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植物生长调节剂对紫丁香花粉离体萌发的影响1)

2011-05-31刘雪莲

东北林业大学学报 2011年10期
关键词:花粉管紫丁香赤霉素

刘雪莲

(通化师范学院,通化,134002)

杨晴晴

(扬州大学)

秦佳梅 刘丽娟

(通化师范学院)

紫丁香(Syringa oblata Lindl),木犀科丁香属落叶灌木,原产我国华北地区,在中国已有1 000多a的栽培历史,现已成为庭院中著名的观赏花木,并广泛栽培于世界各温带地区,有栽培品种1 000种以上[1]。近年来,很多学者通过研究植物生长调节剂对花粉萌发和花粉管生长的影响[2-6],确定能促进花粉受精的植物生长调节物质种类及其使用浓度,为提高人工授粉的效率提供了理论依据。目前,植物生长调节剂在紫丁香花粉萌发上的研究未见报道,为此,本文探讨了不同植物生长调节剂对紫丁香花粉离体萌发的影响,以期为紫丁香花粉的生殖生物学研究、植物的杂交育种提供理论依据。

1 材料与方法

供试植物为通化师范学院校园内栽植的紫丁香,于5月盛花期采集新鲜花粉作为试验材料。

采用固体培养法,基本培养基为蔗糖20 g·L-1+硼酸0.06 g·L-1+硝酸钙0.06 g·L-1+琼脂粉 5 g·L-1[7],培养基 pH 值6.0。将添加不同植物生长调节剂的培养基均匀涂抹在载玻片上,采集新鲜花粉,将其抖落在培养基表面,每个培养基用2~3个花蕾,每个处理3次重复,将载玻片放入垫有湿润滤纸的培养皿中,置于25℃条件下培养,3 h后在光学显微镜10倍物镜下观察花粉萌发和花粉管生长情况,以花粉管长度超过花粉粒直径作为萌发标准,每处理统计约100粒花粉和10个花粉管,重复3次。

花粉萌发率=萌发花粉数/观察花粉总数×100%。

选用生产上常用的4种生长调节物质,分别按以下质量浓度配制培养基。试验所用试剂均为分析纯。

赤霉素:25、50、100、200、400 mg·L-1;6-苄基腺嘌呤:10、25、50、100、200 mg·L-1;2,4-二氯苯氧乙酸:5、10、25、50、100 mg·L-1;萘乙酸:5、10、25、50、100 mg·L-1。

以不加生长调节物质的基本培养基为对照,进行紫丁香花粉离体培养。

试验所得数据采用DPS统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 赤霉素对紫丁香花粉离体萌发的影响

赤霉素作用效果如表1所示,其对花粉萌发和花粉管生长的影响趋势基本一致,即在一定质量浓度范围内起促进作用,超过一定质量浓度后则起抑制作用,但其最适宜质量浓度各不相同。其中,赤霉素质量浓度为50 mg·L-1时,紫丁香花粉萌发率最大,为50.81%,显著高于对照;当质量浓度超过50 mg·L-1时,随质量浓度的提高花粉萌发率逐渐降低;赤霉素质量浓度为25~100 mg·L-1时,对花粉管生长起促进作用,花粉管随赤霉素质量浓度的提高而加长;质量浓度为100 mg·L-1时,花粉管最长为0.47 mm,与对照(0.28 mm)相比差异显著;当质量浓度超过100 mg·L-1时,花粉管生长明显受到抑制。一般地说,花粉管生长长度比花粉萌发率更能代表花粉的代谢活力,与能否完成受精关系更为密切,所以认为赤霉素在50~100 mg·L-1内更有利于紫丁香花粉的萌发和花粉管的生长,最适质量浓度为100 mg·L-1。

表1 不同质量浓度GA3对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响

2.2 6-苄基腺嘌呤对紫丁香花粉离体萌发的影响

由表2可见,不同质量浓度6-BA处理的培养基中花粉萌发率和花粉管长度各不相同。低质量浓度的6-BA对花粉萌发和花粉管生长起促进作用,高质量浓度的6-BA对花粉萌发和花粉管生长有显著抑制作用,质量浓度越大抑制作用越强,达到一定质量浓度时,花粉的萌发则完全被抑制。适宜花粉萌发和花粉管生长的质量浓度为10 mg·L-1,花粉萌发率达33.86%,花粉管长度为0.31 mm。

表2 不同质量浓度6-BA对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响

2.3 2,4-二氯苯氧乙酸对紫丁香花粉离体萌发的影响

试验结果见表3,2,4-D对花粉萌发和花粉管生长有显著的抑制作用,随2,4-D质量浓度的提高,花粉萌发率明显下降,花粉管生长受到明显抑制。质量浓度超过10 mg·L-1时花粉萌发率和花粉管长度与对照相比差异达显著水平。不加2,4-D的对照培养基上,花粉萌发率最高为9.46%,花粉管长度为0.28 mm,当质量浓度增加到100 mg·L-1时,萌发率为0。

表3 不同质量浓度2,4-D对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响

2.4 萘乙酸对紫丁香花粉离体萌发的影响

结果如表4所示,NAA在一定质量浓度范围内对花粉萌发和花粉管生长有显著的促进作用,超过一定质量浓度反而起抑制作用,且抑制作用随质量浓度的提高而增强。质量浓度为10 mg·L-1时,花粉萌发率最高为36.02%,花粉管长度为0.34 mm,当质量浓度增加到 100 mg·L-1时,萌发率仅为0.31%,花粉管长度为 0.03 mm。

表4 不同质量浓度NAA对紫丁香花粉萌发和花粉管长度的影响

3 结论与讨论

植物生长调节剂是人工合成的激素具有与内源激素同样的生理功能,对调节植物的生长发育有重要作用。很多学者通过研究植物生长调节剂对植物花粉离体萌发的影响对其花期人工授粉、提高结实率、杂交育种等方面提供了相应的理论支持。研究报道结果显示不同植物其所适宜的植物生长调节剂种类及质量浓度各不相同,同一植物生长调节剂对不同植物花粉离体萌发的影响亦不尽相同。有学者研究认为赤霉素、三十烷醇、吲哚乙酸、6-BA和2,4-D在低质量浓度时能促进花粉萌发和花粉管生长,超过一定质量浓度时则起抑制作用,萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长有抑制作用[2-3,8]。也有试验结果表明,萘乙酸在低质量浓度时起促进作用,超过一定质量浓度时起抑制作用,高质量浓度的赤霉素对花粉萌发有促进作用,低质量浓度的赤霉素对花粉萌发的作用效果不显著[9]。本研究结果与前者相近,即赤霉素、6-BA、NAA 在一定质量浓度范围内对花粉离体萌发起促进作用,超过一定质量浓度后则起抑制作用,其赤霉素适宜质量浓度范围为50~100 mg·L-1,最适质量浓度为 100 mg·L-1。最适 6-BA 质量浓度为 10 mg·L-1,最适 NAA 质量浓度为 10 mg·L-1。2,4-D对紫丁香花粉离体萌发起抑制作用。

目前,有关较低质量浓度的赤霉素和6-BA能促进花粉的萌发和花粉管生长的机制尚不清楚。但已有研究表明,花粉自身富含生长素及赤霉素等生长激素类物质,这些物质的多少对花粉自身的萌发、生长及贮藏寿命均有较大影响,对花粉管在花柱内生长、受精及果实膨大也有重要作用[10]。此外,赤霉素能抑制植物体内生长素分解系统的活动,以保证体内生长素含量水平,因此,一定质量浓度的外源赤霉素处理,能促进花粉萌发和花粉管生长[2]。

本试验条件下同为生长素的NAA和2,4-D对花粉萌发及花粉管生长的影响不同,一定质量浓度的NAA起促进作用而2,4-D却表现出抑制作用,且抑制作用随其质量浓度的增加而增强,结果与其他学者研究结果不同,其原因可能是花粉自身含有2,4-D生长素的质量浓度较高,或者试验误差所至。另外,不同植物生长调节剂组合及其质量浓度配比和低温条件下添加植物生长调节剂对紫丁香花粉萌发的影响还有待于进一步研究。

[1]霍宝贵,张冬梅.紫丁香及其栽培技术[J].内蒙古林业,2008(6):29.

[2]张绍铃,高付永,陈迪新,等.植物生长调剂物质对丰水梨花粉萌发和花粉管生长的影响[J].西北植物学报,2003,23(4):586-591.

[3]薛晓敏,王金政,张安宁,等.植物生长调节剂对旭日桃花粉萌发及花粉管生长的影响[J].园艺园林科学,2008,24(3):274-278.

[4]钱晶晶,曾凡锁,王晓凤,等.培养基组分、激素及pH值对转基因白桦花粉萌发的影响[J].生物技术通报,2008(6):106-109.

[5]李晓林.低温和植物生长调节剂对桃花粉萌发的影响[J].西南农业大学学报:自然科学版,2005,27(4):526-529.

[6]李学强,李秀珍,司凤云,等.不同贮藏条件及生长调节剂对欧李花粉生活力的影响[J].西北植物学报,2007,27(11):2251-2256.

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[9]张义,王亚莉,陈俊才.低温及药剂处理对李花粉生活力的影响[J].湖北农学院学报,2003,23(4):248-250.

[10]岩波洋造.花粉学[M].昭和55年版.东京:讲谈社,1980:58-73.

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