蓖麻花粉活力检测方法及其特性研究.pdf

蓖麻花粉活力检测方法及其特性研究贾娟霞，韩雯毓，乔文杰，莫德乐吐，包双喜，刘 洋，曹文强，何智彪（通辽市农牧科学研究所，内蒙古 通辽 028015）摘要 以通蓖5号、091078为试材，通过花粉离体萌发、染色法、田间授粉测定法测花粉活力，探讨蓖麻花粉检测最适方法，研究温度、湿度、时间对蓖麻花粉活力的影响。结果表明：091078在蔗糖15%+硼酸0.010%的培养基、35 的培养温度下，花粉萌发率最高（75.40%），通蓖5号在蔗糖10%+硼酸0.005%的培养基、30 的培养温度下，花粉萌发率最高（82.08%）；离体萌发试验测定的数据最为精准，但复杂耗时长，TTC染色法相对简单、迅速、方便，田间授粉测定只能定性而不能定量；蓖麻花粉萌发的最适温度为3035，最适湿度为45%55%，在散粉后的34 h时，花粉活力最大，在1213 h后活力降低或丧失。关键词 蓖麻；花粉活力；花粉萌发中图分类号 S565.6文献标志码 A文章编号 1671-0185（2023）04-0335-05Study on the Detection Method and Characteristics ofCastor Pollen ViabilityJIA Juan-xia，HAN Wen-yu，QIAO Wen-jie，Modeletu，BAO Shuang-xi，LIU Yang，CAO Wen-qiang，HE Zhi-biao（Tongliao Institute of Agricultural and Animal Husbandry Science，Tongliao 028015，China）Abstract：Castor pollen viability was determined by means of pollen germination in vitro，staining and field pollination，and the effects of temperature，humidity and time on castor pollen viability were studied.Results showedthat the pollen germination rate of 091078 was the highest by 75.40%under the culture medium of 15%sucroseand 0.010%boric acid at 35，and the pollen germination rate of Tongbi 5 was the highest by 82.08%underthe culture medium of 10%sucrose and 0.005%boric acid at 30.In vitro germination test has the most accurate data，but it is complicated and time-consuming.TTC matching method is simple，rapid and convenient，andfield pollination test can only be qualitative but not quantitative.The optimum temperature for germination of castor pollen was 30-35 and the optimum humidity was 45%-55%.The pollen viability reached the maximum at3-4 h after powder scattering，and decreased or lost at 12-13 h.Key words：Castor；Pollen vitality；Pollen germination蓖麻（Ricinus communis L.）作为世界十大油料作物之一，被誉为极具开发潜力又可再生的“绿色石油”1。随着蓖麻油衍生产品的不断开发利用，蓖麻迎来了属于自己的黄金时代。加快蓖麻新品种选育的进程，选育优质、高产、抗逆性强的蓖麻新品种，提高蓖麻产品的市场竞争力，是蓖麻生产上的迫切需求。花粉是植物有性途径进行遗传物质传递的载体，也是开展人工授粉及新品种培育、种子资源创新的最基本材料2。掌握花粉活力的快速测定方法，找出花粉活力特性是杂交育种中最基础也是最关键的环节3。笔者采用离体萌发法、滴醋酸洋红染色法、I2-KI染色法、TTC染色法和田间授粉测定法，测定2份蓖麻材料花粉活力，明确蓖麻花粉活力的测定法及蓖麻花粉的特性，为今后蓖麻育种工作提供理论基金项目：内蒙古农牧业青年创新基金项目（2018QNJJN19，2021QNJJN02）作者简介：贾娟霞，通辽市农牧科学研究所副研究员，硕士。通讯作者：何智彪，通辽市农牧科学研究所研究员，硕士。DOI：10.14045/ki.15-1220.2023.04.008第38卷第4期内蒙古民族大学学报（自然科学版）Vol.38No.42023年07月Journal of Inner Mongolia Minzu UniversityJuly 2023内蒙古民族大学学报2023年依据。1材料与方法1.1试验材料试材通蓖5号、091078，均系通辽市农业科学研究院蓖麻研究中心所选育的稳定的蓖麻品种（系）。1.2花粉采集法在雄花花序有大量花朵呈含苞待放状态时，除去雌花和多余的已开放或还未到开放状态的雄花进行套袋以待取粉。1.3试验设计1.3.1花粉粒离体萌发试验4-7采用液体培养基法。硼酸质量浓度设150、100、50 mgL-13个水平，蔗糖质量浓度设5%、10%、15%3个水平（表1）。培养温度设25、30、35、40 4个水平，培养湿度设为45%。用胶头滴管分别取9种培养液滴在凹面载玻片上，撒适量新鲜花粉于培养液上混匀，放入恒温培养箱中培养，3次重复，用光学显微镜观察培养24 h后花粉粒的萌发率。计数以花粉管长度超过花粉粒直径作为萌发标准7。花粉萌发率（%）=（视野中花粉萌发数/视野中花粉总数）100%2。表1不同处理培养基Tab.1 Correspondence table of different treatment medium and serial number序号123蔗糖/%555硼酸/%0.0050.0100.015序号456蔗糖/%101010硼酸/%0.0050.0100.015序号789蔗糖/%151515硼酸/%0.0050.0100.0151.3.2染色法8-12试验采取滴醋酸洋红染色法、I2-KI染色法、TTC染色法对2份材料的新鲜花粉进行活力检测。花粉活力（%）=（视野中染色花粉数/视野中花粉总数）100%。1.3.3田间授粉测定法13-14在试验前一天选出即将开花多的分枝穗留下大小一样的即将开放的雄花套袋，在试验当天早上4：00以前再进行一次去雄只留下马上要开放的雄花，于开花当日定时对只有开花第2 d的雌花套袋穗授粉，并记录其授粉花个数，2周后检查其结实率。1.3.4花粉特性研究15-18不同湿度对蓖麻花粉活力影响：采集新鲜花粉分别放置在湿度为35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%，温度为35 的调温、调湿培养箱中进行离体萌发，24 h后测定花粉萌发率。不同散粉时间对蓖麻花粉活力的影响：利用TTC染色法，从雄花刚散粉开始定时测定花粉活力。2结果与分析2.1培养基与培养温度对蓖麻花粉离体萌发的影响通蓖5号经过不同的培养基与培养温度培养24 h后，对其花粉粒萌发情况进行统计分析，结果见表2。通蓖5号的花粉粒在蔗糖10%+硼酸0.005%的培养基、30 的培养温度下，花粉萌发率最高，为82.08%，显著高于同温其他培养基中花粉粒的萌发率；且该培养基在25、35 时，其花粉萌发率也是各自培养温度处理下的最大值，并均显著高于同温其他培养基中花粉粒的萌发率；在40 时，花粉粒虽没有达到该培养温度处理下的最大值，但与最大值差异不显著。因此，可以确定通蓖5号的最适培养基为蔗糖10%+硼酸0.005%的培养基，最适培养温度为30。336表2不同温度及培养条件对通蓖5号花粉萌发率的影响Tab.2 Effects of different temperatures and culture conditions on the germination rate of Tongbi 5 pollen%培养基123温度/2522.18f38.60cd49.23b3032.72f45.40d71.93b3529.25d43.33bcd44.76bc4020.35cd33.94bc37.21b培养基456温度/2561.72a48.01b45.62bc3082.08a45.47d39.47e3560.12a45.37b37.62bcd4039.87ab44.32a33.03bc培养基789温度/2530.72f34.14de43.99bcd3032.54f59.67c45.81d3532.97cd45.62b53.64a4032.27bc20.32cd39.07ab注：不同小写字母表示同一温度下不同培养基花粉萌发率间显著相关（P0.05）。下同。091078经过不同培养基与培养温度培养24 h后，对花粉粒萌发情况进行统计分析，结果见表3。091078的花粉粒在蔗糖15%+硼酸0.010%的培养基、35 的培养温度下，花粉萌发率最高，为75.40%，显著高于同温其他培养基中花粉粒的萌发率；且该培养基在25、30 时，其花粉萌发率也是各自培养温度处理下的最大值，并均显著高于同温其他培养基中花粉粒的萌发率。以此可以确定091078的最适培养基为蔗糖15%+硼酸0.010%的培养基，最适培养温度为35。表3不同温度及培养条件对091078花粉萌发率的影响Tab.3 Effects of different temperatures and culture conditions on the germination rate of 091078 pollen%培养基123温度/2534.74f39.38ef45.34cde3041.31de40.44e40.48cde3542.31de42.69de44.04d4020.99d32.94bc39.74ab培养基456温度/2540.32ef44.52de54.52bc3039.45e45.06cde53.52bc3544.72cd49.20c51.28bc4033.70bc40.54ab46.99a培养基789温度/2548.84c62.03a39.68ef3059.29bc67.40a43.12d3556.29b75.40a43.12d4035.84b36.60b26.96cd通过试验结果发现，不同品种的蓖麻花粉粒萌发需要的培养基和培养温度不一样，在没有达到花粉粒萌发最适的蔗糖质量浓度时，同一蔗糖质量浓度下花粉粒的萌发率会随着硼酸质量浓度的增加而增加。在不同培养温度处理下，在30、35 时，蓖麻花粉萌发率普遍高于在25、40 时的萌发率，在3035 时蓖麻花粉活力最大。2.2不同花粉活力测定法比较3种染色方法均可以使蓖麻花粉粒染色。由染色结果（表4）可知，醋酸洋红染色法、I2-KI染色法对通蓖5号和091078的花粉活力检测结果显著高于离体萌发的花粉萌发率。这是因为醋酸洋红染色法的原理是靠花粉中的脱氢辅酶染色，当花粉失去活力时，酶的活性却仍然存在，从而导致该方法的测定结果偏高；而I2-KI染色法是利用淀粉遇碘呈蓝色来染色，但失去活力时含有淀粉的花粉也会显色，所以所测结果较大；TTC染色法则是利用TTC可被呼吸代谢中的还原酶所还原由无色变为红色来判断花粉活力，即在本次试验中，蓖麻花粉活力测定结果略高于花粉粒离体萌发试验的结果，但两者差异不显著。表44种方