多種薔薇屬植物花粉生活力的探究

李 卉，韓 禧，陳向前，商 陽，姜馬蘭

（常州市園藝發(fā)展服務中心，江蘇常州 213000）

薔薇屬的植物多數是世界著名的觀賞植物，其中月季、玫瑰和薔薇為其代表植物。薔薇屬植物是我國重要的種質資源，近幾年國內外學者利用薔薇屬植物進行月季新品種的培育也得到了一定的成果［1］。遠緣雜交是指不同種間屬間甚至親緣關系更遠的物種之間的雜交。遠緣雜交在育種上的意義主要在于研究物種演化，創(chuàng)造新物種、改良舊物種、創(chuàng)造和利用雜種優(yōu)勢，因其后代變異程度較大，被用為育種中較最為常用的一種手段。但遠緣雜交成功率低，獲得雜交種雜交苗的難度大，遠緣雜種不育是很普遍的現象，而且遠緣雜種的生活力一般低下，在很多情況下在胚胎期就死亡。所以在遠緣雜交育種前有必要對花粉生活力進行一定的測定和評估，這直接影響雜交育種的成功與否。在自然狀態(tài)下，月季花粉壽命較短，已有研究表明常溫下許多品種不超過5 d，在0～5 ℃恒溫冰箱冷藏的花粉活力可以保持10 d左右［2］，另外張顥等、周家杏等、王其剛等、楊攀等也對切花月季、微型月季等花粉進行測定［3-6］?；诖?，通過對13 種薔薇屬植物的花粉生活力進行測定，篩選出花粉生活力強的品種，為以后月季的遠緣雜交育種工作提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗在常州市園藝發(fā)展服務中心禮嘉月季基地進行。所選試驗材料涉及薔薇屬多個種及現代月季品種，見表1。晴朗天氣的9:00 將試驗品種未開花蕾摘取，剝去花瓣，花粉陰干后各收集于兩支離心管內（放置干燥劑），一支常溫干燥保存，一支保存于-18 ℃的冰箱內。

表1 試驗薔薇屬植物開花特征及來源

1.2 試驗試劑與儀器

試驗試劑：蔗糖、H3PO4（硼酸）、瓊脂。

花粉生長培養(yǎng)基：采用10%蔗糖溶液+H3PO4100 mg·L-1+1%瓊脂，pH 值調節(jié)到5.6～6.2，分裝到培養(yǎng)皿中，高溫滅菌后冷卻備用。

試驗儀器：NOVEL N300M 顯微鏡、HDCE-X5N 攝像頭、電磁爐、高溫滅菌鍋、冰箱冷藏柜、電熱培養(yǎng)箱。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同貯存環(huán)境對花粉生活力的影響

1 d、6 d、12 d 時，取單瓣月季花和粉暈香水月季這2 個月季品種常溫與冷藏的花粉分別置于培養(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設置為25 ℃。培養(yǎng)24 h 后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。每組取3 個視野，每個視野花粉總數不低于20 粒，重復3 次。

1.3.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測

取少許薔薇屬植物花粉置于培養(yǎng)基中。用接種針涂抹均勻，然后將培養(yǎng)皿放在恒溫培養(yǎng)箱中，溫度設置為25 ℃。培養(yǎng)24 h 后在顯微鏡下觀察花粉粒萌發(fā)情況。統(tǒng)計方法同上。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏環(huán)境對薔薇屬植物花粉生活力的影響

在遠緣雜交之前先對部分薔薇屬植物的花粉生活力進行測定，本試驗選用了常溫和-18℃冷藏兩種不同的貯存環(huán)境處理花粉，其花粉生活力表現見表2。

表2 常溫保存和冷藏環(huán)境保存下的花粉萌發(fā)率

由表2 可知，單瓣月季花的花粉活性整體不高（見圖1），花粉管發(fā)育受限，常溫與冷藏環(huán)境下花粉萌發(fā)率分別為14.17%和14.70%，相差不大；冷藏6 d 后花粉萌發(fā)率為10.53%，常溫下花粉萌發(fā)率降幅明顯為7.70%；到第12 d 時，常溫下的花粉幾乎喪失了活性，僅有個別的花粉能萌發(fā)，且花粉管變短，冷藏環(huán)境下的個別花粉仍然可以萌發(fā)，萌發(fā)率可以達到6.7%。粉暈香水月季花粉生活力較強，花粉管生長很快（見圖2）；冷藏 6 d 后的花粉萌發(fā)率依舊可以保持在72.27%，但常溫花粉生活力幾乎折半為49.24%；12 d 后常溫貯存的花粉僅有10.7%可以萌發(fā)，且花粉管變短。冷藏環(huán)境下的花粉萌發(fā)率可達35.73%，花粉管生長速度減慢。

圖1 單瓣月季花不同貯存環(huán)境對花粉萌發(fā)的影響

2.2 不同薔薇屬植物花粉生活力的觀測

選取的13 種薔薇屬植物的花粉生活力差異性較大（見表3，圖3）。其中紅花金櫻子散粉很好，但花粉沒有任何生活力，不能作為雜交父本。粉花香水月季花粉中只有個別萌發(fā)僅為6.7%的萌發(fā)率，其自然結實能力也幾乎沒有，所以不適合作為遠緣雜交的父本。濃香月月紅花粉生活力很低，而且失活很快，經過12 d 冷藏后喪失生活力，但其自然結實能力較強，可以選擇作為遠緣雜交的母本。單瓣月季花花粉萌發(fā)率為14.73%，隨著時間的增加花粉生活力進一步降低。變色月季花粉萌發(fā)率為21.11%，冷藏6 d 后生活力迅速下降。海格變色、香粉蝶和節(jié)日禮花的花粉萌發(fā)率分別為：25.62%、25.74%和28.52%，差異較小。紫袍玉帶和雙黃的花粉萌發(fā)率為37.5%和40.61%，花粉適合作為父本使用。月月紅是很多歐洲月季品種的親本，其花粉生活力較高為60.13%。四季玫瑰花粉生活力為64.02%，花粉量大，是理想的父本選擇。粉暈香水月季花粉萌發(fā)率最高93.12%，除個別發(fā)育畸形不能發(fā)育，幾乎所有花粉均可萌發(fā)，且花粉管生長迅速。

表3 部分父本花粉萌發(fā)率 單位：%

3 結論與討論

本試驗中采用的花粉培養(yǎng)基是結合前人的研究選定的，同樣的薔薇屬植物中，張紹鈴、張鮮鮮、王化幫等［7-9］研究表明：在10%蔗糖濃度下梨花、海棠花和李花花粉萌發(fā)率最高。楊攀等人也得出采用10%蔗糖條件下的懸滴液適宜于月季及薔薇的花粉萌發(fā)的結論［6］。本試驗沒有選用懸滴液而是采用添加了瓊脂的培養(yǎng)基，是考慮環(huán)境濕度對培養(yǎng)液的影響，也為了培養(yǎng)24 h 后方便顯微鏡觀察。本試驗采用2 種花粉保存方式，其中-18 ℃環(huán)境下，花粉活性降低速率較慢，可以保證在花期不遇的遠緣雜交過程中花粉可以維持較高的生活力。一般試驗證實所用花粉活力在8.0%以上，理論上只要有一條花粉管進入柱頭，將精子送入胚囊中使其與卵核和極核結合，就能達到雙受精的目的［10］。在常溫下12 d 后花粉活性基本上低于8%，而低溫保存的花粉可以使用15 d以上。

通過了解親本的花粉活力，從源頭上可減少雜交的盲目性，進一步提高雜交結實率。13 個薔薇屬植物中，粉暈香水月季的花粉萌發(fā)狀態(tài)最佳，不管是萌發(fā)率還是花粉管萌發(fā)長度，都展示出這是一個優(yōu)秀的遠緣雜交父本，不管是與木香、古老月季還是現代月季，它都有較強的親和性，它本身又有早花、勤花、異香及抗白粉病的優(yōu)秀特性，是后期遠緣雜交的優(yōu)選品種。四季玫瑰是玫瑰品種中非單季開花品種，因其多季開花的特性，且擁有濃郁的大馬士革玫瑰香，四季玫瑰可以作為改良其他玫瑰開花特性的父本選擇。月月紅作為最早流入歐洲，并對歐洲月季育種史有重要影響意義的中國古老月季品種，它可以作為雜交父本，但月月紅容易生白粉病，在雜交時最好選擇強抗白粉病的母本與之配對。