陳小鳳,黃如葵,劉杏連,黃熊娟,黃玉輝,羅海玲
(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所,廣西南寧,530007)
單倍體材料具有重要的遺傳研究價(jià)值和育種實(shí)踐意義。葫蘆科作物的單倍體材料獲得可以通過輻射花粉授粉誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)產(chǎn)生單倍體植株這一途徑[1],多數(shù)報(bào)道都采用當(dāng)天開放或開放前1 d的花藥進(jìn)行輻射,然后室溫保存到第2天早上進(jìn)行授粉[2~4]。在實(shí)際操作中,為了獲得充足的材料和便于試驗(yàn)操作,經(jīng)常采用一次收集花粉進(jìn)行輻射處理,多次授粉的方法。輻射處理后的花粉的正常散粉和生活力的維持是整個(gè)試驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一,而花粉保存不當(dāng)又易引起其萌發(fā)力的喪失,造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。本試驗(yàn)對(duì)苦瓜輻射花粉在不同條件下存放1~3 d后的萌發(fā)情況進(jìn)行了研究,旨在尋找適宜的苦瓜輻射花粉短期保存條件。
材料采用廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所提供的4個(gè)苦瓜材料,編號(hào)分別為 MC1、MC3、MC53 及 MC1-1。
①花粉的采集 于雄花開放前1 d上午8:00左右采花,然后將整個(gè)花蕾裝入封口塑料袋中,不密封袋口,按表1所列的9種方式進(jìn)行保存。在保存期間,室溫的晝夜溫度為27.4~30℃,相對(duì)濕度為58%;溫度為15℃處理,相對(duì)濕度為43%;4℃處理,相對(duì)濕度為28%。保濕措施為在大培養(yǎng)皿中鋪一層含水量約為80%的濾紙。
表1 苦瓜花粉不同保存方式
②散粉情況調(diào)查 第2天上午9:00左右進(jìn)行散粉情況的調(diào)查。在9種不同的貯藏條件下,根據(jù)花粉的可抖性、散粉量的情況進(jìn)行分級(jí)并賦值,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。以當(dāng)天開花的花粉為對(duì)照,其各項(xiàng)指標(biāo)均設(shè)為0,賦值總和較大者為花粉散落情況較好。
③花粉萌發(fā)力的測(cè)定 用10%蔗糖、0.02%硼酸和0.8%瓊脂的培養(yǎng)基[6],在25℃、黑暗下進(jìn)行花粉離體萌發(fā)。具體方法是在培養(yǎng)皿中倒0.5 cm厚的培養(yǎng)基,用移液槍吸少量水在干凈的培養(yǎng)皿中,然后把花藥去除花瓣后把花粉洗入少量水中,再用移液槍把水連同花粉吸起放入有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,吸去多余的水分,把花粉均勻地涂在培養(yǎng)基中,培養(yǎng)到多數(shù)花粉均萌發(fā)且比較易計(jì)數(shù)時(shí),統(tǒng)計(jì)其萌發(fā)率。時(shí)間要適當(dāng),否則花粉管太長,相互纏繞在一起而無法計(jì)數(shù)。試驗(yàn)以花粉管長度超過花粉粒直徑為標(biāo)準(zhǔn),3次重復(fù),每朵花任取10個(gè)視野統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率。以當(dāng)天開放的花為對(duì)照。
萌發(fā)率(%)=萌發(fā)的花粉粒數(shù)/該視野總的花粉粒數(shù)×100%。
④輻射花粉的保存 雄花的采集方法同①,然后用Co60射線進(jìn)行輻射,輻射劑量分別為100,200,300,350 Gy,以輻射當(dāng)天保存設(shè)為0 d,設(shè)保存期為1,2,3 d 3個(gè)水平,分別測(cè)定其花粉萌發(fā)率?;ǚ鄣拿劝l(fā)率的測(cè)定方法同③。
賦值總和較大者為散粉情況較好者。從表3可看出,在貯藏1 d時(shí),放在硅膠瓶中室溫條件下保存的賦值較高,低溫、干燥條件下保存其賦值較低,說明保濕或高溫有利花粉的散粉,低溫、干燥不利花粉的散粉。
圖1是保存2 d的花粉萌發(fā)率,由圖1可知,處理2,3,9各品種的花粉已失去活力,萌發(fā)率均為0;處理5,6也僅有1個(gè)品種花粉萌發(fā);處理8有1個(gè)品種花粉不能萌發(fā),其余3個(gè)品種均有不同程度萌發(fā)。1,4,7處理,4個(gè)品種的花粉均有較高的萌發(fā)率,以處理7四個(gè)品種花粉的平均萌發(fā)率最高,但均比當(dāng)天開花的花粉萌發(fā)率低。根據(jù)2.1的結(jié)果,低溫不利花粉散粉,在保存1 d后,用低溫保存的花粉授粉不能很好地進(jìn)行,而溫度過高又降低花粉的生活力。據(jù)此,如果是用保存1 d的花粉授粉,處理8較適合,用保存2~3 d的花粉授粉,則是處理7較適合。以此為依據(jù),輻射花粉的適時(shí)保存,就采用處理7和處理8的方式進(jìn)行。
圖1 不同保存方式對(duì)花粉萌發(fā)的影響
表3 不同貯藏方式對(duì)花粉散粉的影響
表2 散粉的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
圖2顯示 (由于品種MC1在處理7中缺少雄花,沒有在圖2中列出),在處理7和處理8的貯藏方式下,不同品種及不同輻射劑量的花粉萌發(fā)率存在一定差異,但也有一些共同點(diǎn),在保存1 d后,處理8的花粉萌發(fā)率高于處理7,而處理7的花粉萌發(fā)率大都表現(xiàn)為0。隨著保存時(shí)間的延長,到保存3 d后,對(duì)于部分品種或輻射劑量,處理8已沒有花粉萌發(fā);所有品種及輻射劑量的花粉在處理7中表現(xiàn)出較高萌發(fā)率。因此,對(duì)于輻射花粉而言,如果是用保存1 d的花粉授粉,處理8較適合,用保存2~3 d的花粉授粉,則是處理7較適合。這與2.2的結(jié)論是一致的,說明未輻射花粉的保存方法同樣適用于輻射花粉的保存。
圖2 輻射花粉不同條件下短期保存的效果
國外有關(guān)輻射花粉保存的報(bào)道,主要集中在果樹上,如桃的花藥輻射后先讓花粉散落,然后投入液氮中保存[5],獼猴桃花藥輻射后在100 W燈泡下干燥1~2 h后放入硅膠瓶中,4℃條件下保存1~3 h待用[6]。目前,國內(nèi)有關(guān)花粉保存的報(bào)道有很多,但關(guān)于輻射花粉保存的研究及報(bào)道則較為缺乏。雷春等[9]認(rèn)為,室溫有利花粉的散粉且散粉較好的其萌發(fā)力也較好,因此,把輻射過的花藥放在小培養(yǎng)皿中室溫保存過夜第2天授粉是最佳的保存方式。本試驗(yàn)通過對(duì)苦瓜輻射花粉在不同條件下進(jìn)行了1~3 d的保存研究,發(fā)現(xiàn)高溫、潮濕有利花粉的散粉,低溫、干燥不利花粉的散粉,這與雷春等的研究結(jié)論是一致的。但這是保存1 d的花粉散粉的情況,保存2 d后,9個(gè)處理的花粉均有不同程度的散粉。依試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,如果用保存1 d的花粉授粉,在15℃,相對(duì)濕度43%條件下萌發(fā)率較高;而保存2~3 d的花粉則以4℃,相對(duì)濕度為28%的條件為宜??喙衔唇?jīng)輻射處理及輻射后花粉的短期保存條件相同。由于花粉不足,在處理7中,第3天以后的花粉的生活力到底能保持多長時(shí)間,還有待進(jìn)一步的研究。
[1]趙雋,潘俊松,蔡潤,等.輻射花粉技術(shù)在葫蘆科誘導(dǎo)單倍體上的應(yīng)用[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)業(yè)科學(xué)版,2003,21(3):259-264.
[2]張永兵,陳勁楓,伊鴻平,等.輻射花粉授粉誘導(dǎo)甜瓜單倍體[J].果樹學(xué)報(bào),2006,23(6):892-895.
[3]雷春,陳勁楓,錢春桃,等.輻射花粉授粉培育單倍體黃瓜的研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(7):1 428-1 436.
[4]薛皓,王建設(shè),柳劍麗,等.甜瓜不同基因型對(duì)輻射花粉誘導(dǎo)單倍體的影響[J].長江蔬菜,2007(6):52-54.
[5]Pooler M R.Irradiation and heat affect peach pollen germination and fertility[J].Hort Science,1997,32(2):290-291.
[6]何道一,孫山,崔德才,等.應(yīng)用高劑量輻射花粉授粉及幼胚培養(yǎng)誘導(dǎo)蘋果單倍體[J].園藝學(xué)報(bào),2001,28(3):194-199.
[7]劉永慶.葫蘆科蔬菜花粉萌發(fā)特性的研究[J].武漢植物學(xué)研究,1994,12(3):213-216.
[8]Du S L.Studies on methods to create new materials in Cucumber(Cucumis sativusL.)by biotechnology[J].Tianjin Sci Technol,2001(2):627.
[9]雷春,陳勁楓,宋慧,等.黃瓜輻射花藥的短期保存方法研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2004,19(4):109-110.