王玉娟,何小三,敖婉初,黃建建,左繼林,龔 春
(江西省林業(yè)科學(xué)院,江西 南昌 330013)
油茶Camellia oleifera是山茶科常綠小喬木或喬木,是我國主要的木本食用油料樹種之一。茶油色清味香、營養(yǎng)豐富、耐貯藏,是優(yōu)質(zhì)食用油,也可作為潤滑油、防銹油用于工業(yè)。我國的油茶科技工作者在油茶雜交育種方面做了大量研究工作,但在油茶的品種改良方面仍存在諸多問題,如普遍產(chǎn)量不高,產(chǎn)量不穩(wěn)定等[1-2]。油茶育種仍以常規(guī)育種為主。普通油茶為異花授粉植物,自花授粉率低,對花粉活力及貯藏等的研究是人工授粉、雜交育種的基礎(chǔ),可為解決普通油茶授粉不良落花落果、無性系及不同品種和物種間的雜交提供理論依據(jù)。花粉活力代表著其受精能力,研究油茶花粉活力的報道較多[3-6],但關(guān)于贛無系列油茶花粉活力的研究鮮見報道?;ǚ圪A藏是雜交育種的基礎(chǔ),筆者通過花粉貯藏試驗的研究,旨在得出最有效的花粉貯藏條件,為花期相差較大的品種或物種間的育種研究提供依據(jù)。
材料均來自于江西省林業(yè)科學(xué)院山茶屬種質(zhì)基因庫中所收集的油茶優(yōu)良無性系、優(yōu)良農(nóng)家品種和物種。于油茶花開放當(dāng)天上午,在生長健壯的植株上剪取發(fā)育良好即將成熟的花蕾,連枝采回,放入盛有清水的玻璃瓶中,置于陽光充足、干燥無風(fēng)的房間,水培催花。待花開放,花藥破裂后,用毛筆把花粉輕輕從花藥上刷下備用。
應(yīng)用0.5%TTC(氯化三苯四氮唑)溶液顯色反應(yīng)法鑒定花粉的生活力。具有生活力花粉的脫氫酶在催化去氫的過程中把氫轉(zhuǎn)移到TTC上,TTC與氫結(jié)合后,使有生活力的花粉變成紅色,不顯紅色者是喪失生活力或敗育的花粉。
配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液和硼酸溶液,加入l%的瓊脂配制成不同的培養(yǎng)基,試驗設(shè)計見表1。用玻璃棒滴1滴培養(yǎng)液于玻片,稍冷卻后,用干凈的毛刷沾取少許花粉均勻撒播于培養(yǎng)基表面,所滴培養(yǎng)基表面要厚薄均勻、接近圓形。置于25℃恒溫箱中培養(yǎng)3h后觀察。以花粉管長度超過花粉粒直徑作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計花粉萌發(fā)率。
表1 油茶花粉萌發(fā)率試驗設(shè)計Table 1 Experimental design of pollen germination rate inCamellia
發(fā)芽率=(已發(fā)芽的花粉數(shù)/花粉粒總數(shù))×100%。
花粉、花藥分別在25℃干燥箱、4℃冰箱、-20℃冷凍冰箱、真空25℃干燥箱、真空4℃冰箱、真空-20℃冷凍狀態(tài)下貯藏,于5%蔗糖+0.01%硼酸+1%瓊脂的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),13h、37h、85h、181h、30d、50d、85d、110d、155d、202d、272d后分別測定各個貯藏條件下的花粉萌發(fā)率。
利用TTC法對26個油茶優(yōu)良無性系花粉活力進(jìn)行簡單快速測定,結(jié)果見表2。從表2中可以看出,花粉活力在70%以上的油茶優(yōu)良無性系共有18個,占所測總數(shù)的69.23%。其中,花粉活力最高的無性系為贛70,達(dá)到93.16%;花粉活力在80%以上的有7個無性系,分別為贛70、贛55、贛無2、贛190、贛6、贛石83-4、贛石83-1;花粉活力在70%~80%的有11個無性系,花粉活力在60%~70%的有3個無性系,花粉活力在50%~60%的有5個無性系,花粉活力低于50%的僅1個無性系。
表2 26個油茶優(yōu)良無性系的花粉活力Table 2 Pollen vitalities of 26 superior Camellia clones
對添加有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)硼酸與蔗糖的培養(yǎng)基上花期相近的5種油茶優(yōu)良無性系(贛無1、白皮中子、贛無16、贛無8、贛190)的花粉萌發(fā)情況進(jìn)行觀測,結(jié)果見表3。從表3可以看出,不同質(zhì)量濃度的硼酸和蔗糖處理均能促進(jìn)油茶花粉的萌發(fā),5種油茶優(yōu)良無性系在相同培養(yǎng)基上的萌發(fā)率有差異。贛無1、贛無8和白皮種子在3號處理中的花粉萌發(fā)率均顯著高于其它處理,其萌發(fā)率分別為79.25%、64.17%和78.13%;而贛無16和贛190在5號處理中的花粉萌發(fā)率均顯著高于其它處理,其萌發(fā)率分別為77.08%和77.67%。
表3 不同質(zhì)量濃度硼酸與蔗糖對油茶花粉萌發(fā)率的影響?Table 3 Effect of different mass concentrations of boric acid and sucrose on pollen germination rate in Camellia %
因此,贛無1、贛無8和白皮種子的花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.005%硼酸+8%蔗糖,而贛無16和贛190的花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.01%硼酸+5%蔗糖。
選用贛無1和贛190無性系進(jìn)行花粉貯藏試驗,其花粉和花藥在不同貯藏環(huán)境下萌發(fā)率的變化曲線見圖1。
圖1 贛無1與贛190花粉和花藥在不同保存環(huán)境中萌發(fā)率的變化Fig.1 Changes of pollen germination rates of Ganwu No.1 and Gan No.190 and anthers under different storage conditions
從圖1中可以看出,贛無1花粉和花藥萌發(fā)率的變化曲線均呈下降趨勢;真空25℃干燥箱和真空4℃冰箱保存的花粉最先失去活力,在保存181h后降為0;25℃干燥箱中保存的花粉和花藥活力較低,在85h內(nèi)顯著低于4℃冰箱和-20℃冷凍條件下保存的花粉;在50d時,只有在-20℃冷凍條件下真空保存的花粉的萌發(fā)率保持在50.49%,而其它方式保存的花粉和花藥已經(jīng)失去了活力,在110d時仍在35%以上,在202d時才降為1%。
從圖1中可以看出,贛190花粉和花藥萌發(fā)率的變化曲線均呈下降趨勢;真空25℃干燥箱貯藏的花粉最先失去活力,在85h時活力即降為0;25℃干燥箱中保存的花粉和花藥活力較低,效果不如4℃冰箱和-20℃冷凍條件下保存的花粉;在4℃冰箱、-20℃冷凍條件下,油茶花粉和花藥,在181h內(nèi)活力變化不大,但到30d時,除在-20℃冷凍條件下,真空保存的花粉萌發(fā)率還有30%,其它均為0,而且在-20℃冷凍條件下,真空保存的花粉萌發(fā)率在50d時還有27%,直到85d時才降為0。
由以上結(jié)果可初步得出,在-20℃冷凍條件下真空保存的花粉能保存更長的時間。為證明這一結(jié)果,選用贛55、浙江紅山茶、廣寧紅花油茶、杯形廣寧紅花、恒豐8號及閃光紅山茶做進(jìn)一步試驗,結(jié)果見表4。從表4可以看出,除杯形廣寧紅花和浙江紅山茶外,其它品種在134d時仍能保持較高的花粉萌發(fā)率;在199d時恒豐8號和閃光紅山茶的花粉萌發(fā)率還有57.66%和30.28%,而其它品種已失去活力;直到272d它們?nèi)跃哂幸欢ǖ幕ǚ勖劝l(fā)率,待到325d時均降為0。
為了探索更好的花粉貯藏條件,在以上花粉貯藏試驗基礎(chǔ)上,附加干燥條件做進(jìn)一步試驗,試驗結(jié)果見表5。表5中結(jié)果表明:-20℃真空干燥條件下貯藏花粉總體效果要優(yōu)于-20℃真空貯藏花粉。在貯藏272d時,閃光紅山茶和恒豐8號在-20℃真空干燥貯藏狀態(tài)下,花粉萌發(fā)率分別高達(dá)39.12%和44.00%,顯著高于-20℃真空貯藏條件下的8.27%和14.21%;直到325d,真空干燥貯藏條件下閃光紅山茶和恒豐8號的花粉仍有微弱的活力。總體而言,-20℃真空干燥條件下貯藏的花粉能較長期保存(9個月左右),有利于進(jìn)行油茶的遠(yuǎn)緣雜交。
表4 -20℃冷凍條件下真空保存花粉萌發(fā)率的變化Table 4 Changes of germination rates of pollens stored under the condition of vacuum at-20℃ %
表5 花粉在不同保存環(huán)境中萌發(fā)率的變化Table 5 Changes of pollen germination rates under different storage conditions %
26個油茶優(yōu)良無性系花粉活力快速測定結(jié)果表明,大部分油茶優(yōu)良無性系具有較高的花粉活力,花粉活力在70%以上的油茶優(yōu)良無性系共有18個,花粉活力低于50%的僅1個無性系。
贛無1、白皮中子、贛無16、贛無8、贛190這5個油茶優(yōu)良無性系在相同培養(yǎng)基上的萌發(fā)率有差別。贛無1、贛無8和白皮中子的花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.005%硼酸+8%蔗糖,而贛無16和贛190的花粉萌發(fā)最適培養(yǎng)基為1%瓊脂+0.01%硼酸+5%蔗糖。其它油茶優(yōu)良無性系、優(yōu)良農(nóng)家品種和物種的最適培養(yǎng)基有待進(jìn)一步研究。
通過對油茶花粉不同貯藏條件的研究,發(fā)現(xiàn)-20℃真空干燥條件下貯藏的花粉能較長期保存(9個月左右),花粉萌發(fā)率能保持在40%左右,可用于遠(yuǎn)緣雜交育種。
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