贮藏温度对锥栗花粉生活力的影响

贮藏温度对锥栗花粉生活力的影响

榛子属于壳斗科，属于核桃科，是中国重要的木本粮食树种之一。锥栗果实营养价值很高,含有丰富的淀粉、糖、蛋白质、脂肪、氨基酸、抗坏血酸及胡萝卜素,越来越受到大众的青睐。锥栗为典型的异花授粉植物,要获得优良的锥栗新品种,主要途径之一就是人工杂交育种,而保存花粉是杂交育种过程中的重要环节。锥栗杂交育种普遍存在花期不遇和授粉授精不良的问题,这会致使空苞率高而坐果率低。贮藏花粉可以克服杂交育种中异地杂交和花期不遇的困难。目前,对百合、牡丹、油茶、玉兰、红心杉、桉树的花粉贮藏特性的研究报道较多,而有关锥栗花粉贮藏特性的研究报道则较少。为给锥栗的杂交育种及其花粉资源的保存等方面的研究提供参考,以锥栗花粉为试验材料,对其花粉的贮藏特性进行了试验研究,现将研究结果分析报道如下。1材料和方法1.1试验地自然概况以锥栗‘华栗4号’的花粉为试材,材料采自湖南省郴州市汝城县中南林业科技大学实验基地内7年生正常结果的锥栗优良单株。试验地年平均气温16.6℃,年平均降水量1547.1mm,平均日照1713h,无霜期273d。试验地的水肥条件良好,管理措施和立地条件完全一致。1.2测试方法1.2.1利用牙刷时间于2013年5月采集锥栗‘华栗4号’盛花期的花粉,参照唐静等人的方法,用牙刷刷下花序上的花药,置于硫酸纸上放在100W灯泡下烘烤,把温度控制在30℃左右,花粉散出后用硫酸纸包成小包以备用。1.2.2花粉萌发率的测定将收集到的花粉分别采用离心管自然密封和离心管加入干燥剂(硅胶)密封的不同方式进行密封处理,再将以不同方式密封的花粉分别贮藏于室温和4、-20和-80℃这4种温度环境中,每隔一定时间检测花粉的萌发率,检测前要作冰上解冻处理。1.2.3花粉萌发率测定以花粉萌发率作为花粉生活力的测定指标,运用离体萌发测定法进行测定。以10%蔗糖+1%琼脂+0.005%硼酸为固体培养基,将花粉撒播于培养基上,置于30℃的恒温培养箱中暗培养30h,然后用Olympus显微镜观察其萌发情况。每个处理3次重复,每次重复随机选取5个视野,每个视野观测的花粉粒数不少于50粒。统计时以花粉管长度超过花粉粒直径记为萌发,花粉萌发率的计算公式如下。花粉萌发率(%)=(已经萌发的花粉数/花粉总数)×100。1.2.4处理数据采用Excel软件进行数据处理。2结果与分析2.1花粉贮藏期间萌发率的变化在室温环境中不同干燥条件和贮藏时间下‘华栗4号’花粉的萌发率如图1所示。从图1中可以看出,同样是室温贮藏,因为湿度和贮藏时间不同,故花粉的生活力有差异,花粉活力变化的总趋势为,随着贮藏天数的增加,其萌发率下降,且非干燥贮藏的效果优于干燥贮藏的效果。在室温干燥条件下,‘华栗4号’花粉贮藏9d后其萌发率降为27.4%;贮藏15d后,其萌发率降到了15.7%;贮藏27d后,其萌发率仅为2.4%。干燥贮藏处理的花粉其萌发趋势与非干燥贮藏处理的相似。在室温非干燥条件下,‘华栗4号’花粉贮藏9d,其生活力仍较高,为35.5%;贮藏15d后,其萌发率仍为25.9%;贮藏27d后,其萌发率降至6.4%。总体来看,锥栗‘华栗4号’花粉在室温条件下的贮藏期较短,贮藏27d左右其生活力基本丧失。2.24不同贮藏条件下花粉的萌发率在4℃的温度环境中不同干燥条件和贮藏时间下‘华栗4号’花粉活力的变化情况如图2所示。由图2可知,‘华栗4号’花粉的萌发率随着贮藏时间的延长而降低,且非干燥处理的贮藏效果优于干燥处理的贮藏效果。在4℃干燥条件下,‘华栗4号’花粉贮藏20d后其萌发率降为28.5%;贮藏90d后其萌发率的下降幅度较大,下降了47.9%;贮藏至120d其萌发率仅为3.3%。在4℃非干燥条件下,‘华栗4号’花粉贮藏20d后其萌发率仍较高,为34.5%;贮藏90d后其萌发率的下降幅度亦较大,下降了42.8%;贮藏至120d后其萌发率降至6.3%。与室温贮藏的相比,在4℃低温冷藏条件下,‘华栗4号’花粉的生活力保持较好,贮藏30d后其萌发率仍然较高,非干燥贮藏处理的花粉其萌发率为32.6%,而干燥贮藏处理的花粉其萌发率只有26.9%。2.3-20℃贮藏条件下花粉生活力的变化情况在-20℃的低温环境中不同干燥条件和贮藏时间下‘华栗4号’花粉的萌发率如图3所示。由图3可知,与4℃贮藏条件的相比,在-20℃的低温条件下,花粉的萌发率随着贮藏时间的推移而下降的速度明显减缓,且非干燥处理的贮藏效果优于干燥处理的贮藏效果,其具体变化情况如下:干燥贮藏处理和非干燥贮藏处理的花粉其生活力均一直呈下降趋势;花粉贮藏30d后,干燥贮藏处理和非干燥贮藏处理的花粉其生活力的下降速度间无明显差异;贮藏60d后,干燥贮藏处理的花粉其生活力的下降速度要快于非干燥贮藏处理的;花粉在-20℃下冷冻120d后,干燥贮藏处理和非干燥贮藏处理的花粉其萌发率分别为21.7%和27.5%,而在4℃低温下冷藏120d后的花粉几乎全部丧失了活力;在-20℃低温下贮藏210d后,干燥贮藏处理与非干燥贮藏处理的花粉其萌发率均已降到10%以下。2.4-80℃贮藏条件下花粉生活力的变化情况对在-80℃的低温环境中分别贮藏了30、60、90、120、150、180、210、240、270d的花粉生活力的测定结果如图4。由图4可知,‘华栗4号’花粉萌发率的下降幅度较小,呈缓慢下降趋势,且非干燥贮藏效果优于干燥贮藏效果。在-80℃非干燥条件下,花粉贮藏90d时其萌发率仍较高,为45.4%;贮藏210d后其萌发率降为21.6%;贮藏至270d时其萌发率降至8.1%。干燥贮藏处理的花粉萌发趋势与非干燥贮藏处理的萌发趋势相似。在-80℃干燥条件下贮藏90d后,花粉萌发率降为43.8%;贮藏210d后其萌发率降为17.3%;贮藏至270d时其萌发率仅为5.4%,已不宜用于人工授粉。总体来看,与-20℃的低温条件相比,在-80℃的低温冷冻条件下,花粉的生活力保持较好,贮藏210d后其萌发率仍在17%以上;而在-20℃的低温下冷冻120d后花粉的生活力基本丧失(如图4)。3花粉的生活力一般认为,贮藏温度越低花粉寿命越长。贾文庆等人研究发现,鸢尾花粉在常温贮藏20d后其活力基本丧失,而在-196℃干燥条件下其耐贮藏时间可达400d以上。红花酢浆草花粉在室温贮藏6d后就不再萌发,而在-80℃的真空干燥环境下花粉活力可维持28d。本研究结果表明:在4种贮藏温度条件下,锥栗‘华栗4号’花粉生活力均随着贮藏时间的延长而下降,室温下花粉的生活力下降最快而贮藏时间最短,-80℃下其生活力下降最慢而贮藏时间最长。‘华栗4号’室温贮藏27d后花粉活力基本丧失,这可能因为室内温度较高,花粉内部呼吸作用增强,营养消耗殆尽而亡,同时室温下花粉粒又容易脱水死亡。本试验结果表明,‘华栗4号’花粉在室温贮藏6d后其萌发率仍在34%以上,而郑诚乐等人认为,锥栗‘白露仔’在室温贮藏6d后其萌发率为0,这可能与本试验所用的品种及贮藏时的含水量不同有关。4℃适于‘华栗4号’花粉的短期贮藏,贮藏30d时其萌发率仍在26%以上;而-20、-80℃的低温条件适于‘华栗4号’花粉的长期贮藏,且-80℃下花粉的耐贮藏能力更好,‘华栗4号’在-20℃下贮藏90d时其生活力在26%以上,贮藏210d后其生活力基本丧失,而在-80℃的低温条件下贮藏210d时,‘华栗4号’花粉的生活力在17%以上,贮藏270d后仍有一定的生活力。花粉的生活力除了与温度密切相关外,还受到贮藏环境的湿度、花粉自身含水量的影响。大多数植物的花粉最适贮藏湿度都在60%以下,也有研究发现,有很多物种的花粉在贮藏时的相对湿度不能低于40%,否则,花粉的生活力便很快降低。本研究结果表明:在4种贮藏温度条件