硼及植物生长调节剂对枣花粉萌发的影响

陈文涛，袁德义 ，张日清，韩志强，范晓明

(中南林业科技大学 经济林培育与保护教育部重点实验室，湖南 长沙410004)

枣(Zizyphus jujuba Mill.)原产我国，是我国第一大干果树种，栽培面积和产量均占世界的99%［1］。枣果因营养丰富，风味独特，口味极佳而深受大众青睐。栆树开花量大，但由于花期低温、阴雨等造成枣花授粉受精不良，落花落果严重，其自然坐果率仅有0.1% ～0.5%［2］，严重影响枣果产量，限制枣产业发展。大量研究表明，植物生长调节剂可以通过调节花粉萌发与花粉管生长而影响授粉受精过程，进而提高坐果率和结实率［3－6］。目前生产上为克服不良因素引起枣花授粉受精不良，以提高枣坐果率，花期普遍采取喷施有利于花粉萌发和花粉管生长的物质如:微量元素、稀土和一些植物生长调节剂等［7－8］。因此，研究植物生长调节剂对枣花粉萌发和花粉管的生长的影响，探明能促进花粉萌发和花粉管生长的植物生长调节剂及适宜质量浓度具有重要意义。

花粉离体萌发的条件与花粉在柱头内萌发的条件较为接近［9］，通过该方法测定得出的花粉萌发结果与在柱头上萌发结果较接近。通过花粉离体萌发来探索有利于其萌发的植物生长调节剂种类及浓度等条件有助于改善实际生产中授粉受精不良的情况。目前，有关于植物生长调节剂对枣花粉萌发和花粉管生长影响研究鲜有报道，本试验研究了硼酸及4 种植物生长调节物质对枣花粉萌发的影响，以期找出能够提高枣花粉萌发率的最佳质量浓度和配比，为调控枣花粉发芽，提高枣坐果率及生产中合理使用生长调节剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采自中南林业科技大学祁东县枣基地(26°43'26″ ～27°52'04″N，112°43'98″ ～113°08'24″E)。供试品种为中秋酥脆枣(Zizyphus jujuba Mill.‘zhongqiusucuizao’)，2012 年5 月25—29 日，于盛花期晴天采集枣吊中部处于半开期的新鲜枣花，放入冰壶中，迅速带回实验室，立即试验。

1.2 试验设计

采用琼脂培养基萌发法，基本培养基为蔗糖(15%)和琼脂(0.5%)。分别加入不同质量浓度的H3BO4以及GA3，IAA，2，4 －D 和NAA 四种植物生长调节物质进行单因素试验，其中H3BO4设0，10.0，15.0，20.0，50.0，100.0，200.0，400.0 mg/L 八个水平;生长调节物质分别设0，0.5，1.0，5.0，10.0，20.0，30.0，40.0 mg/L 八个浓度处理水平。根据单因素试验结果确定IAA，GA3以及H3BO4适宜质量浓度，然后采用正交设计L14(43)(表1)综合考虑不同配比的作用效果。

表1 正交试验的因素及水平L14(43)Tab.1 Levels and factors of orthogonal test L14(43)

1.3 测定项目与方法

1.3.1 枣花粉萌发率 将花粉均匀散播于载有不同培养基的载玻片上，于30 ℃恒温培养箱内养24 h，用Olympus 显微镜(型号B×51)观察。每处理重复3 次，重复观察5 个视野，每视野花粉粒数不小于50 粒，统计花粉萌发率。花粉萌发标准以花粉管超过花粉粒直径为准。

1.3.2 枣花粉管长度 用Olympus 显微镜(型号B×51)测微尺观察测定。

1.3.3 数据处理 采用Excel 2003 和SPSS 17.0 软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 H3BO4 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响

不同质量浓度H3BO4的条件下，枣花粉萌发率及花粉管长度差异显著(P ＜0.05)(图1)。H3BO4质量浓度为0 ～15.0 mg/L 时，花粉萌发率和花粉管长度均随H3BO4质量浓度升高而逐渐升高，并在15.0 mg/L 时分别达到最高为72.07%和1 270 μm，比对照高23.3 个百分点和1 219 μm，与其它质量浓度存在显著差异;随着质量浓度的不断升高，花粉萌发率和花粉管长度呈下降趋势，并在200.0 mg/L(44.37%)时花粉萌发率低于对照组(48.82%)，但花粉管长度仍高于对照。从以上分析得知，适宜质量浓度的H3BO4可以促进枣花粉萌发，最适宜枣花粉萌发和花粉管生长的H3BO4浓度为15.0 mg/L。

图1 H3BO4 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响Fig.1 Effects of boric acid concentration on pollen germination and growth of Zizyphus jujuba Mill.tube

2.2 植物生长调节剂对枣花粉萌发和花粉管生长的影响

2.2.1 赤霉素对枣花粉萌发和花粉管生长的影响 GA3对枣花粉萌发和花粉管的生长影响不同(图2)。适宜质量浓度GA3能促进花粉萌发，质量浓度过高则会抑制花粉萌发。质量浓度为10.0 mg/L时，萌发率最高，达70.41%，比对照高35.1 个百分点。方差分析表明，当GA3质量浓度为5.0 ～20.0 mg/L时，花粉萌发率与其它质量浓度存在显著差异(P ＜0.05)。GA3浓度为0 ～1.0 mg/L时对花粉管的生长具有促进作用，质量浓度为1.0 mg/L时花粉管长度达到最大为79 μm，比对照提高了1.35 倍，之后随着GA3浓度的提高，其对花粉管的生长表现为抑制作用。从以上分析得知，适宜浓度的GA3可以促进枣花粉萌发，最适宜枣花粉萌发和花粉管生长的GA3浓度分别为10.0 mg/L和1.0 mg/L。

图2 GA3 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响Fig.2 Effects of GA3 concentration on pollen germination and growth of Zizyphus jujuba Mill.tube

2.2.2 IAA 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响 由图3 可知，IAA 处理在质量浓度为0 ～5 mg/L 时，随其质量浓度提高，花粉萌发率升高，在质量浓度为5.0 mg/L 处萌发率达到最大(42.01%)，比对照高21.6 个百分点;其后随着质量浓度的升高，花粉萌发率降低。IAA 对花粉管的生长具有抑制作用，浓度为0.5 mg/L，1.0 mg/L 花粉管长度分别为78 μm 和56 μm，分别为对照的65%和47%，其后随着IAA浓度的升高，其对花粉管生长差异不显著。

图3 IAA 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响Fig.3 Effects of IAA concentration on pollen germination and growth of Zizyphus jujuba Mill.tube

2.2.3 2，4 －D 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响 适宜质量浓度的2，4－D 对枣花粉萌发率和花粉管生长具有促进作用(如图4)。2，4 － D 在质量浓度为0. 5 mg/L 时，花粉萌发率为14. 2%，比对照(19.97%)低5.8 个百分点，表现为轻微的抑制作用。花粉管长度为39 μm 与对照(38 μm)无明显区别。随着质量浓度升高，花粉的萌发率逐渐升高，质量浓度为10 mg/L 时花粉萌发率和花粉管长度分别达到最高71.24%和66 μm，分别比对照高51.3 个百分点和28 μm。随后随其质量浓度的提高，花粉萌发率和花粉管长度降低，质量浓度越高，抑制作用越明显，但一定的高浓度范围内，花粉萌发率仍然高于对照。

图4 2，4 －D 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响Fig.4 Effects of 2，4 －D concentration on pollen germination and growth of Zizyphus jujuba Mill.tube

2.2.4 NAA 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响 NAA 对枣花粉萌发和花粉管的生长促进作用如图5所示。在0 ～5 mg/L 时随着NAA 质量浓度提高，花粉萌发率逐渐上升，浓度为5.0 mg/L 时最高，达到25.05%，比对照高9.3 个百分点，各处理质量浓度下花粉萌发率差异不显著(P =0.079 ＞0.05);NAA浓度为0 ～10 mg/L 时花粉管长度随着NAA 浓度的升高而逐渐升高，在10.0 mg/L 时达到最大65 μm，其后随着浓度的不断升高花粉管长度降低。

图5 NAA 对枣花粉萌发和花粉管生长的影响Fig.5 Effects of NAA concentration on pollen germination and growth of Zizyphus jujuba Mill.tube

2.3 硼酸及不同植物生长调节物质配比对枣花粉萌发率的影响

根据单因素试验发现，适宜质量浓度的GA3，2，4 －D，NAA，IAA 及硼酸均对枣花粉萌发具有明显的促进作用。选取IAA，GA3和硼酸分析不同配比对花粉萌发率的影响。根据其最适质量浓度设计3 因素4 水平14 个正交处理试验(表1)。其萌发率情况见表2。

表2 硼酸及不同植物生长调节剂配比对花粉萌发率的影响Tab.2 Pollen germination percentage of orthogonal test in Zizyphus jujuba Mill.

由表2 得知，14 个处理花粉萌发率存在显著差异。1 号(空白对照)处理的花粉萌发率(60.19%)最低，其次为5 号(63.64%)处理组，比对照组高3.5 个百分点;所有13 个处理均高于对照，其中以6 号处理最好，萌发率达到90.23%，比对照高30 个百分点，显著高于其它处理;GA3对枣花粉萌发率影响程度最大，其次为硼酸，IAA 最小;枣花粉萌发率在不同GA3和硼酸质量浓度下差异极显著，在设定IAA质量浓度条件下差异不明显，表明枣花粉萌发对GA3和硼酸敏感性高，而对IAA 的敏感性较低;综合分析单因素统计量表和配对比较表发现:IAA，GA3和硼酸分别在5.0 mg/L，10.0 mg/L 和15.0 mg/L 均数最大，所以提高花粉萌发率的最优条件应为:5.0 mg/L IAA+10.0 mg/LGA3+15.0 mg/L H3BO4。

3 结论与讨论

枣花粉萌发受环境、遗传、树龄、营养水平等影响，通过施用外源激素调节植物本身激素水平从而提高花粉萌发率已在多种农林植物中得以验证［10－17］。张绍铃等［15］研究结果表明，低质量浓度的IAA，NAA，2，4 －D，GA3能促进花粉萌发，超过一定的质量浓度则对花粉萌发起抑制作用，这与本试验研究结果基本一致。枣花粉对硼的敏感性最高，其对提高枣花粉萌发率和花粉管生长均具有显著的促进作用。硼作为营养型生长调节物质，能促进花粉萌发和花粉管的生长，从而提高授粉受精作用，提高坐果率。本研究可以看出，喷施适宜浓度的硼及植物生长调节物质可在枣花期调控养分和激素平衡，及时补充开花期的营养消耗，促进花粉萌发，同时增加花粉管在花柱内的生长速度，缩短完成受精的时间，进而促进幼果发育提高坐果率。植物生长调节剂是可以调节植物生长发育的非营养的化学物质。研究表明适宜质量浓度的植物生长调节物质可以促进花粉萌发和花粉管生长。生产上常应用一种生长调节剂就可以达到调控坐果的目的，但有时单独使用一种生长调节剂并不能满足要求，需要几种生长调节剂相互作用而达到理想目的。本研究表明5.0 mg/L IAA+10.0 mg/L GA3+15.0 mg/L H3BO4混合使用对提高枣花粉萌发率效果最好。但由于枣授粉受精过程十分复杂，且不同品种、不同立地条件和树体营养状况等都会影响到这个过程。另外，田间试验受外界因素干扰较大，具体浓度可能会与实验设计有所差异，本研究筛选出了H3BO4及4 种植物生长调剂物质最适宜质量浓度和最佳配比，可为调控枣花粉发芽，提高枣坐果率及生产中合理使用生长调节剂提供理论依据。

致谢:袁德义，范晓明，袁军，邹峰、唐静和韩志强等在试验开展、后期数据和论文修改等方面提供帮助，谨致谢意!

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