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1、编号： 201502中国农业大学现代远程教育毕业论文（设计）白芷开花习性与花粉特性研究学 生 黄继指导教师 谷医林专 业 农学层 次 专升本批 次 132 次学 号学习中心 自贡广播电视大学工作单位2015 年 9 月中国农业大学网络教育学院制摘 要本次研究川白芷与祁白芷花粉活力、寿命及柱头可授性 , 是为良种选育提供依据。采用 TTC法测定花粉活力及寿命 , 用联苯胺 - 过氧化氢法测定柱头可授性。 经研究发现川白芷与祁白芷花蕾期花粉已具有较高活力 , 随着雄蕊发育 , 二者活力逐渐增强 , 花药开裂盛期花粉活力均达 85%以上 , 且花粉活力均随散粉时间延长而逐渐降低。川白芷不同分枝花序的
2、花粉活力差异较小 , 均维持在 85%左右 ; 祁白芷的花粉活力表现为主茎花序一级分枝花序二级分枝花序 , 整体来看 , 空间位置对花粉活力的影响较小。 川白芷与祁白芷花粉在室温储藏条件下 , 开花后第 5天花粉活力仍保持约 50%,其中川白芷下降幅度大于祁白芷 ;- 20条件下可适当延长花粉活力。 柱头于开花后第 4 天逐渐具有可授性 , 第 6 天最强 , 随后逐渐萎蔫变褐 , 开花后第 10 天不具可授性。结论 : 在进行人工授粉时 , 应选花药开裂盛期的花粉对开花第 6 天的柱头进行授粉。关键词： 白芷 花粉活力 柱头可授性传粉是植物有性繁殖过程的基础 , 指成熟花粉从开裂的花药中散出
3、 , 然后借助一定媒介力量传送到适宜的柱头表面。 在此过程中携带的雄配子体或前体花粉粒被暴露在干燥条件下 , 必须在具有活力前到达适宜的接受柱头。因此花粉活力与寿命、柱头可授性便成为传粉生态学所必须研究的重要内容。近年来 , 药用植物花粉活力与寿命和柱头可授性研究已经引起不少学者的重视 , 如对重楼、肉苁蓉、三七、丹参等药材已经开展大量相关性的工作。药材白芷为伞形科植物兴安白芷 Angelica dahurica( Fisch.ex Hoffm.) Benth.elHook. F. 或杭白芷 A.dahurica( Fisch.exHoffm.) Benth. et Hook.f.var.fo
4、rmosana(Boiss.) Shan etYuan 的干燥根 , 始载于 ?神农本草经 ?。日前市场上的白芷按产地分为祁白芷 ( 河北 ) 、 禹白芷 ( 河南 ) 、 川白芷 ( 四川 ) 、 杭白芷 ( 浙江 ) 四大商品类型。川白芷来源于杭白芷 A.dahurica f.var.formosana, 祁白芷来源于兴安白芷 A.dahurica 。 以往对白芷的研究目前主要集中于栽培、 化学成分等方面 , 而白芷传粉生物学、生殖生态学等方面研究目前还未见报道。本文利用生理生化研究方法 , 探索了不同原变种白芷的花粉活力、寿命及柱头可授性在开花过程中的变化规律 , 旨在掲示白芷传粉生物学
5、基础 , 进一步研究传粉生物学特性、 探讨传粉机制对白芷繁殖的影响 , 以期优化提高种子质量 , 为白芷育种及人工栽培提供重要的理论和实践意义。目 录1 材料与方法 . . 41.1 白芷 . . 41.2 雄蕊及花粉活力的观察 . 41.3 雌蕊发育动态及柱头可授性测定 . 5l.4 数据处理 . . 52 结果与分析 . . 52.l 雄蕊及花粉活力的观察 . 52.1.1 雄蕊发育动态 . 52.2 雌蕊发育动态及柱头可授性测定 . 72.2.l 雌蕊发育动态 . 72.2.2 柱头可授性测定 . 73 讨论 . . 83.1 川白芷与祁白芷花粉活力与柱头可授期的比较 . 83.2 白芷
6、雌雄异熟现象 . 83.3 人工授粉的最佳时期 . 8参考文献： . . 81 材料与方法1.1 白芷白芷（拉丁文名： Angelica dahurica （ Fisch. ex Hoffm. ） Benth. et Hook. f. ex Franch. et Sav），多年生高大草本，高 1-2.5 米，根圆柱形，有分枝，径 3-5 厘米，外表皮黄褐色至褐色，有浓烈气味茎基部径 2-5 厘米，通常带紫色，基生叶一回羽状分裂，复伞形花序顶生或侧生（花期时间在 78 月，直径 10-30 厘米，花序梗长 5-20 厘米，花序梗、伞辐和花柄均有短糙毛；伞辐 18-40 ，中央主伞有时伞辐多至 7
7、0；总苞片通常缺或有 1-2 ，成长卵形膨大的鞘；小总苞片5-10 余，线状披针形，膜质，花白色；无萼齿；花瓣倒卵形，顶端内曲成凹头状；子房无毛或有短毛；花柱比短圆锥状的花柱基长 2 倍），果实长圆形至卵圆形。祁白芷：本种的植物形态与杭白芷一致。 根圆锥形，表面灰黄色至黄棕色， 皮孔样的横向突起散生，断面灰白色， 粉性略差，油性较大（祁白芷主产河北安国，禹白芷主产河南长葛、 禹县。北方的一些省区有栽培，多自产自销，少数调省外）川白芷：该种与白芷的植物形态基本一致，但植株高 1-1.5 米。茎及叶鞘多为黄绿色。 根长圆锥形， 上部近方形， 表面灰棕色， 有多数较大的皮孔样横向突起， 略排列成数纵
8、行， 质硬较重，断面白色，粉性大。 （川白芷主产于四川遂宁、安岳、南川、达县。另河北、河南等省区有栽培）白芷主要生长于东亚季风气候区。主产区华北平原属半湿润、半干旱大陆性季风气候，具有冬寒少雪、春季多风、夏热多雨、秋高气爽等特点。长江中下游平原和四川盆地属亚热带湿润季风气候，具温暖湿润，四季分明特点。海拔多在 50-500 米之间，宜生长于地势平坦，土层浓厚，土壤肥沃， 质地疏松， 排水良好的砂质壤土。 在黏土、 土壤过沙、 浅薄中种植则主根小而分叉多，亦不宜在盐碱地栽培，不宜重茬。试验分别于 2009,2010 年在四川农业大学教学科研农场进行 ; 材料为川白芷 A. dahurica f.
9、var. formosana, 祁白芷 A. dahurica f , 由四川农业大学吴卫教授鉴定。1.2 雄蕊及花粉活力的观察花粉是种子植物花粉粒的总称。单核花粉粒是被子植物的小孢子，成熟花粉粒是被子植物的雄配子体。花粉粒的结构有两层壁，外壁较厚，其上有花纹和颜色，组成外壁的成分中有孢粉素（是类胡萝卜素和类胡萝卜素酯的氧化多聚物的衍生物），性质坚固，具抗酸和抗生物分解的特性；内壁薄，由果胶和纤维素组成。许多植物的成熟花粉粒由生殖细胞和营养细胞组成。在作物杂交育种、作物结实机理和花粉生理的研究中，常涉及花粉活力的鉴定。掌握花粉活力快速测试的方法，是进行雄性不育株的选育、杂交技术的改良以及揭示内
10、外因素对花粉育性和结实率影响的基础。而花粉测定法一般有如下三种：1、 花粉萌发测定法正常的成熟花粉粒具有较强的活力， 在适宜的培养条件下便能萌发和生长，在显微镜下可直接观察计算其萌发率，以确定其活力。2、 碘 - 碘化钾染色测定法多数植物正常的成熟花粉粒呈球形，积累较多的淀粉， I 2 KI溶液可将其染成蓝色。 发育不良的花粉常呈畸形， 往往不含淀粉或积累淀粉较少， I 2 KI溶液染色呈黄褐色。因此，可用 I 2 KI 溶液染色来测定花粉活力。3、 氯化三笨基四氮唑 （ TTC） 法具有活力的花粉呼吸作用较强， 其产生的 NAD H2或 NADPH2可将无色的 TTC（ 2,3,5- 氯化三
11、笨基四氮唑）还原成红色的 TTF（三笨基甲），而使其本身着色， 无活力的花粉呼吸作用较弱， TTC的颜色变化不明显， 故可根据花粉吸收 TTC后的颜色变化判断花粉的生活力。此次选择一级分枝花序上 20条小花 , 观察雄蕊发育动态及花药散粉行为。采用 TTC法测定花粉活力 。采集一级分枝花序的花粉进行 5个不同的雄蕊发育时期、 3种不同储藏条件下花粉活力的比较。采集主茎顶花、一级分枝的花序、二级分枝的花序花药开裂盛期的花粉进行不同空间位置花粉活力的比较。每级花序的测定重复 3次。1.3 雌蕊发育动态及柱头可授性测定选择一级分枝花序上的 20 条花 , 每天观察柱头的变化情況 , 如分叉的角度、
12、颜色 , 同时观察柱头分泌液的変化。采用联来成一过氧化氧法测定开花当天及第 2,4,6,8,10 天 柱头活力。l.4 数据处理所有数据均采用 SPSS 13.0 软件 One-way AN0- VA 和 Univariate 方法进行分析 , 采用 LSD法进行数据差异显著性多重比较。2 结果与分析2. l 雄蕊及花粉活力的观察2. 1. 1 雄蕊发育动态观察发现 , 白芷雄蕊的变化可以分为以下 6 个阶段 : 花蕾期 ( 花蕾紧闭 , 花丝折叠 ) ; 花药露出期 ( 此时花瓣由绿转白、由银合状开始向外膨松 , 可明显看见个别花药 ); 花丝伸长期 ( 开花前期 , 个别花药伸展露花瓣外
13、); 花药开裂初期 ( 花丝与花药呈“丁”字形 , 花药逐渐开裂 ); 花药开裂盛期 ( 花药完全开裂 , 并呈放射状 ); 花败期 ( 花药干缩期 ) 。 同一朵花的 5 个雄蕊散粉顺序不同步 , 当 1 个雄蕊伸长散粉后 , 通常位于相对位置的雄蕊开始伸长散粉 , 或者时间上略微滞后 ,1个花药从花药开裂初期至散粉完毕需要约 30 min。 5 个雄蕊通常 12d 先后萎薄脱落 , 这种不同步散粉延长了单花的“花粉寿命” 。2.l.2 不同雄蕊发育阶段花粉活力不同雄蕊发育阶段的花粉活力存在差异 , 花蕾期花粉已具有较高的活力 , 此时川白芷的花粉活力为 70.7% , 祁白芷为 64.7%
14、 ; 随着雄蕊的发育 , 活力逐渐增强 , 花药开裂盛期花粉活力达 85%以上 , 其中川白芷为 84.5%，祁白芷为 89.3%。川白芷与祁白芷比较 , 其花蕾期花粉活力大于祁白芷 , 花药开裂盛期则反之 , 花药露出期二者活力相当 , 二者整体差异较小。方差分析表明不同的雄蕊发育阶段对花粉活力影响显著 (P 90 , 柱头扁平 , 其中川白芷大部分花盘仍分泌蜜汁 , 而祁白芷仅小部分花盘分泌蜜汁 ; 第 10天雌蕊反曲 , 两花柱角度 180 , 约 25%的柱头开始变褐 , 无黏液 ; 第 12天两花柱的角度 180 , 反贴于子房上 , 约 50%柱头变褐萎蔫 ,2 个柱头中常见 1个先变褐。2.2.2 柱头可授性测定川白芷与祁白芷开花当天及第 2 天柱头均不具有活力 , 开花第 4 天花柱开始伸长 , 部分柱头逐渐具有活力 , 通常于开花第 6 天柱头活力最佳 , 此时两花柱的角度介于 60 90 , 蜜腺分泌大量蜜汁 ; 开花第 8
