紫叶小檗花粉的萌发研究

蒋本国，冯晖，刘长建

（大连民族学院生命科学学院，辽宁大连 116605）

紫叶小檗花粉的萌发研究

蒋本国，冯晖，刘长建

（大连民族学院生命科学学院，辽宁大连 116605）

研究了在离体环境下，蔗糖、硼酸、2，4－D、钙离子分别对紫叶小檗花粉萌发及生长的影响。结果表明，蔗糖质量分数为10%时，紫叶小檗花粉管长度达到最长，为1 500 μm;硼酸质量浓度为100 mg· L－1时，花粉管长度达到最长，为640 μm;2，4－D质量浓度为3 mg·L－1时，花粉管长度达到最长，为340 μm;CaCl2·2H2O质量浓度为200 mg·L－1时，花粉管长度达到最长，为655 μm。

紫叶小檗;花粉管;蔗糖;硼酸;2，4－D;钙离子

花粉萌发研究的重要意义在于其与植物的培育以及植物遗传特性的研究密切相关，旨在掌握植物生殖特性，提高杂交育种的效率［1］。紫叶小檗（Berberisthunbergiicv.atropurpurea），是优良的园林植物，并具有一定的药用价值［2］。本文研究了紫叶小檗花粉在离体环境下，在基本可萌发条件的基础上，蔗糖、硼酸、2，4－D、钙离子等单因素变化对花粉萌发及生长的影响，以期获得能够提高紫叶小檗花粉萌发率的最佳指标，为调控其花粉发芽、人工辅助授粉提供有益的依据［3－4］。

1 材料与方法

1.1 材料

紫叶小檗花粉:5月中下旬为紫叶小檗开花季节，选择晴朗天气，在上午8－9点钟采集花朵，在实验室中取得其花粉后，即时加入所配培养液中，进行萌发研究。

1.2 仪器与主要试剂

仪器:FA2104N电子天平（上海精密科学仪器有限公司），E220显微镜（麦克奥迪实业集团），PowerShot A630数码相机（Canon），P0－100 100 μL移液枪（RAININ），P0－1000 1 000 μL移液枪（RAININ）。

试剂:蔗糖，MgSO4·7H2O，KNO3，H3BO3，CaCl2·2H2O，KH2PO4，2，4－D均为分析纯试剂。

1.3 方法

1.3.1 不同蔗糖质量分数条件下花粉萌发生长研究［5］

分别称取0.02 g硼酸、0.036 g CaCl2·2H2O、0.04 g MgSO4·7H2O、0.02 g KNO3、0.02 gKH2PO4，用去离子水定容至100 mL，作为缺蔗糖基础培养液。

不同质量分数蔗糖溶液的组成见表1。按表1配制蔗糖质量分数分别为0%、5%、10%、15%、20%、25%的培养液。

表1 不同质量分数蔗糖溶液的组成

将紫叶小檗花粉播种于含有不同蔗糖质量分数培养液的试管中于室温条件下培养，每隔2 h进行一次花粉形态的观察。观察在10×10倍显微镜下进行，每次观察选择5个最长花粉管测量，计算平均花粉管长度。

1.3.2 不同硼酸质量浓度条件下花粉萌发生长研究［6］

分别称取20 g蔗糖、0.036 gCaCl2·2H2O、0.04 g MgSO4·7H2O、0.02 gKNO3、0.02 gKH2PO4，用去离子水定容至100 mL，作为缺硼酸基础培养液。

不同硼酸质量浓度溶液的组成见表2。按表2配制硼酸质量浓度分别为0，50，100，150，200，250 mg·L－1的培养液。

表2 不同硼酸质量浓度溶液的组成

紫叶小檗花粉萌发研究同1.3.1。

1.3.3 不同2，4－D质量浓度条件下花粉萌发生长研究

分别称取20 g蔗糖、0.02 g硼酸、0.036 gCaCl2· 2H2O、0.04 gMgSO4·7H2O、0.02 gKNO3、0.02 g KH2PO4，用去离子水定容至100 mL，作为缺2，4－D基础培养液。

不同2，4－D质量浓度溶液的组成见表3。按表3配制2，4－D质量浓度分别为0，1，2，3，4，5 mg·L－1的培养液。

表3 不同2，4－D质量浓度溶液的组成

紫叶小檗花粉萌发研究同1.3.1。

1.3.4 不同氯化钙质量浓度条件下花粉萌发生长研究

分别称取20 g蔗糖、0.02 g硼酸、0.04 gMgSO4· 7H2O、0.02 gKNO3、0.02 gKH2PO4，用去离子水定容至100 mL，作为缺氯化钙基础培养液。

不同氯化钙质量浓度溶液的组成见表4。按表4配制氯化钙质量浓度分别为0，100，200，300，400，500 mg·L－1的培养液。

表4 不同氯化钙质量浓度溶液的组成

紫叶小檗花粉萌发研究同1.3.1。

2 结果与讨论

2.1 蔗糖对紫叶小檗花粉萌发的影响

不同蔗糖质量分数条件下紫叶小檗的花粉萌发结果如图1。由图1可知，紫叶小檗花粉的萌发对培养基中蔗糖质量分数有较为严格的要求，随着培养基内蔗糖质量分数的增加，花粉萌发率及长度逐渐上升。当蔗糖质量分数为10%时，花粉管长度达到最大值，但随着蔗糖质量分数的继续增加，花粉萌发受抑制，当蔗糖质量分数达25%时，蔗糖对紫叶小檗花粉管生长的促进作用基本消失。另外，随培养时间的延长，花粉管长度6h＞4h≫2h。

图1 紫叶小檗花粉在不同蔗糖质量分数试验中花粉管的生长曲线

2.2 硼酸对紫叶小檗花粉萌发的影响

采用不同硼酸质量浓度的培养液处理紫叶小檗花粉的结果如图2。由图2可见，紫叶小檗的花粉管生长长度在硼酸质量浓度为100 mg·L－1时花粉管长度达到了最大，当硼酸质量浓度超过100 mg·L－1后，花粉管长度明显减小，因此硼酸质量浓度为100 mg·L－1时，应是紫叶小檗花粉管生长较适的硼酸用量。图2显示，花粉管在2h内生长基本完成。

图2 紫叶小檗花粉在不同硼酸质量浓度培养液中花粉管的生长曲线

2.32 ，4－D对紫叶小檗花粉萌发的影响

采用不同2，4－D质量浓度培养液处理紫叶小檗花粉的结果如图3。图3表明，低质量浓度的2，4－D对紫叶小檗花粉萌发和花粉管生长有明显的促进作用，而高质量浓度的2，4－D对花粉萌发和花粉管生长有一定的抑制作用。即在质量浓度＜3 mg·L－1时，对花粉管生长起促进作用;在质量浓度为3 mg·L－1时，花粉管最长;质量浓度＞3 mg·L－1时，对花粉管生长起抑制作用;质量浓度为5 mg·L－1时花粉管长度最短。因此，花粉管生长时间以4 h左右为宜。

图3 紫叶小檗花粉在不同2，4－D质量浓度培养液中花粉管的生长曲线

2.4 钙离子对紫叶小檗花粉萌发的影响

采用不同CaCl2·2H2O质量浓度培养液处理紫叶小檗花粉的结果如图4。由图4可知，紫叶小檗的花粉管长度均在CaCl2·2H2O质量浓度为200 mg·L－1时达到最大，随后花粉花粉管生长长度均有所下降。这表明，钙对花粉萌发和花粉管生长的影响与硼具有相同的趋势，即在较低质量浓度范围内，随钙离子质量浓度的增加，花粉萌发率和花粉管生长长度增大;超过200 mg·L－1后，随钙离子质量浓度的增加，花粉萌发率下降，花粉管生长受到较大的抑制。在钙离子存在的条件下，紫叶小檗花粉管的生长以6 h左右为宜，时间延长，花粉管会出现明显脱落。

图4 紫叶小檗花粉在不同钙离子质量浓度培养液中花粉管的生长曲线

3 结论

蔗糖质量分数为10%时，紫叶小檗花粉管长度达到最长，为1 500 μm，庶糖用量的变化对紫叶小檗花粉管长度的影响最大;硼酸质量浓度为100 mg·L－1时，紫叶小檗花粉管长度为640 μm，培养时间2 h之后，时间延长对花粉管生长影响不大; 2，4－D质量浓度为3 mg mg·L－1时，紫叶小檗花粉管长度为340 μm，培养时间2 h之后，时间延长对花粉管生长影响较大;CaCl2·2H2O质量浓度为200 mg·L－11时，紫叶小檗花粉管长度为655 μm，但6 h的花粉管生长曲线明显高于2 h、4 h的数值。

［1］龚洵，张国莉，潘跃芝.云南含笑花粉萌发研究［J］.武汉植物学研究，2003，21（4）:346－350.

［2］潘姝慧.对紫叶小檗花朵性状的描述及授粉方式的探讨［J］.辽宁林业科技，2010（6）:41－42.

［3］LIU Z，YUAN Y L，LIU S Q，et al.Screening for hightemperature tolerant cotton cultivars by testing in vitro pollen germination，pollen tube growth and boll retention［J］.Journal of Integrative Plant Biology，2006，48（6）:706－714.

［4］谭晓风，袁德义，袁军，等.维生素C及植物生长调节物质对油茶花粉萌发率的影响［J］.浙江林学院学报，2010，27（6）:941－944.

［5］黄静，曹秋芬，孟玉平，等.培养基成分对南瓜离体花粉萌发的影响［J］.中国西瓜甜瓜，2004（3）:6－7.

［6］KAHANI V G，PRASAD P V V，CRAUFURD P Q，et al.Response of in vit ro pollen germination and pollen tube growt h of groundnut（A rachis hy pogaea L）genotypes to temperature［J］.Plant，Cell and Einvironment，2002，25 （12）:1651－1667.

The Study on the Pollen Germination of Purple Leaf Barberry

JIANG Ben－Guo，FENG Hui，LIU Chang－Jian
（College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian Liaoning 116605，China）

The pollen tube germination and growth of Purple Leaf Barberry were studied separately with the factors of mass fractions of sucrose，boric acid，2，4－D，calcium ion in vitro environment.The results showed that the Purple Leaf Barberry pollen tube length reached longest 1500μm with the sucrose mass fraction of 10%，and 640μm with the Boric acid mass fraction 100 mg·L－1;and 340μm with the 2，4－D mass fraction of 3 mg·L－1，and 655μm with the mass fraction of CaCl2·2H2O 200 mg·L－1.

purple leaf barberry;pollen tube;sucrose;boric acid;2，4－D;calcium ion

S722.3

A

1009－315X（2011）03－0245－03

2011－02－28

蒋本国（1954－），男，黑龙江望奎人，副教授，主要从事有机化学与生物化学研究。

（责任编辑 邹永红）