北五味子花粉离体萌发及花粉管生长的研究

1、北五味子花粉离体萌发及花粉管生长的研究【摘要】目的研究北五味子花粉在不同培养基组分花粉离体萌发和花粉管生长特性。方法采用正交法设计培养基中蔗糖和硼酸浓度。结果北五味子花粉离体萌发最适宜的培养基为15%蔗糖+30g/L硼酸。在此条件下，花粉萌发率达81.81%，花粉管长度为483.20。结论该方法简便，精细度及重复性均较好。【关键词】北五味子；花粉萌发；花粉管生长五味子属Shisandra隶属于八角目Illiiales五味子科Shisandraeae，约有25种1。北五味子Shisandgahinensis(Turez)Baill为木兰科多年生木质藤本植物，是我国常用名贵中药材，主产吉林、黑龙江

2、、辽宁，习称五味子，俗称山花椒。北五味子味酸、甘，性温，归肺、心、肾经。具有收敛固涩，益气生津，补肾宁心功能。对人体具有益气、滋肾、敛肺、涩精、生津、止渴、益智、安神之成效，主要用于自汗、盗汗、慢性腹泻、痢疾、神经衰弱、头痛健忘、四肢乏力等症，另外还是经济价值较高的野生果树，果实也可用于酿酒，早春的嫩芽也是美味的山野菜，特别是在酿制东北大酱的消费中应用，风味独特。可以说，北五味子是一种多功能、多用处的野生经济植物，开发利用价值高，应用前景非常广阔。随着对北五味子开发利用的不断深化，其原料的需求也逐年增加，五味子的人工栽培面积急剧扩大24。但目前五味子栽培上尚处于由野生转为人工栽培驯化阶段，消费

3、上多采用实生苗建园，植株间的生物学特性、抗性、品质等差异较大，丰产稳产性极差，严重制约了五味子栽培产业的开展。为保证五味子栽培业绩及稳步开展，进展有目的的杂交育种和确立与品种化栽培相适应的栽培形式，从而彻底解决五味子栽培的品种化问题，本实验以北五味子为研究材料，讨论其花粉的离体萌发及花粉管生长情况，以期为五味子杂交育种和确立适宜的栽培形式提供理论参考。1材料于通化师范学院生物系桃源实验基地,采集少量盛开花、多数为即将开放花蕾的北五味子花序,置于冰盒带回实验室，放置室温下待其自然开放，取刚开裂花药中的成熟花粉供实验用。2方法2.1实验处理和花粉活力测定2.1.1硼酸浓度梯度实验把新颖花粉均匀地撒

4、在蒸馏水K和浓度梯度为0，10，20，30，40g/L的硼酸培养基上，盖紧盖玻片后置于25下恒温培养。2.1.2蔗糖浓度梯度实验把新颖花粉均匀地撒在蒸馏水K和浓度梯度为0%，5%，10%，15%和20%的蔗糖培养基上，盖紧盖玻片后置于25下恒温培养。2.1.3花粉萌发率和花粉管长度的检测每处理重复3次，每次随机取3个视野，每视野观察30粒以上。以花粉管长度大于花粉粒直径1/2以上者为萌发标准5，6，统计花粉萌发率%，用目镜测微尺测量花粉管长度，每视野随机测量10个花粉，每处理共测50个花粉管长度，计算其平均值。经SAS统计软件进展实验数据显著性分析。转贴于论文联盟.ll.3结果3.1蔗糖浓度与

5、北五味子花粉萌发生长的关系3.1.1蔗糖从图1可知,随着培养基内蔗糖浓度的增加，花粉萌发率逐渐上升，花粉管长度伸长。当浓度达15%时，花粉萌发率到达最大值，为64.17%，是对照的3.467倍；但浓度超过20%时，对花粉萌发有抑制作用，花粉萌发率急剧下降到37.50%，仅为对照的1.71倍。但不同蔗糖浓度对花粉管生长的影响有所不同，当蔗糖浓度在20%以内时，花粉管生长长度随着蔗糖浓度的增加而增长，浓度为20%时达最大值为498.23，超过该浓度后,花粉管的生长长度又呈逐渐下降趋势。方差分析说明萌发率在10%，15%浓度下与对照，20%，的浓度存在显著差异。虽然花粉管长度在浓度为20%时显著高于

6、其它浓度，但是其萌发率极低，因此最正确蔗糖浓度为10%或15%。3.1.2硼酸在一定浓度范围内，花粉萌发率和花粉管生长随培养基内H3B3浓度的增加而增加，但超过一定浓度时，H3B3对北五味子花粉萌发和花粉管生长度起抑制作用(图2，A)。花粉萌发率最高的H3B3浓度为30g/L，在该培养基内花粉萌发率达47.62%，是对照(培养基中无H3B3)的2.57倍。花粉管生长的最正确硼酸浓度也为30g/L图2，此时花粉管生长长度为471.56。方差分析说明：花粉萌发率在H3B3浓度为10，20和40g/L时萌发率无显著差异；而在30g/L的浓度时长势最好。因此H3B3的最正确浓度为30g/L。3.1.3

7、北五味子花粉离体培养最正确培养条件的选择在单因子实验的根底上，选取对北五味子花粉萌发影响较大的蔗糖、硼酸采用正交实验设计，寻找2因子的最正确组合(见表1)。对表1中数据进展单因素和交互作用分析，实验结果说明：蔗糖各浓度下的北五味子花粉萌发率以15%最高，H3B3各浓度以30g/L最高，花粉萌发率均超过其单独作用效果，花粉最大萌发率达81.81%，花粉管长度达483.20因此最正确的组合培养液为15%蔗糖+30g/LH3B3。用该液体培养基培养时，花粉管生长良好，没有异常现象(见图3A)，但是在浓度过高时花粉管的生长容易出现波浪式弯曲生长(见图3B)。表1北五味子花粉在正交实验中的花粉萌发和花粉

8、管生长略4讨论五味子为雌雄同株异化植物，去雄较方便，不同株系间杂交结实率高，而自花授粉率结实较低，不利于五味子的丰产栽培，此外，五味子花粉萌发易受外部环境条件的影响，低温不利于花粉的萌发。因此，对五味子进展人工辅助授粉，对于进步其产量，具有重要的现实意义。花粉离体培养过程中，其萌发和花粉管生长对培养基中糖列浓度具有严格的要求，浓度过大花粉会发生质壁别离，使花粉不能萌发，过低那么会使花粉壁破裂，被迫吐出内容物，导致花粉失去活力7，本研究结果说明，在未添加蔗糖的培养基内北五味子花粉萌发和花粉管的生长极差，花粉萌发生长不良；浓度高于20%时花粉萌发受到抑制作用。因为高的浸透压容易造成花粉细胞质壁别离

9、，抑制花粉萌发生长。因此，培养基中蔗糖浓度过低或过高均对北五味子花粉的萌发不利；当蔗糖浓度为10%15%时，北五味子花粉内外的浸透压才能保持平衡，从而维持正常的生活力，有利于萌发。在花粉离体培养中参加适量的硼酸是花粉萌发和花粉管生长所必需的。一般情况下，花粉自身所含的硼是缺乏的，自然条件下由柱头和花柱内的硼来补偿8。在花粉离体培养中不同植物种类所需的最适硼酸浓度是不同的。本研究说明北五味子花粉离体培养的最适硼酸浓度是2030g/L，浓度过高和过低均不利于花粉的萌发生长。北五味子花粉离体培养的正交实验说明，培养组分中蔗糖和硼对北五味子花粉萌发和花粉管的生长有显著影响，北五味子花粉离体培养的最正确

10、液体培养基为：15%蔗糖+30g/LH3B3。培养基条件对花粉萌发和花粉管生长有显著的影响。总之，北五味子花粉萌发和花粉管的生长因培养基组分和培养条件的的改变而不同，培养基组分及其浓度对花粉萌发率和花粉管生长长度有很大的影响。只有在培养基内含有必需的矿质营养物质和适宜的萌发条件下，花粉才能正常萌发、生长，但培养基内一些组分浓度过高时，对花粉萌发和花粉管生长起抑制作用；也就是说,北五味子的花粉萌发和花粉管生长不仅需要一个适宜的组分浓度，也需要有一个适应培养的条件。【参考文献】1SithA.ThefailiesIlliialesandShisandraeaeJ.sargenita,1947,7:1

11、.2应国清,俞志明,单剑峰,等.北五味子有效组分的研究进展J.河南中医,2022,25(6):84.3李时珍.本草纲目.北京：人民出版社，1975.4赵利琴.五味子属萜类成分及其生物活性J.时珍国医国药，2022，191：228.5向旭，欧喜良，邱燕萍.EffetsfheialfatrsnlihenpllenviabilityJ.JurnalfGuangdngAgriultureSienes,2000,6:29.6VAKNINY,EiSIKITHD.Effetsfshrt-terstragengerinabilityfpistahipllenJ.PlantBreeding,2000,119:347.7周怀军，安连荣，朱哲峰，等.Exper