植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响
齐秀娟 张绍铃 方金豹
【摘要】:为给杂交育种和人工辅助授粉提供参考,用花粉离体培养法,研究了不同植物生长调剂对猕猴桃花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:不同植物生长调节物质对花粉萌发和花粉管生长的作用不同。6-BA抑制花粉萌发和花粉管生长;萘乙酸在10mg/L时促进萌发效果最好,抑制花粉管生长;赤霉素在60~90mg/L质量浓度范围内促进花粉萌发和花粉管生长,最适质量浓度为90mg/L;多效唑只有在50mg/L时能促进花粉萌发,抑制花粉管生长;2,4-D在0.5mg/L时促进萌发和花粉管生长,其它质量浓度表现抑制作用;精胺在0.025mmol/L、腐胺在0.05mmol/L时促进猕猴桃花粉萌发和花粉管生长,亚精胺对猕猴桃花粉萌发和花粉管生长表现抑制作用。

关键词:猕猴桃;生长调节剂;花粉萌发率;花粉管生长
中国分类号: S663.4 文献标志码: A 文章编号: 1003--8981(2010)03一0045一06
Effects of plant growth regulators on pollen germination in kiwifruit

Abstract:In order to provide reference for cross breeding and artificial supplementary pollination,effects of different plant growth regulators on pollen germination and pollen tube growth in kiwifruit in vitro. The results showed that the effects of different growth regulators on pollen germination and pollen tube growth were different.8-BA inhibited the pollen germination and pollen tube growth.10mg/L NAA had the best effect of stimulating pollen germination,but inhibited pollen tube growth.60一90 mg/LGA3 stimulated pollen germination and pollen tube growth,and 90 mg/L Was the best mass concentration.Only50mg/L PP333 stimulated pollen germination,but inhibited pollen tube
growth.0.5 mg/L 2 4-D stimulated pollen germination and pollen tube growth,but 2,4-D at the other mass concentrations showed inhibitory action.0.025 mmol/L spermine and 0.05 mmol/L putrecine stimulated pollen germination
and pollen tube growth.However,spermidine showed inhibitory action.
Key wolds:kiwifruit;growth regulator;pollen germination rate;pollen tube growth

全世界猕猴桃属Actinidia Lindl.植物共有52个种,包括16个变种‘1|,研究这些种质资源保育的方法最重要的是保证其生活史能够正常进行。同
时,猕猴桃是雌雄异株的果树,生产中需要严格配置授粉雄株,但有时花期恶劣天气、雌雄花期不遇或授粉昆虫数量不足等原因,常导致其授粉受精不良,而授粉受精是其丰产的基础,如果生产上仅依靠自然授粉的话,就很难获得优质高产,采用人工辅助授粉显得尤为必要。另一方面,在新品种选育过程中,杂交亲本花粉的生命力高低以及是否能够受精会直接影响到育种的效率。因此,如何提高猕猴桃花粉萌发率是一个需要深入研究的课题。花粉萌发除了与本身的质量有关外,也与萌发的环境条件密切相关。现在国内外很多猕猴桃生产地区常采用溶液授粉,并在喷施的花粉悬浮液中添加辅助物质(如生长调节物质)以提高授粉效果。植物生长调节物质是具有调节控制植物体内物质代谢或生理功能的微量有机化合物,它们能改变植物体内源激素间相互平衡关系,对调节果树的生长发育具有重要作用。近年来,多胺被认为是一种新的植物生长调节剂,在植物花蕾的发育、开花、花粉萌发及花粉管生长和坐果等生殖过程中均有一定影响,确认其对许多高等植物的生长发育具有调节作用。关于猕猴桃人工辅助授粉的采粉时期、花粉萌发和贮藏的条件以及Ca(NO3)2、Na6Mo7O24、MnSO4、Nacl、蔗糖、硼酸等因子对猕猴桃花粉的影响前人已做过一些研究,但植物生长调节剂类物质对猕猴桃花粉离体萌发的影响则稀见报道。本试验中以美味猕猴桃花粉为研究材料,探讨植物生长调节剂对其萌发和花粉管生长的影响,旨在为杂交育种和人工辅助授粉等提供参考。

1材料与方法
1.1材料
材料于2009年5月初选用中国农业科学院郑州果树研究所猕猴桃资源圃内自选美味猕猴桃雄株品系“郑雄1号”和“郑雄2号”,其中萘乙酸、赤霉素、多效唑、2,4-D、6-BA试验采用“郑雄1号”,3种多胺试验采用“郑雄2号”。采集位于树冠外围中部的大蕾期中心雄花,用羊皮纸袋包好,迅速带回实验室,用镊子摘下花药,在硫酸纸上均匀摊晾干燥,使其花药自然开裂散粉。待花药充分裂开后收集花粉,装入干燥的小瓶中并密封,将小瓶放人盛有干燥剂的密闭容器中,再放置-20℃冰箱中贮存备用。
1.2方法
1.2.1花粉培养方法
基本培养基参考姚春潮等推荐使用的10%糖+150mg/L硼酸+10mg/L Ca(NO3)24H2O。采用固体培养基培养法,即先按表1中激素种类和浓度配好培养基,调pH值6.5,然后按体积比加入0.8%的琼脂,在微波炉中溶化,趁热用玻璃棒滴一滴培养基于凹形载玻片上,待培养基表面凝固后,用头发丝条播花粉,置于事先准备好的铺了湿滤纸的培养皿中。设定培养温度26℃,培养箱中进行暗培养5小时。以不加生长调节物质的基本培养基为对照,进行猕猴桃花粉培养。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲猕猴桃树体受到高温干旱危害症状

1.2.2统计分析方法
在40X10倍显微镜下观察统计,并用分析测量图象软件Imagepro-Plus进行花粉管长度测量。花粉萌发以花粉管生长长度超过花粉粒直径作为已萌发依据,每处理统计4个视野,每个视野统计花粉不少于20粒,重复4次。在观察花粉萌发过程中,对花粉各个时期的形态进行拍照。利用EXCEL辅助
计算,进行试验数据差异显著性分析。

2结果与分析
2.1萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长的影响由图1可以看出,在10--50 mg/L范围内萘乙酸促进猕猴桃花粉萌发,并且在质量浓度10 mg/L时促进萌发效果最好,此时花粉萌发率达62.8%,与25 mg/L、50 mg/L时的花粉萌发率(分别为39.3%、45.5%)相比,差异达到了显著水平;在质量浓度低于10 mg/L时,对花粉萌发起到明显的抑制作用,在质量浓度为0.5 mg/L时萌发率接近为0,只有零星花粉管萌发。萘乙酸对花粉管的伸长整体而言起到抑制作用,但是除了在质量浓度为0.5 mg/L时抑制作用较强以外,在其它几种质量浓度处理中,抑制作用表现并不明显,与对照相比没有形成显著差异,说明萘乙酸对花粉管生长的抑制作用只有在较低质量浓度时才表现突出。所以在单纯考虑促进猕猴桃花粉萌发时,可选择10 mg/L的萘乙酸质量浓度。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图2赤霉素对花粉萌发和花粉管生长的影响

CK基本培养基。图中不同字母表示在0.05显著水平上差异显著;大写字母表示萌发率显著性,小写字母表示花粉管长度显著性。下同。
CK is base medium.The differemt letters 1Tlean significant differences at 0.05 level;different capital letters mean the sign/ficant level of pollen germination rate and different lowercases nl船n the significant level of pollen tube length.The SalTle aft;below.
图1萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长的影响
Fig.1 Effect of NAb.On pollen germination and pollen tube growth in vitro

2.2赤霉素对花粉萌发和花粉管生长的影响由图2可以看出,G氏对猕猴桃花粉萌发的促进作用表现在2个质量浓度范围内,即60~90 mg/L和400 mg/L,萌发率分别为47.2%~51.6%和40.3%,其萌发率与对照相比差异均达到了显著水平。从花粉管长度来看,在60"--,90 mg/L质量浓度
范围内,花粉管长度分别为168.7肚m和195.9 gm,而在400 mg/L时,花粉管长度为139.8肛m,与对照相比差异不显著。一般地说,花粉管生长长度比花粉萌发率更能代表花粉的代谢活力,与能否完成受精关系更为密切,所以认为赤霉素在60"--90 mg/L质量浓度范围内更有利于猕猴桃花粉的萌发和花粉管的生长,最适质量浓度为90 mg/L。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图2赤霉素对花粉萌发和花粉管生长的影响
Fig.2 Effect of G氏011 pollen germination and pollen tube growth in vitro
2.3 多效唑对花粉萌发和花粉管生长的影响由图3可以看出,多效唑在50 mg/L时能促进猕猴桃花粉的萌发,此时花粉萌发率达到了53.2%,与对照(29.o%)相比差异达到了显著水平。在其它质量浓度时均抑制花粉萌发,说明多效唑在低质量浓度时促进萌发,而在较高的质量浓度范围内抑制猕猴桃花粉萌发。从花粉管生长情况来看,所有质量浓度的多效唑均表现抑制生长,除了在50 mg/L质量浓度时花粉管长度(128.4胂)与对照(138.3llm)没有显著差异外,其它质量浓度时花粉管长度均与对照有显著差异。在质量浓度达到400 mg/L以上时,花粉萌发率为0,并且花粉管无一生长,表现出了较强的抑制作用。所以在单纯考虑促进猕猴桃花粉萌发时,可选择50 mg/L的多效唑质量浓度。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图2赤霉素对花粉萌发和花粉管生长的影响

2.4 2。4一D对花粉萌发和花粉管生长的影响由图4可以看出,2,4-D对猕猴桃花粉萌发的影响同赤霉素,也有2个促进萌发的质量浓度,即0.5mg/L和50 mg/L,萌发率分别为57.4%和65.3%,二者无显著差异,但与对照(29.O%)相比差异均达到了显著水平;在5----25 mg/L范围内,萌发率逐渐加大,但小于对照,在25 mg/L时,与对照差异不显著。从花粉管长度来看,在0.5 mg/L时为180.8弘m,与对照(138.3弘m)差异显著,而在50mg/L时为122.5 pm,低于对照,但未形成显著差异。所以选择2,4一D促进猕猴桃花粉离体萌发时,最佳质量浓度为0.5 mg/L。

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▲图3

Fig.4 Effect of 2,4-D 011 pollen germination and pol。 赫i
ien tube growth in vitro 萎寰互

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▲图4 2 .4-D对花粉萌发和花粉管生长的影响

2.5 6-BA对花粉萌发和花粉管生长的影响 样i
由图5可以看出,6-BA对猕猴桃花粉萌发及花粉管生长均表现较强的抑制作用,在20,--,50 mg/L。
质量浓度范围内,有部分花粉萌发和花粉管生长,萌发率分别为16.1%、14.o%,花粉管长度分别为60.9、40.9呻,与对照差异显著;而在10 mg/L、100mg/L、200 mg/I。质量浓度时,萌发率和花粉管长度均为0,表现出了较强的抑制作用。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图5

2.6精胺对花粉萌发和花粉管生长的影响由图6可以看出,精胺对猕猴桃花粉萌发和花粉管生长的作用表现出大体相同的趋势。在一定浓度范围内,低浓度的精胺抑制猕猴桃花粉的萌发和花粉管的生长;随着浓度的升高抑制作用逐渐减弱;当浓度达到0.025 mmol/L时,萌发率和花粉管长度均达到最大值,表现出促进萌发和花粉管的生长。方差分析结果表明,此时花粉萌发率为63.5%,显著高于对照的45.4%;花粉管长度为136.7弘m,显著高于对照的87.4“m;在浓度达到0.03 mmol/L时萌发率显著高于对照,花粉管长度与对照未达到显著差异;浓度在0.015,~0.020 mmol/L时,花粉萌发率与对照相比无显著差异,但是花粉管长度显著低于对照。表明精胺浓度在0.025~0.030 mmol/L时促进猕猴桃花粉的萌发和花粉管的生长,最适宜浓度为0.025 mmol/L。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图6

2.7亚精胺对花粉萌发和花粉管生长的影响由图7可以看出,亚精胺对猕猴桃花粉萌发和花粉管生长影响基本一直表现抑制作用。在较低浓度范围内随着浓度的升高,抑制作用逐渐减弱,在浓度达到0.05 mmol/L时萌发率甚至高于对照的45.4%,达到了50.4%,但是方差分析结果表明差异不显著,此时花粉管长度仍显著低于对照,由于花粉管生长长度比花粉萌发率更能代表花粉的代谢活力,所以认为在该浓度时仍表现抑制作用。随着浓度的进一步增加,对萌发率和花粉管长度的抑制作用急剧增强,在高于0.1 mmol/L以后花粉萌发率和花粉管长度均为0。亚精胺对猕猴桃花粉管生长的抑制作用强于对萌发的抑制作用。

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲图7

2.8腐胺对花粉萌发和花粉管生长的影响
由图8可以看出,腐胺对花粉萌发和花粉管生长的促进和抑制作用与精胺类似。在较低浓度范围内,随着浓度增加由抑制表现为促进作用,在浓度达到0.05 mmol/L时明显促进花粉萌发和花粉管的生长。方差分析结果表明,花粉管长度达到了147 pm,与对照的136.7 pm差异显著;萌发率达到了51.3%,与对照的45.4%差异显著。可见在浓度为0.05 mmol/L时腐胺能促进猕猴桃花粉萌发和花粉管生长,而且对花粉管生长的促进作用高于对萌发的促进作用。在浓度超过0.05 mmol/L后,腐胺对花粉萌发和花粉管生长均表现抑制作用,在浓度达到0.20 mmol/L后,萌发率和花粉管长度均为0。腐胺表现出了在较低浓度时促进花粉萌发和花粉管生长,在较高浓度时抑制花粉萌发和花粉管生长的特点。

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▲图8

3讨论
植物生长调节剂主要种类有生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯发生剂和乙烯抑制剂、生长延缓剂和生长抑制剂、其它(如茉莉酸、多胺、油菜素内酯、水杨酸、西维因、敌百虫等)[1 8I。关于生长调节物质对不同植物种类花粉离体萌发时表现的影响,报道不一。张绍铃等[19]的研究结果表明,赤霉素、三十烷醇、吲哚乙酸和2,4一D在低质量浓度时能促进梨花粉萌发和花粉管生长,超过一定质量浓度时则起抑制作用,萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长有抑制作用。李晓林[20]的研究结果表明,GA3、NAA、BA和IBA均能在低温条件下显著提高花粉的萌发率,促进花粉管生长。王忠等L21]的研究结果表明,青鲜素、赤霉素和IAA对全球红葡萄花粉均有抑制作用,抑制程度最大的是青鲜素,其次是赤霉素,IAA的抑制作用最弱。Vitaglino等L22]和Vitir等L23]的研究结果表明,低质量浓度的赤霉素对花粉萌发和花粉管生长没有影响,超过50 mg/L时起抑制作用。voyiatzis等[z43认为,赤霉素质量浓度在50---200 rag/L时起促进作用。本研究中发现植物生长调节物质能够影响猕猴桃花粉的萌发及花粉管的生长,但它们是起促进作用还是抑制作用取决于生长调节物质的种类和浓度,如赤霉素在60~90 mg/L质量浓度时能促进花粉萌发和花粉管生长,6-BA抑制花粉萌发和花粉管生长等。
多胺作为植物生长调节剂的一类物质,具有影响核酸代谢、促进蛋白质合成、组成和稳定DNA、RNA的结构和活性的作用,是植物生长发育的调节物[1 6l。目前虽然有关多胺浓度对花粉萌发和花粉管生长有不同效应的机制尚不清楚,但可以确定的是,花粉萌发及花粉管生长是一个极其复杂的生理代谢过程,有许多酶参与,而过量的多胺可能导致生理代谢平衡的破坏,而不利于花粉萌发和花粉管的生长L25]。在本试验中,随着多胺浓度的增加,花粉萌发率和花粉管长度达到0,或者在试验设定的浓度范围内呈现下降趋势,验证了该种说法。罗素兰等[16]的研究结果表明,对于中华猕猴桃花粉,put能促进萌发、抑制生长,spd则促进其萌发与生长,2~8 rag/kg的spm抑制其萌发和花粉管生长,16 mg/kg时抑制作用减弱。这与本研究中结果并不完全一致,其原因可能是猕猴桃种或品种间花粉萌发所需条件的差异所致。陈迪新等L25J研究丰水梨花粉培养中多胺的作用时,发现该3种多胺在低浓度时均能促进花粉萌发和花粉管生长,超过一定浓度后会有抑制作用,而在本研究中,精胺只有在较高浓度下才能促进猕猴桃花粉的萌发和生长,亚精胺始终没有表现出促进作用,腐胺的作用趋势与前者相类似,说明多胺对不同果树树种花粉萌发的影响作用并不十分一致,不同种类的多胺对促进花粉萌发的效应亦有差异,同时表明应用多胺类物质促进猕猴桃花粉萌发或花粉管生长时应具有选择性。
纵观前述,说明不同果树有不同的最佳生长调节剂和其作用浓度,生产上应注意试验研究,切不可盲目借鉴其它植物现有的经验,造成不可避免的损失。基于这些研究,在郑州等猕猴桃产地,如花期预报有高低温、阴雨天等不利于花粉散粉与传播的天气,可在结合人工溶液授粉的时候选择性增加适当浓度的植物生长调节剂类物质,来提高花粉的萌发以及花粉管的快速生长,在不良天气来临之前完成受精作用,以保证坐果率及果形端正、体积增大。但在果园实际应用时,应考虑着药量和吸收量等因素,浓度使用与离体培养试验结果可能不尽一致[26|。

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(猕猴桃授粉)

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲G3猕猴桃花粉

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲阳光金果猕猴桃

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲红心猕猴桃苗

植物生长调节剂对猕猴桃花粉萌发的影响

▲猕猴桃收获

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(猕猴桃花粉)

猕猴桃花粉
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发布日期:2023年10月05日  所属分类:猕猴桃花粉