寧夏棗的花粉活力和柱頭可授性

李百云　謝志強　魏天軍

摘要：以靈武長棗、靈武長棗4號、冬棗、中寧圓棗、同心圓棗為試材，對其花粉活力、花粉量、柱頭可授性進行系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，靈武長棗單花花瓣展平期花粉發(fā)芽率最高，達54.1%；同心圓棗單花萼片展平期花粉發(fā)芽率最高，達45.5%。靈武長棗花粉發(fā)芽率和花粉量最高時期出現(xiàn)在盛花期即6月中下旬；靈武長棗和冬棗柱頭可授性最高時間出現(xiàn)在花瓣展平至雄蕊展平期；同心圓棗和中寧圓棗柱頭可授性最高時間出現(xiàn)在萼片展平期至雄蕊展平期。

關鍵詞：寧夏；棗；花粉活力；花粉量；柱頭可授性；展平期

中圖分類號：S665.103.6 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0171-02

棗（Zizyphus jujuba Mill.）是中國特產(chǎn)果樹樹種之一，也是寧夏地區(qū)重點發(fā)展的果樹樹種之一。目前，棗在生產(chǎn)上的栽培品種多為傳統(tǒng)的地方品種，育種工作嚴重滯后。棗育種多以選育為主，而其雜交育種基礎薄弱，主要是因為棗在開花過程中落花落果嚴重，一般自然坐果率僅1%左右，且多數(shù)品種存在嚴重的胚敗育現(xiàn)象，嚴重阻礙雜交育種的進程?；ǚ蹝晷允请s交育種的基礎，本試驗用定位觀測結(jié)合顯微觀察的方法，以寧夏地區(qū)主栽品種為研究材料，對其開花動態(tài)、花粉活力、花粉量及柱頭可授性進行觀察，旨在探討其生殖成功基礎，為棗的雜交育種及豐產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1.材料與方法

1.1研究地點和材料

在寧夏回族自治區(qū)靈武市臨河鎮(zhèn)綠源恒農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)公司進行田間觀察，以樹勢良好的五年生靈武長棗、同心圓棗、中寧圓棗、靈武長棗4號、冬棗為材料。其中，以靈武長棗和同心圓棗研究單花不同發(fā)育階段花粉的發(fā)芽率；以靈武長棗、同心圓棗、靈武長棗4號、冬棗研究不同時期花粉量和萌發(fā)率；以靈武長棗、同心圓棗、中寧圓棗、靈武長棗4號、冬棗研究不同開花階段棗的柱頭可授性。

1.2研究方法

1.2.1

花粉萌發(fā)率的測定

花粉萌發(fā)率測定采用離體培養(yǎng)法。采集靈武長棗和同心圓棗不同花期的花朵，在干凈載玻片上用玻璃捧涂2次薄層（含1%瓊脂、15%蔗糖、0.01%硼酸且pH值為6.0的培養(yǎng)基），再將新鮮花粉抖落在載玻片上。首先在培養(yǎng)皿底部鋪2層濕濾紙，以保持培養(yǎng)環(huán)境的濕度，然后將粘有花粉的載玻片放入培養(yǎng)皿內(nèi)，置于30℃的溫箱內(nèi)暗培養(yǎng)，24h后在光學顯微鏡下檢查花粉萌發(fā)情況，觀察萌發(fā)花粉管長度超過花粉直徑的萌發(fā)花粉數(shù)，每個處理重復3次，每次重復鏡檢3～6個以上有代表性的視野，計算花粉的發(fā)芽率：花粉發(fā)芽率=花粉管長度大于花粉直徑的花粉數(shù)/觀察花粉數(shù)量×100%。

1.2.2花粉量的測定采用血球計數(shù)器法進行測定。取靈武長棗、同心圓棗、靈武長棗4號、冬棗蕾黃期的花蕾各90枚，剝?nèi)〕浞殖墒?、飽滿、未開裂的花藥90枚，平均放入3個清洗干凈的青霉素小瓶中，自然干燥，待花粉充分散出后滴入1%六偏磷酸鈉溶液2tilL/瓶，加蓋振蕩，使花粉呈懸浮狀態(tài)，然后吸取1滴懸浮液于血球計數(shù)板上，在顯微鏡下觀察400個小方格的花粉數(shù)，每個品種重復6次，取平均值，計算每枚花藥的花粉數(shù)（N）：N=400個小方格內(nèi)總花粉數(shù)×10000x2/30。

1.2.3柱頭可授性的測定用聯(lián)苯胺一過氧化氫法（MTF）測定靈武長棗、同心圓棗、中寧圓棗、靈武長棗4號、冬棗的柱頭可授性，具體方法：取開花前至散粉后不同品種花的柱頭浸入凹面載玻片中含有聯(lián)苯胺一過氧化氫反應液（V苯：V過：V水=4：11：22）的凹陷處，如果柱頭具有可授性，則柱頭周圍呈現(xiàn)藍色并有大量氣泡出現(xiàn)。

1.3數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行處理。

2.結(jié)果與分析

2.1單花不同發(fā)育階段花粉的發(fā)芽率

按曲澤洲等對棗單花發(fā)育過程的劃分標準，采集花不同發(fā)育階段的新鮮花粉進行發(fā)育試驗。結(jié)果（圖1）表明，棗單花不同發(fā)育階段的花粉發(fā)芽率差異明顯，其中靈武長棗以萼片展平期至花瓣展平期較高，花瓣展平期花粉發(fā)芽率達到54.1%；同心圓棗以萼片展平期發(fā)芽率最高，達45.5%。

2.2不同花期花粉活力

由圖2可以看出，花粉發(fā)芽活力整體變化趨勢為“先增強再減弱”。5月31日至6月28日，除冬棗外，其他棗的花粉發(fā)芽率為20.0%～54.1%?；ǚ郯l(fā)芽率最高時期均出現(xiàn)在盛花期，同心圓棗出現(xiàn)在6月上中旬，靈武長棗、靈武長棗4號、冬棗出現(xiàn)在6月中下旬。冬棗的花粉發(fā)芽率在整個調(diào)查期間一直處于較低水平，最高僅為6.3%，可見冬棗的花粉發(fā)芽率很低。

2.3不同花期花粉量的變化

由圖3可以看出，棗不同花期花粉量的變化趨勢呈現(xiàn)先上升好下降，這與不同花期花粉萌發(fā)率變化趨勢一致。自5月底（初花期）開始花粉量總體表現(xiàn)上升趨勢，在6月中旬或下旬達到最高水平。靈武長棗和同心圓棗的花粉量在6月15日時最大，單個花藥花粉量分別為2933、3467粒；靈武長棗4號單花花粉量最高值出現(xiàn)在6月24日，冬棗出現(xiàn)在6月10日，但2個品種花粉量整體變化不大。冬棗的花粉量少且發(fā)芽率低，可以在雜交育種中減少去雄的步驟，加之果實品質(zhì)好，含仁率高，在雜交育種中是比較理想的母本材料。

2.4棗柱頭可授性

從表1可以看出，在靈武長棗和冬棗萼片展平期至花瓣雄蕊分離期，用MTT只能檢測到極弱的柱頭可授性，具體表現(xiàn)為：反應15min后，柱頭才能被染成淺藍色。隨開花時間的延續(xù)，柱頭表面的酶活性逐漸增強，到花瓣展平期柱頭分又時，MTT能使柱頭在5min內(nèi)呈現(xiàn)深藍色，表明此時柱頭可授性很強。同心圓棗和中寧圓棗在萼片展平期至花瓣展平期表現(xiàn)出較強的活性，這2個品種在栽培上的成熟期也明顯早于靈武長棗。靈武長棗4號是從靈武長棗中選育出來的早熟品系，其柱頭可授性強于靈武長棗，更豐產(chǎn)，可能與此有關。

3.結(jié)論與討論

棗單花開放分為7個階段，依次是蕾裂期、初開期、萼片展平期、花瓣和雄蕊分離期、瓣平期、雄蕊展平期、雄蕊下垂期。劉玲等認為，棗單花不同開放階段的花粉萌發(fā)率不同，從蕾裂期到瓣平期花粉發(fā)芽率較高。本研究結(jié)果表明，靈武長棗、同心圓棗的花粉發(fā)芽率分別在花瓣展平期、萼片展平期最高。劉平等認為，不同品種花蕾量、花藥開裂時間、花粉量、花粉發(fā)芽率均不同。本研究結(jié)果還表明，寧夏棗花粉萌發(fā)率和花粉量也明顯不同，呈動態(tài)變化，且均在盛花期達到最高。

生殖成功是植物適應環(huán)境條件的重要組成部分，在有性生殖中，植物花的生物學特性與其傳粉機制相適應；有效的傳粉以大量的花粉、有效的傳媒和處于可授期的柱頭為前提。柱頭可授期是花朵成熟過程中的繁殖時期，它在很大程度上影響白花傳粉率、開花后不同階段的傳粉率和各種傳粉者的相對重要性、雄性和雌性功能之間的相互干擾、不同基因型的花粉之間的競爭以及配子體選擇的機會。靈武長棗和冬棗柱頭可授性最強時間在花瓣展平期至雄蕊展平期；同心圓棗和中寧圓棗在萼片展平至花瓣展平期最強。