连翘花粉生活力和萌发率研究

摘 要：对校园内栽种的连翘进行试验研究，并对试验结果进行综合分析，为提高连翘的授粉效果和结实率提供理论依据。以连翘花粉为试验材料，采用碘化钾染色法和离体萌发法来探究不同质量浓度的蔗糖、硼酸、氯化钙、蔗糖与硼酸的混合液及不同温度（25 ℃、4 ℃、-20 ℃）对连翘花粉生活力和萌发率的影响。用不同质量浓度的蔗糖溶液来处理连翘花粉，当蔗糖溶液质量浓度为150 g/L时，连翘花粉的生活力和萌发率最高，分别为79.53％、36.48％。用不同质量浓度的硼酸溶液来处理花粉，当硼酸溶液质量浓度为200 mg/L时，连翘花粉的生活力和萌发率最高，分别为85.26％、35.13％。当处理花粉的氯化钙溶液质量浓度为150 mg/L时，连翘花粉的生活力和萌发率最高，分别为80.76％、30.73％。当蔗糖＋硼酸混合液质量浓度为20 g/L（蔗糖）+0.01 g/L（硼酸）时，连翘花粉的生活力和萌发率最高，分别为79.73％、36.32％。在3种温度条件下，随着时间的推移，连翘花粉的生活力和萌发率均呈下降趋势，下降速率表现为25 ℃>4 ℃>-20 ℃，这说明低温能在一定时间范围内保持连翘花粉的生活力和萌发率。

关键词：连翘；花粉；生活力；萌发率

中图分类号：S685.24 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）4-75-5

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.04.014

0 引言

连翘［Forsythia suspensa（Thunb.）Vahl］属木犀科连翘属落叶灌木，别名为黄寿丹、黄花杆等，原产于中国中部、北部，广泛分布于山西省、河南省、陕西省等地，适宜在阳光充足和湿润的地区生长，对土壤没有特别严格的要求，能在山坡上生长［1］。叶片通常为单叶，有些能制作茶叶；根系发达，能起到水土保持作用，是退耕还林先锋树种。连翘在早春开花，具有观赏价值，可作为发展观光农业的优良树种［2］。连翘从根茎到花、果、叶、种子都具有一定价值，可在人们生活中得到合理利用。

我国具有丰富的野生和栽培花卉的种质资源［3］，培育新花卉品种和种质资源如何合理使用是目前具有研究意义的课题。研究花粉活力对新品种选育具有重要的理论意义和实践意义。目前，对花粉生活力的试验研究多是在果树和主要农作物上进行的，而对园林植物花粉生活力的测定试验相对较少。

在高等植物中，花粉作为雄配子体，携带遗传信息，在育种进化和医药制造方面发挥着重要作用，是重要的研究材料［4］。由于花粉萌发率会直接影响植物的结实情况，因而在杂交育种工作中，对花粉的研究是必不可少的。为了能顺利实现人工授粉，对花粉的采集和贮存要做到合规［5］。通常情况下，测定花粉生活力的方法有染色法、离体萌发测定法和田间授粉法。用碘化钾对花粉进行染色，若花粉变为蓝色，则说明该花粉具有正常的生活力；若花粉变为黄褐色，则说明该花粉不具有正常的生活力，是发育不良的畸形花粉［6］。花粉离体萌发测定法作为一项花粉体外萌发测定技术，所用到的培养基的主要成分是蔗糖和硼酸，并可应用于许多植物花粉的研究［7-8］。相关研究表明，离体培养法在花粉生活力测定中的应用相当普遍，在对榆叶梅、杜鹃花、茉莉花等的花粉研究中均有应用［9-11］，但尚未应用于连翘花粉生活力测定。为了探索准确、可靠的连翘花粉生活力和萌发率测定方法，以不同质量浓度的蔗糖、硼酸、氯化钙、蔗糖与硼酸混合液和不同温度为测定条件，通过检测分析上述因素对连翘花粉生活力和萌发率产生的影响，为提高连翘人工授粉效率和连翘结实率提供有力的理论依据与技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用校园内栽种的连翘的花粉作为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 花粉采集

于2018年3月20日9：00采集连翘花朵，不能采摘快要凋谢的花朵，且要将采集的花朵立刻带往实验室以备用。采集花粉时，要用消毒后的镊子来取雄蕊，并将其放在消毒后的培养皿中。

1.2.2 单因素试验

试验1：配制不同质量浓度的蔗糖溶液，分别为0 g/L、50 g/L、100 g/L、150 g/L、200 g/L、300 g/L，并用其对连翘花粉进行处理。试验2：配制不同质量浓度的硼酸溶液，分别为0 g/L、50 g/L、100 g/L、200 g/L、300 g/L、400 mg/L，并用其对连翘花粉进行处理。试验3：配制不同质量浓度的氯化钙溶液，分别为0 g/L、50 g/L、150 g/L、250 g/L、350 g/L、450 mg/L，并用其对连翘花粉进行处理。试验4：配制不同质量浓度的蔗糖＋硼酸混合液，分别为10 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸、10 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸、20 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸、20 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸，并用其对连翘花粉进行处理。试验5：设置不同温度梯度，分别为25 ℃、4 ℃、-20 ℃。

1.2.3 花粉生活力和萌发率的测定

在使用碘—碘化钾染色法来测定花粉生活力时，每个浓度梯度试验重复3次，每一个重复试验要观察3次（每一次观察时，视野内的花粉粒数不能少于100粒），最后可计算出花粉生活力，见式（1）。

花粉生活力（%）=染色花粉数/统计花粉总数×100%                                                                        （1）

测定花粉萌发率时，采用花粉液体培养法对花粉进行培养。首先，对解剖针及其他用具进行消毒灭菌处理，用消毒后的解剖针取少量花粉，并将其置于滴有营养液的载玻片上，再盖上盖玻片。其次，将载玻片放进培养箱中，并在25 ℃环境中培养6 h。再次，用显微镜低倍镜对载玻片上的花粉萌发情况进行观察。判断花粉萌发的依据为花粉管长度大于花粉直径。最后，计算各处理下的花粉萌发率，见式（2）。

花粉萌发率（%）=花粉萌发数/统计花粉总数×100%                                                                        （2）

1.2.4 数据处理

用DPS 7.5软件对试验数据进行处理，并用Excel 2010进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度的蔗糖溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响

不同质量浓度的蔗糖溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响如图1所示。由图1可知，无蔗糖添加时，花粉的生活力最低（60.98%）；当蔗糖溶液质量浓度为150 g/L时，花粉的生活力（79.53%）和萌发率（36.48%）最高。但当蔗糖溶液质量浓度超过150 g/L时，连翘花粉的生活力和萌发率开始逐渐降低，且蔗糖质量浓度为300 g/L时，连翘花粉萌发率（18.88%）要低于对照组。由此可知，当蔗糖溶液质量浓度为0～150 g/L时，连翘花粉的生活力、萌发率与蔗糖的质量浓度呈正相关，而超过此范围后，连翘花粉的生活力和萌发率均会降低。

注：图中所列数据均为平均数，用Duncan法进行检验。图中不同小写字母表示各处理之间在0.05水平上的差异显著（P <0.05），下同。

萌发率的影响

2.2 不同质量浓度的硼酸溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响

不同质量浓度的硼酸溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响如图2所示。由图2可知，在不添加硼酸时，连翘花粉的生活力最低（65.04%）；当硼酸溶液的质量浓度为200 mg/L时，连翘花粉的生活力（85.26%）和萌发率（35.13%）达到最高；当超过此质量浓度后，连翘花粉的生活力和萌发率开始逐渐降低。不同质量浓度的硼酸溶液既会促进花粉萌发，也会导致萌发率降低，并与对照组存在差异，且各个处理之间也存在差异。由此可知，最适连翘花粉萌发的硼酸溶液质量浓度为200 mg/L。

2.3 不同质量浓度的氯化钙溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响

不同质量浓度的氯化钙溶液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响如图3所示。由图3可知，不添加氯化钙时，连翘花粉的生活力最低（68.12%），且随着氯化钙溶液质量浓度的增加，连翘花粉的生活力先升后降。当氯化钙溶液质量浓度为150 mg/L时，连翘花粉的生活力（80.76%）和萌发率（30.73%）均达到最高。当氯化钙溶液质量浓度超过150 mg/L后，连翘花粉的生活力逐渐降低。由此可知，最适宜连翘花粉萌发的氯化钙溶液质量浓度为150 mg/L。当氯化钙溶液质量浓度为350 mg/L时，连翘花粉萌发率为29.07%，且各处理间的差异不明显（P>0.05）；当氯化钙溶液质量浓度为450 mg/L时，连翘花粉的萌发率降至15.47%，低于对照组。由此可知，当氯化钙溶液质量浓度为150～350 mg/L时，连翘花粉的萌发率均显著高于其他处理及对照组。

2.4 不同质量浓度的蔗糖+硼酸混合液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响

不同质量浓度的蔗糖+硼酸混合液处理对连翘花粉生活力和萌发率的影响如图4所示。由图4可知，当混合液的质量浓度为20 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸时，连翘花粉的生活力最高（79.73%）；当混合液的质量浓度为10 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸时，连翘花粉的生活力最低（71.04%）；当混合液的质量浓度分别为10 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸、20 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸时，两个处理之间无显著性差异（P>0.05）。由此可知，最适宜的蔗糖+硼酸混合液质量浓度为20 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸。当混合液的质量浓度为20 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸时，连翘花粉的萌发率最高（36.32%），其次为20 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸，连翘花粉萌发率为33.12%，这两个处理之间显著差异不明显（P>0.05）；当混合液质量浓度为10 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸时，连翘花粉的萌发率最低（19.01%），其次为10 g/L蔗糖+0.02 g/L硼酸，连翘花粉的萌发率为21.37%，这个两处理之间显著差异不明显（P>0.05）。由此可知，最适宜连翘花粉萌发的蔗糖+硼酸混合液的质量浓度为20 g/L蔗糖+0.01 g/L硼酸。

2.5 不同温度处理对连翘花粉生活力的影响

不同温度处理对连翘花粉生活力的影响如图5所示。由图5可知，在不同温度处理下，随着时间的推移，连翘花粉的生活力均会下降，且下降速度随温度的变化而变化。在25 ℃处理下，连翘花粉的生活力下降速度最快；在-20 ℃处理下，连翘花粉的生活力下降较为缓和。连翘花粉生活力总的下降趋势表现为25 ℃>4 ℃>-20 ℃，即低温能在一定时间范围内保持连翘花粉的生活力。