(整理)园艺植物育种学2实验指导-20142

1、园艺植物育种学 2实验指导书适用专业：园艺齐齐哈尔大学2014 年 4 月实验一 园艺植物 花器构造及 开花习性调查一、实验目的1. 花是有性杂交的主要材料， 了解不同园艺植物开花习性的特点， 是准确选择杂 交用的花朵和决定采集花粉，去雄、授粉时间的主要依据。2. 掌握园艺植物花开花习性的主要观察项目和观察方法。二、实验原理 不同园艺植物因自身的发育特点不同其花器构造及开花习性也不相同。 此项 调查可作为识别品种， 制定杂交计划的主要依据， 如准确选择杂交用的花朵和决 定采集花粉，去雄、授粉时间。主要包括花期、花型、花性、花梗、花托、萼片、花朵、雄蕊以及雌蕊等调 查项目，如花梗的长短、花托的形

2、状、萼筒的颜色和形状、花瓣的颜色、大小、 形状、雄蕊的数量和形状以及雌蕊的数量和形状等， 同时还可以根据花器特征来 确定其传媒类型。三、材料每人选取 3种不同园艺植物 （连翘、榆叶梅、黄刺玫、丁香、绣线菊、番茄、 李、苹果等 ），每种园艺植物选取木本植物 2 株，草本植物要选取 5株作为观察 材料。四、用具放大镜、镊子、卷尺、记录本等。五、方法步骤观察项目主要包括：1. 园艺植物种类、科属及观测地点2. 花芽的类型 纯花芽、混合花芽 纯花芽内只有花器官，芽萌发后，只开花结果，不抽生枝条，多数花卉属于 此类； 混合花芽在芽内除有花器官外，还存在枝叶或叶的原始体，开花的同时 可抽生枝条，如悬铃木等

3、。统计花芽的类型。3. 花型或花序类型 包括单瓣、重瓣，大花、小花等。花型的表现对于植物的传粉和结实会产生 影响。统计花型，指出是单花还是花序。4. 花性（性型）： 包括雌雄异株、雌雄同株异花和雌雄同花（两性花） 。有些植物在一个植株 上既有两性花又有单性花； 还有些植物尽管具有两性花， 但表现为雄蕊或雌蕊退 化。统计花性（性型） 。5. 花瓣：花瓣的颜色、形态等表现往往与植物的传粉方式和授粉习性有较大 的关系。如开花时花瓣紧闭者 （金鱼草等） 一般采用自花授粉。 统计花瓣的颜色、 形态、花瓣数目、花冠直径、花蕾颜色。6. 雄蕊和雌蕊： 雄性和雌蕊的生长发育状态、 着生方式与植物的授粉特点、

4、结实能力等有很 大的关系， 观察记录雄性和雌蕊的生长发育状态、 雄蕊和雌蕊的颜色、 着生方式 测定花柱长度、花丝长度、花丝数目、花柱数目、花柱是否开裂（几裂） 。7.花梗：花梗长度、花梗颜色、等。再随机选取 5 株未开放的花序进行标记，观察开 放顺序和计算开花天数（包括单花时间、全花序时间、全株时间） ，并计算花序 花朵数的平均值。 同时记录丛现蕾期到盛花期的花药变化、 子房状态、 胚囊及散 粉孔变化等。8.花期：开花物候期调查 不同的园艺植物其开花时间差异较大，如梅花、玉兰、连翘等在早春开花， 悬铃木、牡丹、芍药等春季开花， 荷花夏天开， 菊花秋天开，蜡梅则怒放于冬季， 而月季、矮牵牛、四季

5、桂等一年四季均能开花。此外，不同品种的始花期、盛花 期、终花期及整个开花过程的长短也不相同。 通过观察明确不同植物及品种的花 期和开花规律对于人工杂交具有重要的指导意义。1）观察开放顺序和计算开花天数（包括单花时间、全花序时间、全株时间）2）每组同学吸轮流每天对植株进行观察，记载当天开放的花朵数以及天气 和温度。3）统计初花期（花开放约 5% ）、盛花期（花开放 25-75%）、末花期（部分 花朵脱落）4）在盛花期，从早上 7 时 30 分到晚上 6 时 30分，每隔 2h 观察一次，开 放的花朵数和温度，统计 1d 内何时开花最多。保护树木，不许攀折六、作业1. 绘制所调查的 3 种园艺植物

6、的花蕾和花朵的形态特征图。2. 自制表格进行花器构造观察描述记载。3. 设计开花物候期观察记载表，内容包括种类、露瓣期、始花期、盛花期、 末花期及 1d 内开花做多的时间和最早开花的部位。实验二 花粉收集、贮藏及花粉生活力测定一、实验目的1. 掌握鲜花粉收集、储藏的方法及原理。2. 观察花粉在人工配制的培养基上的萌发情况， 认识花粉萌发形成花粉管的 外形和伸长过程，为理解植物的生殖过程奠定基础。二、实验原理花期不遇，给杂交工作造成困难， 有的树木和园艺植物可通过延长花期解决， 有的不得不进行花粉储藏，花粉贮藏对某些园林植物杂交育种具有重要的意义。 通过花粉贮藏，它可以使一些迟开花的园林植物和早

7、开花的园林植物进行杂交， 或到较远的地方给母本授粉， 花粉的贮藏与运输可以打破杂交育种中双亲时间上 和空间上的隔离，扩大育种的范围。花粉在贮藏期间的稳定性， 与花粉壁外层 （外壁） 的性质和贮藏期间花粉原 生质的代谢有关。在贮藏期间代谢调较少可溶性糖类和有机酸的花粉能够在较长 期间保持其活力。花粉贮藏的原理在于创造一定的条件，使花粉降低代谢强度， 延长花粉的寿命。花粉寿命的长短，因植物种类不同而异。在自然条件下，大多 数植物的花粉从花药散出后只能存活几小时， 几天或几个星期。 如一般木本植物 花粉寿命很长，如在干燥凉爽的条件下，柑橘花粉能存活4050d，椴树 45d，苹果 1070d，樱桃 3

8、0100d，麻栎一年， 叶培忠教授试验发现杉木的花粉可存 活 17 年之久；而在草本植物中， 如棉属花粉采下后 24h 存活只有 65，超过 24h 很少存活；多数禾本科植物的存活时间不超过一天，如玉米 1 2d，水稻花粉在 田间条件下 3min 就有 50丧失生活力， 5min 后几乎全部死亡， 是寿命最短的例 子。一般在自然条件下自花授粉植物花粉寿命比常异花、 异花授粉植物为短。 花 粉的类型和生活力也表现了相关性， 通常三胞花粉的寿命要比二胞花粉短， 如水 稻等禾本科植物为三胞花粉，寿命都是比较短的。花粉寿命的长短除了上述因种遗传性的差异以外， 还与温度、 湿度有密切的 关系。通常高温高

9、湿下花粉呼吸旺盛， 会很快失去生命力， 但在极干燥的条件下， 花粉失去水分，也不利于保存。据亚达姆斯试验，苹果花粉在干燥状态下，可保 存 3 个月；如放在 2 8，湿度 80的条件下，经过 5 个星期即失去生活力。 维霍夫试验中，丁香的花粉贮藏在干燥器中， 15d 以后发芽率降到 50；至 20d 时，仅有个别花粉发芽；到 30d 时，即全部死亡。因此，暂时不用的花粉，应立 即在适宜的条件下贮藏， 妥善保存。 为保持花粉生活力则人为采取减低其代谢强 度，保持其纯洁性，将其贮存于低温、干燥、黑暗，并较为稳定的环境条件下， 以保持其活力。近年来，在贮藏花粉方面利用超低温 （-192 的液态空气或

10、-196 的液氮）、真空或降低氧分压以及快速冷冻干燥等方法，延长花粉生活力取得良 好的效果及应用。了解花粉的生活力对于农林生产和育种工作具有重要意义。 在生产和杂交工 作中需要进行的人工辅助授粉的杂交授粉，都需要收集和贮藏具有生活力的花 粉，花粉的生活力除受植物本身的遗传决定外， 同时受环境影响。 不同来源的花 粉生活力高低存在很大差异， 花粉生活力的大小是保证杂交成功的关健。 在有性 杂交育种中， 常因父母本花期的不同， 作为父本的花粉必须经过贮藏直到母本植 株开花时在植株开花时在用于授粉； 为了避免杂交工作失误， 在使用远地寄来的 花粉或 一段时间储藏的花粉之前，必须对花粉生命力进行鉴定，

11、以便对杂交成 果进行分析与研究。通常花粉的形态、 花粉中酶的活性以及积累淀粉 （淀粉质花粉） 的多少与花 粉生活力密切相关， 因此可以利用花粉的形态观察， 过氧化物酶、 脱氢酶的活性 高低，淀粉的含量以及在人工培养基上花粉管萌发的情况作为确定花粉生活力高 低的标准。三、实验材料、主要试剂及仪器（一）各种园艺植物花粉 如榆叶梅、黄刺玫、丁香、等植物的花粉（二）主要仪器 载玻片、盖玻片、凹玻片、解剖针、毛笔、棉球、干燥器、硫酸纸级硫酸纸 袋、曲别针、小指形管、标签、标记笔、显微镜、脱脂棉、花粉筛、冰箱、显微 镜、恒温温箱、瓷盘、镊子、培养皿、玻璃棒、玻璃铅笔、凡士林（三）主要试剂硫酸 H2SO4（

12、相对密度 1.45 ）、无水氯化钙、硅胶、碘碘化钾、氯化三苯基 四氮唑、联苯胺、 -萘酚、 Na2HPO4·2H2O、KH2PO4、蔗糖或葡萄糖溶液、 H3BO3、 Ca（NO3）2、MgSO4、KNO3、酒精、碳酸钠、过氧化氢四、实验要求1、查阅相关文献资料，根据所学知识，就实验目的和实验内容设计出可行 的实验方案，设计方案包括：（1）花粉收集方法（2）花粉采集时间（3）花粉采集部位（4）花粉贮藏条件（5）花粉生活力测定方法2、实验方案须交指导教师修改，和指导教师商讨后开始实验。3、设计实验方案前要多查阅文献资料。4、实验完成后，要认真分析实验结果，总结实验成败的因素，写出2000

13、字以上研究小论文五、实验方法与步骤（一）收集花粉选择健壮的植株上正常的花朵， 在开花前一天套硫酸纸袋， 下口用曲别针别 好以免混入其他花粉，第二天花药开裂后收集花粉；或采集开花前一天的花粉， 第二天进行必要的加温处理， 使花药开裂后收集花粉； 或采集开花前一天的花蕾， 第二天进行必要的加温处理， 使花药开裂后搜集花粉。 注意一定要采集花药开裂 前后的新鲜花粉， 对不成熟的幼嫩花药的花粉， 成熟过头的花粉被雨露粘湿的花 粉，有疑问的花粉基杂质要除去。（二）干燥及贮藏花粉采集后置于清洁的环境， 以免菌类侵入引起发霉影响生命力， 并及时干 燥，可放在散光下晾干、阴干或放入盛有 CaCl2（ H2SO

14、4、硅胶、醋酸钾饱和液、 NaOH等）的干燥器中干燥，一般以花粉由相互粘结至极易分散象水一样不粘玻 璃壁为度， 用花粉筛筛去杂质， 根据使用的次数将其分装于数个指形管中， 避免 因启封而使温度、 湿度剧变造成花粉生活力锐减。 一般以 1/5 或更少为宜， 管口 用脱脂棉塞好， 活用双层的干净纱布扎好， 有利于气体交换和过滤气体， 贴好标 签，表明植物品种名称、 采集日期、 地点、贮藏条件（湿、温条件）即统一编号。 然后放入无水氯化钙或不同浓度的 H2SO4 控制的一定湿度的干燥器中，最后把干 燥器置于 02或 0以下的冰箱中贮存。同时设对照，在室内自然温度、 湿度及阳光条件下， 个一定时间进行

15、花粉生 活力测定，比较其差异性。（三）花粉生活力测定鉴定花粉生活力的方法有很多， 概括起来不外下列几种： 一是将待测花粉直 接授粉，最后计算结实数和结籽数； 二是将花粉授到柱头上， 隔一定时间切下柱 头，在显微镜下观察花粉萌发情况， 测定萌发率；三是形态观察； 四是染色观察； 五是在人工培养基上播种花粉， 观察萌发率。 以后三种为主介绍花粉生活力测定 的具体方法。1. 形态观察法 一般把具有品种典型性的花粉（指具有该品种花粉粒的大小、形态色泽等） 作为具有生活力的花粉，把小型的、皱瘪的、畸形的作为无生活力的花粉。形态观察的具体方法是： 首先将花粉置于载玻片上， 在显微镜下查看 5 个视 野，要

16、求被检查的花粉粒总数达 100粒以上， 计算正常花粉粒占总数的比率。 此 法简便易行，但准确性差，通常只用于测定新鲜花粉的生活力。2. 染色观察法（1）碘碘化钾染色法。先称取 0.3g 碘和 1.3g 碘化钾溶于 100ml 的蒸馏 水中，即成碘碘化钾溶液。 取少量花粉振播到用棉球擦净的普通载玻片上， 然 后加水一滴，使花粉散开，再加一滴碘碘化钾溶液，盖上盖玻片，置于显微镜 下观察不同的 5 个视野，凡花粉粒被染成蓝色的表示具有生活力， 呈黄褐色为缺 少生活力的花粉（遇碘变蓝是淀粉的特性） 。（2）氯化三苯基四氮唑（ TTC）法。凡具有生活力的花粉，在其呼吸作用中 都有氧化还原作用， 而无生活

17、力的花粉则无此反应， 因此当 TTC渗入有生活力的 花粉时其脱氢酶在催化去氢过程中与 TTC结合，是污水的 TTC变成 TTF而成红色。磷酸盐缓冲液的配置：在 100ml 的蒸馏水中溶解 0.832g 的 Na2HPO4·2H2O和 0.273g 的 KH2PO4，调整 pH值为 7.17 。TTC溶液配置：取 0.02 0.05g 的 TTC溶解于 10ml 磷酸缓冲液中，放于棕 色瓶中，置于暗处。 取少量花粉于凹玻片的凹槽内或直接放于普通载玻片上， 滴 入 0.5 TTC溶液一两滴，用镊子搅拌均匀，盖上盖玻片，将此片置于 35 40 下 1520min，在显微镜下观察不同的 5

18、个视野，反被染成红色的均为有生活力 的花粉。（3）- 萘酚法 配制药液A. 将0.20g 联苯胺溶于 100ml的 50的乙醇中，盛入棕色瓶中，放暗处备用。B. 0.15 克 -萘酚溶于 100ml 的乙醇中，盛入棕色瓶中，放暗处备用。C. 0.25 克碳酸钠溶于 100ml 蒸馏水中，盛入白色瓶中备用。D. 将以上三种溶液等量混合，即成“甲液” ，盛如棕色瓶中。E. 将 3%过氧化氢，临用前用蒸馏水稀释成 0.3%溶液，即成“乙液”，随配随用。 制片取花粉少许，撒入凹型载玻片的凹点内，滴入“甲液” ，片刻后在滴入“乙 液”， 3 5min 后，在显微镜下观察不同的 5 个视野。凡有生活力的花

19、粉为红色 或玫瑰红色。黄色的（不着色的） ，为无生活力的花粉。3. 发芽实验法此法受花粉萌发的培养基限制。 若有适宜的培养基能精确测定出具有生活力 并能够萌发的花粉粒的个数，还能看到花粉粒发芽的真实情况。（1）悬滴液发芽法把供试花粉播种在一定浓度的培养液液面上， 使其花粉真实地发芽， 以测定 生活力高低的一种方法。 培养液一般都是用蔗糖或葡萄糖溶液， 浓度因物种而不 同，差别很大。 糖液浓度高低是为了调节培养基的渗透压， 防止供试的花粉在溶 液中发生破裂。适合多数园林植物花粉的发芽，通用培养基配方如下：蔗糖 10加 H3BO3100mg/L，C（a NO3）22300mg/L，MgSO4200

20、 mg/L，KNO3100 mg/L， 可配成母液，用时稀释，母液放在冰箱中保存。具体操作方法：配制 10蔗糖溶液，滴一滴于凹玻片上，取少量花粉置于 滴液中，用大头针搅拌均匀， 然后将凹玻片放在培养皿加盖放到 20-25温箱中。 加盖 2h 后花粉即开始萌发， 24h 后在显微镜下检查发芽花粉的百分率。不同物 种的花粉发芽所需的时间不同，如牡丹花粉用15蔗糖溶液在室温条件下，接种后一小时即可观察 。花粉发芽检查在低倍镜下进行，花粉的长度为花粉粒直 径 2 倍以上才算发芽， 一倍以上者算萌芽。（2）培养基发芽法培养基的制备： 在 250ml的烧杯中加入 90ml 蒸馏水，再加入 1g 的琼脂，

21、在酒精灯上加热，使之完全溶解，然后加入定量蔗糖，制成不同浓度（ 5%、10%、 15%、 20%）的蔗糖琼脂培养基（分组加，每组制成一个浓度） ，为了防止水分蒸 发，配制加热的烧杯应加盖。先把水在酒精灯或电炉上加热煮开，倒入琼脂，使之融化，然后倒入蔗糖， 用玻璃棒不断搅拌， 呈透明状即可。 为保持培养的浓度， 可在烧杯上液面处贴上 纸条或用玻璃铅笔沿液面划线标记， 当液面在熬制过程中因水分蒸发下降时应及 时添加蒸馏水， 以保持液面的稳定和培养基的标准浓度， 并将熬制好的培养基溶液连同烧杯放入盛有 35热水的容器中，防止冷却凝固，以备随后使用，即配 成 5%浓度的培养基。同法配成 10%、15%

22、、 20%浓度的培养基。用品消毒： 发芽实验时所用的载玻片、 凹玻片、 镊子等都要在消毒柜中消 毒或在 100条件下煮沸 20min，冷却后取出用酒精棉球擦干放在大培养皿中备 用，经过消毒过的载玻片使用时要尽量减少和手指接触的面积，以减少污染。 花粉的播种与检查： 用玻璃棒蘸取培养基溶液， 立即滴一滴于盖玻片的中 央（直径 1.5-2.0mm），使成为一表面完整的球面（球面越薄越好，否则透光性 差，影响在显微镜下观察） ，当凝固后再进行花粉的播种。播种花粉时， 用经过酒精消毒过的发丝蘸取花粉 （若所用花粉为陈花粉或过 于干燥的花粉时，可在播种前取出一部分在湿气大的培养皿中密闭 15-30min

23、 后 在行播种），轻轻震动（风媒花）或涂抹（虫媒花）在培养基表面。一要注意发 丝不能过重地接触培养基表面， 避免破坏培养基的表面； 二是要注意花粉的分布 要松散、均匀，不能密集成堆， ；三要注意适宜的播种数量。经验证明，花粉太 稀，影响发芽，播种太稠也影响发芽， 一般情况下， 一个显微镜视野以分布 20-50 粒花粉为宜。 播好后将盖玻片翻转， 置于载玻片上的小玻璃环上， 小玻璃环上下 涂上凡士林，环内加 1 第水用于保湿。湿室密封后，应在载玻片上用玻璃铅笔标号， 并进行记录， 记录内容包括花 粉种类、培养基的糖液浓度、采粉时间，播种时间、湿室中滴水的多少。然后全 组集中放在一个大的瓷盘中，用

24、纱布覆盖后加盖，放于 15-25的温箱内 24h 后 进行检查。如果时间允许，最好播后每隔 2-3h 检查一次，直至花粉粒发芽数不 再增加为止，记载花粉发芽数， 以明确不同花粉的发芽的速度和发芽进程。 牡丹 花粉接种后 1h 即可观察。花粉发芽检查在低倍镜下进行，花粉的长度为花粉粒 直径 2 倍以上算发芽，一倍以上者算萌芽。每片应观察 5 个视野花粉数不少于 100 粒以上，计算发芽率，此法每人做 3 片，选发芽情况最好的一片进行发芽情 况的检查。五、思考题1. 详细记载花粉采集及贮存的日期、 花粉名称、花粉收集方法及过程、 花粉 贮藏方法。2. 通过实验总结所采集贮藏的花粉种类的特点。3.

25、用染色法计算花粉生活力（ 5 个视野）。用发芽法计算花粉生活力（ 5 个 视野）。4. 绘一幅花粉粒发芽形态图。附表表 1 0 条件下控制各种湿度所需 H2SO4 的百分比浓度相对湿度0（极干燥）10253550657090H2SO49563.154.148.143.134.829.417.8表 2 几种物质在一定条件下所控制的相对湿度物质温度保持相对湿度 / CaCl2032H2SO4 （相对密度 1.45 ）430硅酸5醋酸钾饱和液22表 3 花粉生活力测定统计表测定方法花粉种类培养基的 糖液浓度采粉时间播种时间湿室中滴 水的 多少有生活力的花粉 / 观察花粉总数花粉生活 力/12345总

26、计碘碘化 钾染色法氯化三苯 基四氮唑 （TTC）法- 萘酚悬滴液发 芽法培养基发 芽法实验三 有性杂交技术一、目的和要求园艺植物有性杂交是创造树新类型的主要方法之一， 本实验是通过品种间杂 交的实际操作，掌握有性杂交技术。二、材料和用具材料：葡萄用具：镊子、小剪刀、纸牌、透明纸袋、授粉器或毛笔、 细棉纱线或回形针、 干燥器、指形管、棉花、酒精（ 70%）、红漆。三、有性杂交技术葡萄1花器结构及开花习性大多数葡萄的栽培品种是完全花， 花很小，着生在复总状花序上 （圆锥花序）， 花冠绿色。上部合生，开花时下部与子房分离，向外卷曲成帽状脱落，雄蕊56个。在栽培品种中，除了完全花品种外，还有“雌能花”

27、品种。这种花的雌蕊 完好，有正常受精能力，而它的雄蕊花粉通常是不育的，没有受精能力。葡萄花芽为混合芽， 着生在结果母枝的叶腋， 枝条的中下部叶腋芽能形成花 芽，但以基部 38 节形成的花芽最佳， 在结果枝上应选择下部的花序供杂交用。新梢下部的花序比上部花序开放早。花蕾一般在上午 611 时开放，以 9 10 时开放最多，一个花序的花期约 35 天，柱头花蕾开放后 46 天内有受精 能力。2杂交技术（1）花粉的收集和贮藏 一般收集葡萄花粉是在晴天的早上，采摘刚开而未经昆虫访问过的父本花 序，在室内用镊子取下花药，这种方法对花的收集较为经济，但较费事；另一方 法是用透明纸袋直接套在未开的父本花序上

28、，待花盛开时，用手多次震动花序， 花药，花粉即落至透明纸袋内。花粉收集以后， 将它们放在吸水能力强的纸上， 清除其中的花丝， 待花药稍 干后，再将它们倒入小瓶或指形管中， 用棉花塞好瓶口， 贴上注明品种和采收日 期的标签，放在干燥器内，置于 0 10的低温条件下保存。（2）去雄和套袋供杂交用的花序应选择发育良好， 着生位置适中的花序。 通常在一个发育充 实的结果枝上生长着两个以上的花序， 最好选用枝条下部发育良好的花序， 除去 上部花序。 由于葡萄是无限花序， 一个花序上的花数一般可达 200 1500 朵。因 此，一穗上开花前后不一致增加了杂交的困难， 影响果实发育， 所以在选定花序后，一般

29、剪去整个花穗尖的 1/4 和付穗，每个花序保留 100150 个花蕾供杂交 用，修剪花序后，当有少数花已开放，要进行疏花疏蕾工作，留下那些大致能在 同一天开放的花蕾。疏穗后应随即去雄。最适去雄时间是开花前23 天，这时花蕾已互相分离而肥大。 颜色为黄绿色。 花瓣和花盘已完全分离， 只用镊子在花 蕾的顶端一夹， 花瓣和花药即可除去。 去雄后， 应检查有无遗漏的花蕾或残存的 花药，然后套上准备好的透明纸袋，扎紧捆绑在结果枝上。套袋用的透明纸袋大小一般长 26 厘米，宽 14 厘米。（3）授粉去雄后 23 天即可进行授粉，这时母本花序的柱头上分泌有大量的粘液， 表示子房已能接受花粉， 而且给花粉创造了良好的发芽条件， 是授粉的最适时机。 授粉宜在晴朗无风的上午 810 时进行。少量花序授粉可用授粉器或毛笔蘸花粉授粉； 大量花序进行授粉时可将花粉放在透明纸袋内，套到去雄的花序上，用手指从纸袋外面向花粉集中处弹23下，于是花粉便在纸袋中飞扬， 约经半分钟， 使花粉均匀的落在每朵花的柱头上 以后即可取出；也可用小型喷雾器，当手