不同貯藏時間及花瓣張開角度對番茄花粉活力的影響

李定藍(lán)+唐太菊+李玥+梁鳳嬌+王輝

摘 要：為了研究不同貯藏時間及花瓣張開角度對花粉活力的影響，采用I2-KI染色法和蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)法對花瓣張開角度為A（0°～45°）、B（45°～90°）和C（90°～180°）的番茄花粉活力及花粉管長度進行測定。試驗結(jié)果表明，不同貯藏時間及花瓣張開不同角度間的花粉活力存在顯著差異?；ò陱堥_角度A的花粉活力隨著貯藏時間增加呈先升高后降低的趨勢，以室溫貯藏3 d的花粉染色率最高?；ò陱堥_角度B和C則以采摘當(dāng)天活力最強，5 d后所有花粉活力均低于5%，基本喪失萌發(fā)能力。新采摘的有活力花粉散落于蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L的培養(yǎng)基表面，1～2 min即開始萌動，20 min時，花粉管長度已達(dá)到花粉粒直徑的2.75倍，60 min時達(dá)到7.5倍。花粉管在培養(yǎng)基上相互接觸會出現(xiàn)相互作用，抑制部分花粉管生長。

關(guān)鍵詞：番茄；貯藏時間；角度；花粉活力

中圖分類號：Q944.42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）16-0039-04

番茄（Lycopersicon esculentum Mill）為茄科番茄屬漿果類的一年生蔬菜[1]。因其特定的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)特性，到目前為止，一代雜交制種多采用人工授粉的方法[2，3]。在授粉時，父本花粉活力直接影響雜交坐果率和雜交種子的產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。許多研究者認(rèn)為，番茄花粉活力與花藥的取材時期、貯藏時間和貯藏方法等密切相關(guān)[1]?；ò甑膹堥_角度是判斷授粉時機的形態(tài)參考依據(jù)，而花粉的貯藏時間對因花期不遇而造成的遠(yuǎn)距離授粉和異地授粉也有重要參考價值。因此，研究花瓣張開角度及貯藏時間對番茄花粉活力的影響，對指導(dǎo)番茄雜交制種、提高制種產(chǎn)量有一定參考價值。

目前，針對番茄花粉貯藏的報道較少。王吉慶等[2]研究認(rèn)為，番茄制種可在蕾期去雄，利用干燥器貯藏24 h的花粉于開花當(dāng)天授粉能夠獲得較高的制種產(chǎn)量。此外，對于花藥適宜的取材時期及標(biāo)準(zhǔn)的研究也鮮有報道。試驗以花瓣張開不同角度為外部形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，采用I2-KI染色法[6]和蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)法[7]，結(jié)合花藥的貯藏時間，研究不同取材標(biāo)準(zhǔn)下花粉的活力及貯藏時間對花粉活力的影響，為番茄人工雜交制種、花粉貯藏及異地授粉提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為番茄自交系。于2011年3月底在內(nèi)江師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院園藝大棚育苗，正常管理，5月中旬現(xiàn)蕾，6月上旬進入盛花期。試驗于盛花期8：00～9：00時，采集花瓣張開角度A為0°～45°、B為45°～90°和C為90°～180°的番茄花朵，分別放入標(biāo)記好的瓷杯，置于干燥器中，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗方法

花粉活力和萌發(fā)率的測定分別采用I2-KI染色法和蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)法對比試驗，略有改動，測定A、B和C花藥在采集1、3、5 d時的花粉活力和萌發(fā)率。培養(yǎng)基配方為蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L，至完全溶解；用膠頭滴管吸取溶液2～3滴于凹形載玻片上，搖勻，微凝后迅速蘸取花粉于培養(yǎng)基表面。在30℃恒溫箱中培養(yǎng)，每隔2～3 min挑取少量培養(yǎng)材料觀察花粉萌動情況，培養(yǎng)20 min時統(tǒng)計萌發(fā)率，每處理4次重復(fù)，每個重復(fù)觀察10個視野，以花粉管長度超過花粉粒半徑作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，萌發(fā)（染色）率（%）=已萌發(fā)（染色）的花粉粒數(shù)/觀察花粉?？倲?shù)×100%。同時固定2～3個花粉粒分散的視野，保持培養(yǎng)基表面溫度和濕度，連續(xù)測量4次，以統(tǒng)計花粉萌發(fā)速率?；ǚ勖劝l(fā)情況和花粉管長度測定時，采取同樣的方法進行。由于操作時間有長短，時間間隔以4 min為參照，超過4.5 min則記為5 min，不足3.5 min則記為3 min，以此類推，按照實際測量完成時間記錄數(shù)據(jù)，時間更真實可靠。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有的試驗數(shù)據(jù)用Excel 2003與Spss 13.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 I2-KI染色測定法測定花粉活力

花粉粒的染色程度與淀粉含量的多少有關(guān)，花粉活力越強，積累的淀粉等營養(yǎng)成分越多，著色越深。本試驗染色結(jié)果表明（圖1），有活力的花粉被染成深褐色，呈圓球形，萌發(fā)孔較明顯；弱活力或無活力的花粉粒染色較淺，且部分花粉粒破裂，有內(nèi)溶物溢出。由表1可知，測定采集當(dāng)天的花粉時，以花瓣張開角度B的花粉活力最高，染色率為71.50%，其次為C，染色率為70.45%，二者差異不顯著；最差是A，為54.67%，較B、C差異顯著。當(dāng)花藥于干燥器中貯存至第3天時測定，其花粉染色率表現(xiàn)為A最強，達(dá)74.61%；其次為B，而C表現(xiàn)最差，僅有56.17%的花粉染色。到貯藏第5天時，所有不同花瓣張開角度的花粉活力迅速下降，染色均低于5%，基本無授粉能力。試驗結(jié)果表明，花瓣張開角度為A的花粉活力隨著貯藏時間增加呈先升高后降低的趨勢，以貯藏3 d的花粉活力較強，可用于短期保存和異地授粉；B、C以采摘當(dāng)天活力最強，是授粉的最佳時期；貯藏時間≥5 d時，95%以上的花粉均未染色。

2.2 蔗糖培養(yǎng)基培養(yǎng)法測定花粉活力

培養(yǎng)基溫度、蔗糖培養(yǎng)基上花粉的數(shù)目與花粉活力是花粉萌發(fā)的關(guān)鍵。本試驗觀察離體花粉在蔗糖培養(yǎng)基上萌發(fā)時花粉管生長情況。結(jié)果表明（圖2），花瓣張開角度B的花粉采集當(dāng)天萌發(fā)率最高，達(dá)44%；其次為C，花粉采集當(dāng)天萌發(fā)率為41%，隨著貯藏時間的增加，其萌發(fā)率呈下降趨勢，且差異明顯，A處理花粉萌發(fā)率隨貯藏時間增加呈先升高后下降趨勢，以貯藏3 d的花粉萌發(fā)率最高，達(dá)33.3%，較采摘當(dāng)天的萌發(fā)率（26.4%）提高26%，但差異不明顯。所有處理的花粉貯藏5 d時，萌發(fā)率均低于5%，與染色觀察結(jié)果基本一致。分析原因可能是A處理由于花粉尚未完全發(fā)育成熟，經(jīng)過2 d的貯藏保存，成熟花粉數(shù)量增加導(dǎo)致萌發(fā)率增加，處理B和C因花瓣張開角度大于A，發(fā)育成熟的花粉數(shù)量相對較多，故萌發(fā)率較高。到第5天時，所有花粉的萌發(fā)率都明顯下降，可能是貯藏時間過長，花粉活力下降。

2.3 番茄花粉萌發(fā)速率的測定

試驗觀測C處理采摘當(dāng)天花粉萌發(fā)時花粉管生長情況。結(jié)果表明，新采摘成熟有活力花粉散落于蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基表面，1～2 min即開始萌發(fā)，培養(yǎng)20 min時，花粉管長度已達(dá)到花粉粒直徑的2.75倍（圖3a），60 min時花粉管生長長度已超過花粉粒直徑的7.5倍（圖3d）；而呈不規(guī)則形狀或者花粉粒破裂的花粉則無明顯變化，分析此類花粉為弱活力或無活力。另外，圖3、圖4顯示，A、B花粉管在未發(fā)生接觸時，均表現(xiàn)快速生長趨勢；A花粉管接觸到B花粉管時，即停止生長（圖4），而B花粉管仍快速生長，平均生長速度約90 μm/min。分析原因可能是B花粉管生長過程中分泌的某些化學(xué)物質(zhì)分布于花粉管周圍，抑制與之接觸的花粉管生長（圖3b、c和d），其具體抑制機理有待進一步研究。

3 結(jié)論與討論

試驗比較了番茄花粉活力的2種測定方法，結(jié)果基本一致。番茄花瓣張開角度為B和C的花粉于采摘當(dāng)天，活力最強，但隨著室溫干燥貯藏的時間增加，活力呈下降趨勢，貯藏5 d時，基本無活力，因此不宜作貯藏或異地授粉的材料。A花粉多數(shù)可能還不完全成熟，在相同的儲藏條件和時間下，花粉的活力呈先上升后下降趨勢，以采摘當(dāng)天活力較低，貯藏至第3天時，活力明顯增強，但不能超過5 d。這與郟艷紅等[1]、王吉慶等[2]的結(jié)論基本一致。該結(jié)論為番茄雜交制種時花期不遇和異地雜交等提供參考。

另外，從試驗結(jié)果可以看出，相同張開角度、相同貯藏時間，I2-KI染色法測定有活力的花粉率比培養(yǎng)基法相對要高，這與郝瑞娟等[8]研究百合花粉得出的結(jié)果相似，說明I2-KI染色法是一種較初步的測定方法，不適合番茄花粉活力的精確測定。有研究者認(rèn)為，花粉的萌發(fā)與環(huán)境溫度[9]及培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分[10]有關(guān)，這為我們今后增加培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，提高花粉生活力提供參考。

試驗同時發(fā)現(xiàn)，花粉在蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基上萌發(fā)時，花粉粒的分布不宜過密，花粉管相互接觸會出現(xiàn)相互作用，抑制花粉管生長。有研究認(rèn)為，花粉管生長受到抑制可能是花粉管頂端質(zhì)膜的鈣依賴蛋白激酶和小G蛋白活性受到抑制，導(dǎo)致膜肌動蛋白骨架重排，進而引起鈣離子濃度梯度的消失而抑制花粉管生長[11]，其作用機理仍有待進一步研究。另外，植物雜交成功與否還與柱頭的可授性[12]以及最佳授粉時期的選擇[13]等有密切關(guān)系，試驗下一階段將對此開展相關(guān)研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 郟艷紅，王姝，劉仲齊.影響番茄花粉活力和制種產(chǎn)量的主要因素[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，16（3）：97-100.

[2] 王吉慶，趙月平，喬保健.貯藏花粉和授粉時期對番茄雜交制種效果的影響[J].種子，2006（25）：90-91.

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[7] 趙興華，張道旭，印東生，等.百合花粉活力測定和貯藏方法研究[J].北方園藝，2009（2）：172-175.

[8] 郝瑞娟，王周鋒，穆鼎.不同百合花粉活力的測定方法比較[J].北方園藝，2008（11）：95-97.

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[11] 孫穎，孫大業(yè).花粉萌發(fā)和花粉管生長發(fā)育的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[J].植物學(xué)報，2001，43（12）：1 211-1 217.

[12] Hewage N P， Hampton J G， Hill M J. Effect of pollen source and stigma receptivity on seed production in ten cultivars of Dianthus plumarius L. [J]. Journal of Applied Seed Production， 1999（17）： 43-47.

[13] 葉要妹，張俊衛(wèi)，齊迎春，等.百日草柱頭可授性和花粉生活力的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（10）：2 376-2 381.

2.3 番茄花粉萌發(fā)速率的測定

試驗觀測C處理采摘當(dāng)天花粉萌發(fā)時花粉管生長情況。結(jié)果表明，新采摘成熟有活力花粉散落于蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基表面，1～2 min即開始萌發(fā)，培養(yǎng)20 min時，花粉管長度已達(dá)到花粉粒直徑的2.75倍（圖3a），60 min時花粉管生長長度已超過花粉粒直徑的7.5倍（圖3d）；而呈不規(guī)則形狀或者花粉粒破裂的花粉則無明顯變化，分析此類花粉為弱活力或無活力。另外，圖3、圖4顯示，A、B花粉管在未發(fā)生接觸時，均表現(xiàn)快速生長趨勢；A花粉管接觸到B花粉管時，即停止生長（圖4），而B花粉管仍快速生長，平均生長速度約90 μm/min。分析原因可能是B花粉管生長過程中分泌的某些化學(xué)物質(zhì)分布于花粉管周圍，抑制與之接觸的花粉管生長（圖3b、c和d），其具體抑制機理有待進一步研究。

3 結(jié)論與討論

試驗比較了番茄花粉活力的2種測定方法，結(jié)果基本一致。番茄花瓣張開角度為B和C的花粉于采摘當(dāng)天，活力最強，但隨著室溫干燥貯藏的時間增加，活力呈下降趨勢，貯藏5 d時，基本無活力，因此不宜作貯藏或異地授粉的材料。A花粉多數(shù)可能還不完全成熟，在相同的儲藏條件和時間下，花粉的活力呈先上升后下降趨勢，以采摘當(dāng)天活力較低，貯藏至第3天時，活力明顯增強，但不能超過5 d。這與郟艷紅等[1]、王吉慶等[2]的結(jié)論基本一致。該結(jié)論為番茄雜交制種時花期不遇和異地雜交等提供參考。

另外，從試驗結(jié)果可以看出，相同張開角度、相同貯藏時間，I2-KI染色法測定有活力的花粉率比培養(yǎng)基法相對要高，這與郝瑞娟等[8]研究百合花粉得出的結(jié)果相似，說明I2-KI染色法是一種較初步的測定方法，不適合番茄花粉活力的精確測定。有研究者認(rèn)為，花粉的萌發(fā)與環(huán)境溫度[9]及培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分[10]有關(guān)，這為我們今后增加培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，提高花粉生活力提供參考。

試驗同時發(fā)現(xiàn)，花粉在蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基上萌發(fā)時，花粉粒的分布不宜過密，花粉管相互接觸會出現(xiàn)相互作用，抑制花粉管生長。有研究認(rèn)為，花粉管生長受到抑制可能是花粉管頂端質(zhì)膜的鈣依賴蛋白激酶和小G蛋白活性受到抑制，導(dǎo)致膜肌動蛋白骨架重排，進而引起鈣離子濃度梯度的消失而抑制花粉管生長[11]，其作用機理仍有待進一步研究。另外，植物雜交成功與否還與柱頭的可授性[12]以及最佳授粉時期的選擇[13]等有密切關(guān)系，試驗下一階段將對此開展相關(guān)研究。

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2.3 番茄花粉萌發(fā)速率的測定

試驗觀測C處理采摘當(dāng)天花粉萌發(fā)時花粉管生長情況。結(jié)果表明，新采摘成熟有活力花粉散落于蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基表面，1～2 min即開始萌發(fā)，培養(yǎng)20 min時，花粉管長度已達(dá)到花粉粒直徑的2.75倍（圖3a），60 min時花粉管生長長度已超過花粉粒直徑的7.5倍（圖3d）；而呈不規(guī)則形狀或者花粉粒破裂的花粉則無明顯變化，分析此類花粉為弱活力或無活力。另外，圖3、圖4顯示，A、B花粉管在未發(fā)生接觸時，均表現(xiàn)快速生長趨勢；A花粉管接觸到B花粉管時，即停止生長（圖4），而B花粉管仍快速生長，平均生長速度約90 μm/min。分析原因可能是B花粉管生長過程中分泌的某些化學(xué)物質(zhì)分布于花粉管周圍，抑制與之接觸的花粉管生長（圖3b、c和d），其具體抑制機理有待進一步研究。

3 結(jié)論與討論

試驗比較了番茄花粉活力的2種測定方法，結(jié)果基本一致。番茄花瓣張開角度為B和C的花粉于采摘當(dāng)天，活力最強，但隨著室溫干燥貯藏的時間增加，活力呈下降趨勢，貯藏5 d時，基本無活力，因此不宜作貯藏或異地授粉的材料。A花粉多數(shù)可能還不完全成熟，在相同的儲藏條件和時間下，花粉的活力呈先上升后下降趨勢，以采摘當(dāng)天活力較低，貯藏至第3天時，活力明顯增強，但不能超過5 d。這與郟艷紅等[1]、王吉慶等[2]的結(jié)論基本一致。該結(jié)論為番茄雜交制種時花期不遇和異地雜交等提供參考。

另外，從試驗結(jié)果可以看出，相同張開角度、相同貯藏時間，I2-KI染色法測定有活力的花粉率比培養(yǎng)基法相對要高，這與郝瑞娟等[8]研究百合花粉得出的結(jié)果相似，說明I2-KI染色法是一種較初步的測定方法，不適合番茄花粉活力的精確測定。有研究者認(rèn)為，花粉的萌發(fā)與環(huán)境溫度[9]及培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分[10]有關(guān)，這為我們今后增加培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，提高花粉生活力提供參考。

試驗同時發(fā)現(xiàn)，花粉在蔗糖15 g/L+H3BO3 0.03 g/L+CaCl2 0.02 g/L+瓊脂6 g/L培養(yǎng)基上萌發(fā)時，花粉粒的分布不宜過密，花粉管相互接觸會出現(xiàn)相互作用，抑制花粉管生長。有研究認(rèn)為，花粉管生長受到抑制可能是花粉管頂端質(zhì)膜的鈣依賴蛋白激酶和小G蛋白活性受到抑制，導(dǎo)致膜肌動蛋白骨架重排，進而引起鈣離子濃度梯度的消失而抑制花粉管生長[11]，其作用機理仍有待進一步研究。另外，植物雜交成功與否還與柱頭的可授性[12]以及最佳授粉時期的選擇[13]等有密切關(guān)系，試驗下一階段將對此開展相關(guān)研究。

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