●劉 煥（濮陽市林業(yè)科學(xué)院 河南 濮陽 457000）

白玉蘭（Magnolia denudata）系木蘭科木蘭屬落葉喬木，又名玉蘭、木蘭，也是馳名中外的庭院觀賞樹種[1]。白玉蘭是先花后葉的早春觀花樹種，花朵大而美麗，盛放時(shí)壯觀迷人，是我國(guó)特有的名貴觀賞花木。白玉蘭可以抵抗氯氣、二氧化硫等有毒氣體的侵害，適合廠礦地區(qū)栽植。其種子可榨油，花和樹皮可以藥用，木材紋理直，木質(zhì)細(xì)，可做圖板、家具等，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前白玉蘭的繁殖方法中，有性繁殖和無性繁殖成活率都不高，導(dǎo)致白玉蘭的市場(chǎng)供不應(yīng)求。在我國(guó)北方，白玉蘭大多只開花而無種子，這就更加影響其繁殖速率，白玉蘭種子采收量也是制約其推廣的瓶頸之一[2,3]?；ǚ凼莻鬟f父本基因信息的載體，是植物開展雜交育種最基本也是最重要的材料。花粉活力的高低直接影響授粉情況，進(jìn)而影響結(jié)種率。花粉的萌發(fā)情況直接反應(yīng)了花粉生活力的高低，研究花粉活力對(duì)植物的雜交育種、良種選育等各方面都至關(guān)重要[4]。對(duì)植物花粉的活力、超低溫保存技術(shù)、內(nèi)含物、形態(tài)等各方面研究較多，如李慶飛等[5]對(duì)南瓜花粉的貯藏進(jìn)行了研究，周群等[6]對(duì)多個(gè)三角梅的花粉形態(tài)進(jìn)行了研究，俞芹等[7]對(duì)4種木蘭屬植物花粉的萌發(fā)特性進(jìn)行了研究。本試驗(yàn)以白玉蘭新鮮花粉為材料，采用固體培養(yǎng)基萌發(fā)法來篩選適合白玉蘭花粉萌發(fā)的蔗糖和硼酸濃度，旨在為白玉蘭雜交育種的研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

白玉蘭花粉采自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)校園，將花藥開裂前的花朵帶回實(shí)驗(yàn)室，在室內(nèi)自然陰干，收集花粉貯藏于瓶中備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 花粉萌發(fā)單因素試驗(yàn) 以1.5%瓊脂固體培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，蔗糖對(duì)萌發(fā)率的影響試驗(yàn)設(shè)置：蔗糖濃度分別為0 、5%、10%、15%四種梯度。硼酸對(duì)萌發(fā)率的影響試驗(yàn)：硼酸濃度分別為0、0.05%、0.1%、0.5%四種梯度。通過單因素實(shí)驗(yàn)，選出影響花粉萌發(fā)的最佳蔗糖濃度和硼酸濃度。

培養(yǎng)基配制好后，在蓋玻片中央滴1滴培養(yǎng)基，并在雙凹片凹孔中加兩滴蒸餾水。然后在冷卻的培養(yǎng)基上撒上適量花粉，將蓋玻片蓋在雙凹片的凹孔上，并使有花粉粒的一面朝下，之后將載玻片放在25℃恒溫箱中進(jìn)行培養(yǎng)，24h后觀察花粉萌發(fā)情況，花粉萌發(fā)以花粉管長(zhǎng)度超過花粉粒直徑的1/2為標(biāo)準(zhǔn)，每次觀察隨機(jī)選取三個(gè)視野，然后計(jì)算平均值并統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率。

萌發(fā)率=萌發(fā)的花粉數(shù)(粒)/總的花粉數(shù)(粒)×100%

1.2.2 花粉萌發(fā)雙因素試驗(yàn) 雙因素實(shí)驗(yàn)設(shè)置以下處理：蔗糖質(zhì)量濃度采用5%、10%、15%三種梯度，硼酸的質(zhì)量濃度采用0.05%、0.1%、0.5%三種梯度，兩者完全交叉組合，共有9種組合培養(yǎng)基，從中選出最適花粉萌發(fā)培養(yǎng)基。

花粉萌發(fā)的操作方法、結(jié)果統(tǒng)計(jì)同單因素試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蔗糖濃度對(duì)白玉蘭花粉離體萌發(fā)的影響

蔗糖是花粉萌發(fā)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蔗糖含量的高低嚴(yán)重影響花粉萌發(fā)情況[6]。有研究認(rèn)為蔗糖在花粉萌發(fā)中一方面為其提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一方面維持萌發(fā)環(huán)境的滲透壓內(nèi)外平衡，所以蔗糖濃度要適量，過低營(yíng)養(yǎng)不夠，過高則會(huì)使花粉出現(xiàn)質(zhì)壁分離[8-11]。

白玉蘭花粉在不同濃度的蔗糖瓊脂培養(yǎng)基中的萌發(fā)率及其多重比較，見表1。從表1中可以看出，白玉蘭花粉在無糖培養(yǎng)基上也可以萌發(fā)，但萌發(fā)能力很低，平均萌發(fā)率僅有1.4%。當(dāng)蔗糖的濃度為5%時(shí)，花粉平均萌發(fā)率達(dá)到最大，為17.1%，優(yōu)于其他三個(gè)處理。隨著蔗糖濃度的升高，花粉萌發(fā)率則越來越低，但都顯著高于無糖培養(yǎng)基上的萌發(fā)率。這說明蔗糖可以促進(jìn)花粉的萌發(fā)，適量濃度的蔗糖可提高花粉萌發(fā)率，但如果蔗糖濃度過高，反而會(huì)抑制花粉萌發(fā)，這與杜玉虎等[8-11]的研究結(jié)果一致。從表中可以明確看出，白玉蘭花粉萌發(fā)的適宜蔗糖濃度為5%。

表1 蔗糖對(duì)白玉蘭花粉萌發(fā)影響的多重比較

2.2 不同硼酸濃度對(duì)白玉蘭花粉萌發(fā)的影響

硼酸可增加氧的吸收并促進(jìn)糖的吸收和代謝，有利于果膠的合成，因而對(duì)花粉的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用[12,13]。從表2中可以看出，硼酸濃度為0.05%時(shí)，白玉蘭花粉平均萌發(fā)率最高，但隨著硼酸濃度的加大，花粉萌發(fā)率反而降低，但都顯著高于無硼酸的處理，說明適宜濃度的硼酸的確能促進(jìn)白玉蘭花粉的萌發(fā)。由表2可知，硼酸濃度過高或過低都能抑制花粉的萌發(fā)。此試驗(yàn)中白玉蘭花粉萌發(fā)的最佳硼酸濃度為0.05%。

表2 硼酸對(duì)白玉蘭花粉萌發(fā)影響的多重比較

2.3 蔗糖和硼酸組合對(duì)白玉蘭花粉萌發(fā)的影響

通過單因素試驗(yàn)，得出了白玉蘭花粉萌發(fā)的最適宜的蔗糖濃度和硼酸濃度，但蔗糖和硼酸這兩者之間的影響和互相作用機(jī)理尚不清楚，所以進(jìn)行了兩者完全交叉組合實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 蔗糖和硼酸組合對(duì)花粉萌發(fā)影響的多重比較

表3中列出了蔗糖和硼酸的交叉組合的9個(gè)處理，并列出了每種組合的平均萌發(fā)率和組合之間的差異顯著性情況。表3表明，5%蔗糖+ 0.05%硼酸組合的培養(yǎng)基白玉蘭花粉的平均萌發(fā)率最高，為21.8%，優(yōu)于其他組合；10%蔗糖+ 0.05%硼酸組合的培養(yǎng)基花粉萌發(fā)率最低，為14.7%。

從表中可以看出，只有前兩種組合的培養(yǎng)基平均萌發(fā)率達(dá)到了20%以上，但與下面兩個(gè)組合培養(yǎng)基的萌發(fā)率差異性并不顯著。

白玉蘭花粉萌發(fā)情況，見圖1。

圖1 白玉蘭花粉萌發(fā)

3 結(jié)論與討論

花粉離體萌發(fā)需要蔗糖、硼酸以及鈣等多種礦質(zhì)元素，還需要適宜的溫度和濕度，但這些物質(zhì)的濃度不能過高也不能過低，如硼含量過高會(huì)使花粉管破裂，糖分過高會(huì)使花粉細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離[14]。

本實(shí)驗(yàn)的單一因素試驗(yàn)中，白玉蘭花粉萌發(fā)的最佳蔗糖濃度是5%，最佳硼酸濃度是0.05%，蔗糖和硼酸都添加的情況下最佳培養(yǎng)基組合是5%蔗糖+0.05%硼酸。由此可知，白玉蘭花粉萌發(fā)的所需的蔗糖和硼酸濃度都不高，若濃度過高則會(huì)抑制花粉萌發(fā)，合適濃度則促進(jìn)花粉萌發(fā)。蔗糖和硼酸都添加的情況下萌發(fā)情況顯著優(yōu)于只有一種添加物的情況下，說明白玉蘭花粉萌發(fā)需要蔗糖、硼酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

蔗糖單因素試驗(yàn)中，沒有添加硼酸，但花粉還是具有萌發(fā)能力，且不低于對(duì)照不添加硼酸的培養(yǎng)基說明蔗糖雖然不是白玉蘭花粉萌發(fā)的必需添加物，但對(duì)萌發(fā)的影響也至關(guān)重要。

硼酸單因素試驗(yàn)中，最高萌發(fā)率都只有7.6%，整體萌發(fā)水平較低。白玉蘭的近緣種二喬玉蘭的萌發(fā)研究中硼酸濃度在0.01%和0.05%時(shí)花粉萌發(fā)率最好[15]。本試驗(yàn)硼酸濃度為0.05%時(shí)萌發(fā)率最高，更低濃度的硼酸是否更有利于白玉蘭花粉的萌發(fā)則有待進(jìn)一步的研究。本試驗(yàn)花粉萌發(fā)率都不高，可能是因?yàn)榕鹚岷驼崽堑臐舛葷舛绕呋蚱突驖舛忍荻戎g距離過大，也有可能是萌發(fā)溫度不適宜，具體是哪種因素有待進(jìn)一步研究。