并确定花粉的授粉增加量。油菜花粉内含物,其主要成分为脂肪质、淀粉、酶和各种生长调节素,故低温低氧状态可能有效地抑制了花粉的呼吸消耗,干燥状态则可能有利于降低各种水解酶的活性,从而延迟代谢,使花粉粒处于休眠状态。

(二)诱导萌发试验各处理对油菜花粉萌发率和花粉管长度影响效果的多重比较列于表3。显著性测验表明,各处理诱导萌发及对花粉管长度的影响效果差异均极显著(F值分别达25.15和169.89,而F。刀l/v=30为2.74)。根据表3,处理1和15对花粉萌发率的诱导效果极显著地高于除处理14外的其余各项处理,平均萌发率达75%。处理1还对萌发花粉花粉管伸长度影响最佳,平均为197.9μm,极显著地髙于其余任何一项处理。

对各因素进行显著性测验表明（表4)，品种（组合）、蔗糖浓度、IAA三因素和GA3对油菜花扮萌发率分别具有极显著和显著影响，品种<组合>、蔗糖浓度、硼浓度、2.4—D、GA3、素内酯等6因素对花粉管生长长度有显著和极显著影响。

各因素对花粉萌发率或花扮管伸长度诱导效果见表5，品种（组合）因素中，(PF2886X东胜14号）F1代花粉平均萌发率最高，为59.83%，显著地高于其它3品种.极显著地高于NPZ62和NPZ71.花粉管长度以九二一13-58系最长，平均达129.1μm,极显著地高于其它3个品种（组合)。

蔗糖浓度因素，以20%的浓度对于花粉萌发率和花粉管生长度均最为适合，分别达到平均67.83%和154.66μm,均极显著地高于0%，10%和30%的诱导效果。

硼浓度因素，以5ppm浓度对油菜花粉管伸长度最为有利.平均达115.1μm,极显著地长于Oppm,.1Oppm和20ppm的处理效果。

IAA、2，4-D,GA3,素内酯.这4种生长调节素，对萌发率和花粉管伸长度有显著影响，并以2ppm为适.NAA对于萌发率和花粉管伸长度均无显著影响。

 

讨论

(一)一些植物(如山茶Camelliajaponica)的花扮，用丙酮、苯或石油酿等有机溶剂保存，效果很好。但有报道认为(Stanley等1974)[3]，用有机溶剂保存芸苔属（Brassia)花粉，虽存活率髙，但用于授粉不能结实，没有实用意义。而本试验用真空法和CaCl2法保存花粉可获得较高的存活率.并可在生产实践上应用。

(二）对油菜花粉的活性丧失规律加以研究。髙在t时，存活率R=R(t),则活性丧失速率为-dR/dt(负号是因为存活串总随时间的增加而减少)，R(t)应满足微分方程dR/dt=—KR(I)(K为比例系数将由（U式变形得到的（2):dR/dt=-Kdt两端同时积分，得到LnR=-Kt-HTl,当t=0(d)时，存活率R=100%,因此得到油菜花粉丧失活性规律公式：R=100e_Kl,其中K=f(T,W,P(即K为温度T,湿度W,氧分压P的函数），在公式中，对于Cacl2法、真空法和冰箱开放法，温度T，湿度W和氧分压P基本上为恒定值，故f<T,W,P)实际上是一常数。对于室湿法，即在室温条件下，温度、湿度和氧分压随时间t而不断变化，所以比例系数K又足时间t的函数。

(三）本文花粉萌发诱导试验为正交设计，其优点是可以包括较多的试验因紊，局部控制好，误差小，但因为统计过程中没有考虑各因素间的交互作用，故分析重点应放在各处理组合的比较上，实际应出也以各处理组合的差异为准。各因素效应分析可作为进-步试验的参考依据。

致谢：陈受玲副研究员对本文进行指导和修改，孟金陵副教授予以英文文字订正，在此—并致谢！

 

参考文献

 

[1]徐晏亭1975.花粉活力速测法.植物杂志75(3):14-16

[2]李训贞1989.杂交油菜花粉活力初步分析.作物研究（3):20-22

[3]MasarenhasJP1966.Pollentubegrowthandribonucleicacidsynthesisbyvegerativeandgenitivenucleioftradescantia.Amer.J.Bot.53:563-589

[4]SangerJM,JacksonWT1971FinestructurestudyofpollendevelopcmentinHatherinaeBaker.7.CellSci.8:317-329