孫玉福,李秀紅,王連奎
(吉林省三岔子林業(yè)局,吉林白山 134702)
在自然環(huán)境條件下,花粉在雌蕊柱頭(被子植物)上或珠心組織(裸子植物)中萌發(fā)生長的能力,稱之為花粉的生活力。花粉生活力測(cè)定在雜交育種工作中十分重要,尤其當(dāng)雜交親本花期不遇或需要從外地采集花粉作父本時(shí),花粉都要經(jīng)過一段較長時(shí)間的貯藏和運(yùn)輸過程,因此,在雜交前應(yīng)檢驗(yàn)花粉的生活力,以免使用無生活力的花粉而造成雜交工作的失敗。
樟子松(Pinus sylvestnis var.mongolica Litv.)為松科松屬常綠大喬木,是歐洲赤松的地理變種,自然分布于我國東北大興安嶺林區(qū),有山地和草原沙丘兩種不同類型的種源。樟子松樹干通直,生長迅速,適應(yīng)性強(qiáng),是我國三北地區(qū)主要造林樹種,亦是優(yōu)良的城鄉(xiāng)綠化樹種。由于地理分布上的隔絕,自然界中不存在樟子松與其它松屬的雜交種。而樟子松抗逆性極強(qiáng),是培育優(yōu)良抗逆性材料的雜交親本。有關(guān)樟子松的研究文獻(xiàn)較多,但是,研究在引種造林條件下花粉生命力的報(bào)道甚少。作者以山地引種造林的樟子松花粉為材料,研究培養(yǎng)基不同有效成分對(duì)生命力的影響,旨在為樟子松雜交育種提供技術(shù)依據(jù)。
樟子松花粉采自吉林省三岔子林業(yè)局局址附近的人工林植株上,為山地引種栽培性質(zhì)。5月下旬當(dāng)樟子松開始傳粉時(shí),在樹上套袋收集備用。
1.2.1 配制基本培養(yǎng)基
以固體培養(yǎng)基為花粉萌發(fā)的培養(yǎng)基質(zhì),在100 ml蒸餾水中加入2 g瓊脂,加熱使之充分溶解,配制成基本培養(yǎng)基。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
設(shè)置含不同質(zhì)量濃度梯度的蔗糖和硼酸培養(yǎng)基,觀測(cè)其對(duì)花粉萌發(fā)的影響。對(duì)照:蔗糖和硼酸質(zhì)量濃度為0。培養(yǎng)基中蔗糖和硼酸不同質(zhì)量濃度組合見表1。
表1 培養(yǎng)基中蔗糖和硼酸不同質(zhì)量濃度組合
1.2.3 制片、播種花粉
將培養(yǎng)基滴入雙凹載玻片的凹形槽內(nèi),將采集的花粉均勻地撒在培養(yǎng)基上,播入花粉后鏡檢是否均勻,若不均勻需重新制片。然后將載玻片(片下加墊)置于培養(yǎng)皿中,皿底放置濾紙,加入適量蒸餾水保濕。
1.2.4 培養(yǎng)與鏡檢
將培養(yǎng)皿置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱(150 RH)中培養(yǎng),溫度25℃,相對(duì)濕度80%,隨時(shí)進(jìn)行鏡檢,觀測(cè)花粉萌發(fā)狀況。達(dá)到設(shè)定時(shí)間后,分別每種培養(yǎng)基在顯微鏡下隨機(jī)取5個(gè)視野觀測(cè)統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)狀態(tài),取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對(duì)典型鏡像進(jìn)行拍照。用下式計(jì)算花粉生命力。
花粉萌發(fā)率(%)=(萌發(fā)花粉粒數(shù)/觀察的總花粉粒數(shù))×100
樟子松屬于風(fēng)媒花,其花粉具兩個(gè)氣囊,在恒溫恒濕培養(yǎng)箱里培養(yǎng)一段時(shí)間后,花粉的一端出現(xiàn)透明突起,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長,花粉管逐漸形成。在恒溫恒濕培養(yǎng)箱里經(jīng)過72 h培養(yǎng),在顯微鏡下觀察花粉萌發(fā)狀況,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果見表2。
通過表2數(shù)據(jù)可以看出,樟子松花粉萌發(fā)對(duì)蔗糖質(zhì)量濃度的適應(yīng)范圍比較寬泛,換句話說,培養(yǎng)基中的蔗糖質(zhì)量濃度對(duì)樟子松花粉萌發(fā)的影響比較弱。在蔗糖質(zhì)量濃度為0、5%、10%、15%、20%條件下,花粉萌發(fā)率的均值分別 為 80.0%、92.9%、94.0%、94.0% 和91.2%,除對(duì)照外(蔗糖0),其余處理差異甚微,只有蔗糖質(zhì)量濃度為15%時(shí),花粉的萌發(fā)率才略高一些,萌發(fā)率為94.2%?;ǚ勖劝l(fā)狀態(tài)表現(xiàn)整齊、同步性高,發(fā)育良好。由此可見,樟子松花粉萌發(fā)對(duì)蔗糖質(zhì)量濃度的適應(yīng)范圍寬泛,甚至在培養(yǎng)基中不添加蔗糖的情況下,花粉仍具有較高的萌發(fā)率,可達(dá)到80.0%。
表2 蔗糖和硼酸不同質(zhì)量濃度對(duì)樟子松新鮮花粉萌發(fā)的影響
從表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)中還可以看出,硼酸對(duì)樟子松花粉萌發(fā)的影響亦不是十分明顯。在硼酸質(zhì)量濃度為0、0.01%、0.03%、0.05%、0.07%條件下,花粉萌發(fā)率的均值分別為80.0%、80.5%、93.7%、85.5%和74.7%,所有處理的差異均不明顯,只有硼酸質(zhì)量濃度為0.03%時(shí),花粉的萌發(fā)率才略高一些,萌發(fā)狀態(tài)表現(xiàn)整齊、同步性高,發(fā)育良好。由此可見,樟子松花粉萌發(fā)對(duì)硼酸質(zhì)量濃度的適應(yīng)范圍同樣比較寬泛。
利用表2的數(shù)據(jù)繪制直方圖,直觀比較蔗糖和硼酸不同質(zhì)量濃度對(duì)樟子松花粉萌發(fā)的影響,結(jié)果見圖1。
圖1 樟子松花粉在蔗糖和硼酸不同質(zhì)量濃度培養(yǎng)基上的萌發(fā)率
圖2 蔗糖15%+硼酸0.03%花粉萌發(fā)狀態(tài)
圖3 蔗糖0+硼酸0花粉萌發(fā)狀態(tài)
通過圖1可以清晰地看出,培養(yǎng)基中蔗糖和硼酸的含量對(duì)樟子松花粉萌發(fā)沒有明顯的促進(jìn)或抑制作用,所有處理的差異甚微,只是在含15%蔗糖+0.03%硼酸的培養(yǎng)基上花粉萌發(fā)略顯優(yōu)勢(shì),萌發(fā)率為98.5%。由此可見,樟子松花粉萌發(fā)對(duì)培養(yǎng)基中蔗糖和硼酸含量的反映是不敏感的;花粉基本都能夠萌發(fā),并且表現(xiàn)出一定的整齊度,花粉管的長度大多數(shù)為花粉直徑的3倍,少數(shù)為1~2倍,而且花粉的萌發(fā)狀態(tài)良好,花粉管健壯。樟子松花粉生命力測(cè)定的適宜培養(yǎng)時(shí)間為72 h。
在基本培養(yǎng)基中添加不同質(zhì)量濃度的蔗糖和硼酸,觀測(cè)其對(duì)樟子松花粉生命力的影響,試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,新鮮花粉對(duì)蔗糖和硼酸質(zhì)量濃度的適應(yīng)范圍寬泛。在蔗糖質(zhì)量濃度為0、5%、10%、15%、20%條件下,花粉萌發(fā)率的均值分別 為 80.0%、92.9%、94.0%、94.0% 和91.2%,除對(duì)照外(蔗糖0),其余處理差異甚微,只有蔗糖質(zhì)量濃度為15%時(shí),花粉的萌發(fā)率才略高一些,萌發(fā)率為94.2%。在硼酸質(zhì)量濃度為0、0.01%、0.03%、0.05%、0.07%條件下,花粉萌發(fā)率的均值分別為80.0%、80.5%、93.7%、85.5%和74.7%,所有處理的差異均不明顯,只有硼酸質(zhì)量濃度為0.03%時(shí),花粉的萌發(fā)率才略高一些,萌發(fā)率為93.7%。蔗糖和硼酸疊加作用對(duì)花粉萌發(fā)率的影響亦不明顯,只是在含15%蔗糖+0.03%硼酸的培養(yǎng)基上花粉萌發(fā)略顯優(yōu)勢(shì),萌發(fā)率為98.5%。樟子松花粉對(duì)培養(yǎng)基有效化學(xué)成分反映不敏感,因此,在對(duì)樟子松花粉進(jìn)行生命力測(cè)定時(shí),配制簡單培養(yǎng)基即可。
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