幾種不同巴旦木花粉生活力及柱頭可授性比較分析

張翔飛，岳婉婉，劉泉鑫，曾 斌，郝 慶，阿布都卡尤木·阿依麥提

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院, 烏魯木齊 830052; 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】巴旦木，其學(xué)名為扁桃(PrunusdulcisMiller (D. A. Webb) syn. Prunus amygdalus Batsch syn.AmygdaluscommunisL.)[1]，是薔薇科李亞科桃屬扁桃亞屬多年生落葉喬木[2]。但是巴旦木自花授粉結(jié)實(shí)率低甚至自花不結(jié)實(shí)[3]，并且自然授粉率也低[4]，匯集新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣佳木國家重點(diǎn)林木良種基地巴旦木優(yōu)良品種，比較分析米星、布特、石頭巴旦、尖嘴黃、鷹嘴、麻殼花粉活力以及柱頭可授性，對實(shí)踐生產(chǎn)中巴旦木人工授粉和親和授粉研究有實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】劉夢婕[5]以14個(gè)巴旦木品種和野生巴旦木花粉為試材，通過懸浮液法、離體培養(yǎng)法和掃描電鏡技術(shù)分別測定了巴旦木花粉量、花粉活力和花粉粒形態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 阿曼尼莎的花粉量最大， Mission的花粉量最小。徐葉挺[6]對6個(gè)巴旦木品種濃帕烈、索奴拉、米森、湯姆遜、尼普魯斯、布特的花粉進(jìn)行貯藏, 然后研究其萌發(fā)率及花粉活力。結(jié)果表明，引進(jìn)巴旦木的花粉在-19℃下貯藏較為適宜。王琳[7]采用干燥法和玻璃化法2 種方法，對晚豐花粉進(jìn)行了超低溫保存，結(jié)果表明，干燥法保存比玻璃化法保存效果更好，超低溫保存時(shí)間對花粉的萌發(fā)率無顯著的影響。【本研究切入點(diǎn)】巴旦木為自交不親和樹種，巴旦木的開花量大，但是坐果率低。研究國內(nèi)外不同品種不同開花天數(shù)花粉活力及柱頭可授性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過I2-KI染色法和離體萌發(fā)法兩種測定花粉活力的方法，以及聯(lián)苯胺-過氧化氫法，研究不同巴旦木的花粉活力及柱頭可授性，為實(shí)踐生產(chǎn)中促進(jìn)授粉受精和相關(guān)研究提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2019年3月下旬進(jìn)行，供試巴旦木品種為新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣佳木國家重點(diǎn)林木良種基地國內(nèi)外的巴旦木優(yōu)良品種米星、布特、石頭巴旦、尖嘴黃、鷹嘴、麻殼，4年生，砧木為毛桃，樹勢健壯。

在天氣良好的時(shí)候試驗(yàn)，在巴旦木開花前1 d選擇次日將開放的花，標(biāo)記巴旦木的枝條。在09：30～10：30采集巴旦木開花前1、1、2、3、4、5和6 d的花各30朵，收集巴旦木的花粉。

1.2 方 法

1.2.1 花粉活力測定

用I2-KI溶液對巴旦木新鮮花粉進(jìn)行染色，有活力的花粉積累淀粉較多，被染成藍(lán)黑色，無活力花粉不含淀粉或積累淀粉極少，呈黃褐色和無色。花粉活力測定用I2-KI染色法[8-10]，分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d對巴旦木的花粉進(jìn)行花粉活力測定。I2-KI法：用解剖針取適量新鮮花粉在載玻片上，滴加1到2滴I2-KI溶液，蓋上蓋玻片，在保濕條件下放在25℃恒溫箱中15 min后，在顯微鏡下觀察巴旦木花粉的染色情況，具有較強(qiáng)活力花粉被染成藍(lán)黑色，較弱的為淡藍(lán)色，沒有活力的花粉不被染色任何顏色。

每一個(gè)樣品做3個(gè)玻片重復(fù)，每個(gè)玻片在顯微鏡下選取3個(gè)視野并用手機(jī)拍照，統(tǒng)計(jì)染上色和未染色的花粉粒數(shù)，計(jì)算花粉的染色率，染色率代表花粉的活力。

花粉活力(%)=(藍(lán)色花粉粒量/總花粉粒量)×100%。

1.2.2 花粉離體萌發(fā)法

通過固體培養(yǎng)基對巴旦木的新鮮花粉進(jìn)行離體萌發(fā)，在顯微鏡下檢測花粉萌發(fā)的情況花粉管長度大于花粉直徑視為花粉粒萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，否則視為不萌發(fā)。采用花粉離體萌發(fā)法測定花粉活力，分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d對巴旦木的花粉進(jìn)行離體萌發(fā)培養(yǎng)[11]?；ǚ垭x體萌發(fā)法測定花粉活力的培養(yǎng)基配制配方為10%蔗糖+0.01%硼酸+1%瓊脂[12-13]，在凝固前用膠頭滴管移取100～150 μL滴于凹面載玻片凹陷處，用解剖針取新鮮花粉于培養(yǎng)基上，放入底部有潮濕濾紙的培養(yǎng)皿中，在25℃黑暗條件下的培養(yǎng)箱培養(yǎng)8 h以上。在顯微鏡下觀察巴旦木花粉萌發(fā)情況(花粉管長度大于花粉直徑視為花粉粒萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，否則視為不萌發(fā))。

每個(gè)樣品做3個(gè)玻片重復(fù)，每個(gè)玻片選取3個(gè)視野并用手機(jī)拍照，統(tǒng)計(jì)萌發(fā)和未萌發(fā)花粉粒數(shù)，計(jì)算花粉的萌發(fā)率，萌發(fā)率代表花粉的活力。

萌發(fā)率(%)=(萌發(fā)的花粉/總花粉粒數(shù))×100%。

1.2.3 柱頭可授性測定

用游標(biāo)卡尺測量巴旦木的花柱長度，研究花柱長度是否與柱頭可授性的有關(guān)[14]。柱頭可授性的測定采用聯(lián)苯胺-過氧化氫法[15-17]。分別于開花前1 d、第1 d、第2 d、第3 d、第4 d、第5 d、第6 d采集巴旦木花朵，取其柱頭，將其完全浸泡在含聯(lián)苯胺-過氧化氫反應(yīng)液(1%聯(lián)苯胺-3%過氧化氫-蒸餾水4∶11∶22)的凹面載玻片凹陷處，在4×10顯微鏡下觀察柱頭的反應(yīng)情況。通過比較氣泡多少來衡量可授性的強(qiáng)弱。若柱頭迅速變成藍(lán)色并有大量氣泡產(chǎn)生，則具有可授性；若柱頭周圍無氣泡產(chǎn)生且未見藍(lán)色，則無可授性。每次各個(gè)品種取10朵花朵，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和SPSS25. 0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同開花時(shí)間巴旦木品種新鮮花粉活力的比較

2.1.1 通過I2-KI染色法比較不同花的開放時(shí)間對花粉活力的影響

研究表明,巴旦木花朵的不同開放時(shí)間對6種巴旦木新鮮花粉的活力影響顯著(P<0.5)，6種巴旦木花粉活力在隨著花朵開花時(shí)間的增長均呈先升后降的趨勢,即呈現(xiàn)單峰狀態(tài)且6個(gè)巴旦木品種的花粉在開花后均在第2 d達(dá)到最大活力；花粉活力從大到小依次為米星63.29%、 布特61.92%、尖嘴黃60.21%、石頭巴旦58.67%、鷹嘴57.23%、麻殼49.50%。花粉活力最大的為米星63.29%，最小的為麻殼49.50%。在第2 d后巴旦木的花粉活力呈下降的趨勢且趨勢明顯；第6 d時(shí)各個(gè)品種的巴旦木花粉活力下降為米星23.63%、 布特27.75%、石頭巴旦20.86%、尖嘴黃25.33%、鷹嘴20.48%、麻殼24.92%。圖1

注： 垂直線代表標(biāo)準(zhǔn)誤差, n≥9; 不同字母表示同 1d不同品種花粉活力的差異顯著(P<0.05)

2.1.2 通過離體萌發(fā)法比較不同花的開放時(shí)間對花粉活力的影響

研究表明,巴旦木花朵的不同開放時(shí)間對6種巴旦木新鮮花粉的活力影響顯著 (P<0.5)，6種巴旦木花粉活力在隨著花朵開花時(shí)間的增長均呈先升高后下降的趨勢即呈現(xiàn)單峰狀態(tài)且6個(gè)巴旦木品種的花粉在開花后均在第2 d達(dá)到最大活力；花粉活力從大到小依次為米星65.80%、尖嘴黃57.57%、布特56.98%、石頭巴旦54.25%、鷹嘴52.39%、麻殼44.08%。花粉活力最大的為米星65.80%，最小的為麻殼44.08%。在第2 d后巴旦木的花粉活力呈下降的趨勢且趨勢明顯；第6 d時(shí)各個(gè)品種的巴旦木花粉活力降為米星20.27%、 布特26.63%、石頭巴旦18.89%、尖嘴黃23.73%、鷹嘴22.33%、麻殼23.22% 。圖2

2.2 不同開花時(shí)間巴旦木品種柱頭可授性的比較

研究表明,巴旦木開花前1 d的花柱較短，花柱長度分別為米星10.91 mm、布特9.88 mm、石頭巴旦9.44 mm、尖嘴黃13.42 mm、鷹嘴11.08 mm、麻殼10.52 mm，其中開花第1 d鷹嘴的花柱長度最大11.08 mm，石頭巴旦的花柱長度最小9.44 mm。米星的花柱長度在第3 d達(dá)到最長11.82 mm，布特的花柱長度在第3 d達(dá)到最長10.97 mm，石頭的花柱長度在第2 d達(dá)到最長11.76 mm，尖嘴黃的花柱長度在第2 d達(dá)到最長14.33 mm，鷹嘴的花柱長度在第2 d達(dá)到最長11.99 mm，麻殼的花柱長度在第3 d達(dá)到最長12.46 mm。當(dāng)花柱達(dá)到最長時(shí)尖嘴黃的花柱長度最長14.33 mm，布特的花柱長度最短10.97 mm。表1

從開花前1 d開始，各個(gè)品種巴旦木柱頭的可授性隨著時(shí)間的延長逐漸增強(qiáng)，開花前1 d柱頭產(chǎn)生的氣泡較少，柱頭可授性較弱; 其中米星第3 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，第3 d米星柱頭可授性最高；布特第2 d、第3 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，第2 d、第3 d布特柱頭可授性最高；石頭巴旦第2 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，說明第2 d石頭巴旦柱頭可授性最高；尖嘴黃第2 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，第2 d尖嘴黃柱頭可授性最高；鷹嘴第2 d、第3 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，第2 d、第3 d鷹嘴柱頭可授性最高；麻殼第2 d、第3 d柱頭產(chǎn)生大量氣泡，第2 d、第3 d麻殼柱頭可授性最高。表2

注： 垂直線代表標(biāo)準(zhǔn)誤差, n≥9; 不同字母表示同1 d不同品種花粉活力的差異顯著(P<0.05)

表1 不同巴旦木品種花柱長度Table 1 Style length of different almonds varieties

表2 不同巴旦木品種柱頭可授性檢驗(yàn)Table 2 Examination of stigmatization of different almonds varietieso

3 討 論

在試驗(yàn)中經(jīng)常用到的檢測花粉活力的方法有兩種，一種為染色法，另一種為離體萌發(fā)法，最常用的快速檢測花粉活力的方法是染色法[18-20]。染色法的特點(diǎn)就是快，但是容易受花粉自有特性影響, 不能準(zhǔn)確表達(dá)花粉的生活力。因此，并不是所有的植物都適合染色法?；ǚ鄣拿劝l(fā)率是鑒定花粉生活力的一項(xiàng)重要指標(biāo)?；ǚ垭x體萌發(fā)法的特點(diǎn)是能直觀區(qū)分花粉的成活與死亡，數(shù)據(jù)真實(shí)，缺點(diǎn)是測定時(shí)間太長，且需要根據(jù)不同的植物花粉來配制最適合花粉生長的培養(yǎng)基[21]。試驗(yàn)中，用I2-KI染色法及離體萌發(fā)法檢測6個(gè)品種的花粉活力，I2-KI染色法適用于檢測巴旦木的花粉活力，該結(jié)果與朱梅玲[22]的報(bào)道一致；離體萌發(fā)法測得的試驗(yàn)結(jié)果與劉夢婕[5]的報(bào)道一致，I2-KI 染色法及離體萌發(fā)測定法適用于巴旦木花粉活力檢測。

研究用I2-KI染色法及離體萌發(fā)測定法測定不同巴旦木品種的新鮮花粉，不同巴旦木品種的花粉活力存在顯著的差異，授粉的質(zhì)量和授粉的成功率由花粉的活力所決定的，在6個(gè)巴旦木品種中以米星、布特、尖嘴黃作花粉活力較高，從理論上說在授粉時(shí)選米星、布特、尖嘴黃作授粉樹能夠提高坐果幾率，而麻殼的花粉活力最低，不太適用于作授粉樹。

授粉成功與否與柱頭可授性時(shí)間的長短有很大關(guān)系，通過對不同巴旦木品種花柱長度進(jìn)行測量，以及用聯(lián)苯胺-氧化氫法測定不同巴旦木品種柱頭可授性，試驗(yàn)結(jié)果表明，石頭、尖嘴黃、鷹嘴在其花開放第2 d花柱長度達(dá)到最大，且具有較強(qiáng)的可授性，米星、布特、麻殼在其花開放第3 d花柱長度達(dá)到最大，且具有較強(qiáng)的可授性，石頭、尖嘴黃、鷹嘴于第2 d受精的可能性最大；米星、布特、麻殼于第3 d受精的可能性最大。

4 結(jié) 論

4.1 不同品種的巴旦木在花開后第2 d花粉活力最大，I2-KI染色法測得開花后第2 d花粉活力最大的為米星63.29%，最小的為麻殼49.50%；離體萌法測得開花后第2 d花粉活力最大為米星65.80%，最小為麻殼44.08%，即花粉活力最大為米星，最小為麻殼。花柱長度最長為尖嘴黃14.33 mm，最短為布特10.97 mm。不同品種巴旦木的柱頭從開花前1 d開始，其可授性隨著時(shí)間的延長逐漸增強(qiáng)隨后減弱，尖嘴黃、石頭巴旦第2 d柱頭可授性最高；布特、鷹嘴、麻殼第2 d、第3 d柱頭可授性最高；米星第3 d柱頭可授性最高。

4.2 在生產(chǎn)上可以將巴旦木花開放后第2 d取其花粉，在石頭、尖嘴黃、鷹嘴花開放后第2 d進(jìn)行人工授粉，在米星、布特、麻殼花開放后第3 d進(jìn)行人工授粉。