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1、1 枇 杷 花 粉 原 位 萌 发 及 花 粉 管 生 长 特 性 研 究四川农业大学林学园艺学院观赏园艺 04 级李应红指导教师邓群仙（副教授）摘 要： 以大五星为试材，研究花粉原位萌发及花粉管生长特性。结果表明，柱头保持可授性生理状态的持续时间较长（7d） ，与花粉原位萌发时间不一致，间隔期较长（3-4d） ； 大五星自花授粉、自然授粉后花柱上部的花粉管与萌发花粉的比率显著高于中部，而异花授粉后表现不出这种差异。 大五星异花授粉后花粉管正常生长的胚珠比率显著高于自花授粉；正常发育胚珠中花粉管正常生长的胚珠比率极显著高于轻度退化与瘪粒胚珠，花粉管生长正常的胚珠比率在落花与正常发育谢花胚珠间存
2、在极显著差异。大五星枇杷表现出一定的自交不亲和性，受精前障碍是枇杷果实出现不同程度退化种子及退化种子植株遗传多样性丰富的根本原因。关键词： 枇杷；花粉原位萌发；花粉管生长Study on Characteristics of in Situ Pollen Ge rmination and Tube Growth of LoquatHorticulture Department, Forestry and Horticulture College，Sichuan Agricultural University Li Ying-hong Directed by Deng Qun-xian (Ass
3、ociate Professor) Abstract: The characteristics of pollen germination and pollen tube growth were studied by using Dawuxing as test materials. The results showed that: the stigma receptivity lasted about 7 d, and the pollen germination was variance among stigmas, and there were long intervals among
4、different stigmas (3-4d). The rate of pollen tubes reached upper styles to germinated pollens was significantly more than those reached middle styles when the Dawuxing was pollinated in natural conditions as well as self-pollination. But there was no obvious difference in cross-pollination of Dawuxi
5、ng . The percentage of ovules in which pollen tube growth was normal in cross-pollination of Dawuxin g was obviously higher than that in self-pollination. The differences of pollen tube growth were remarkable in these ovules which were normal growth, low-grade degeneration and abnormality , and also
6、between the ovules of fallen flowers and normal sear flowers. The conclusion held that Dawuxing was self-incompatibility to some extent, and pre-fertilization barrier was the basic reason which resulted in serious embryo 2 abortion and the abundant genetic diversity of plants from degenerate seeds.K
7、ey words:Loquat; Pollen germination; Pollen tube growth枇杷（ Eriobotrya japonica Lindl ）每个果实均有 5个心室，每心室各有 2粒种子，但在果实发育过程中，由于各种原因致使多数种子发生不同地退化，最终发育成熟的种子多在34粒，且退化种子植株具有丰富的遗传多样性，这为枇杷选育工作提供了宝贵的材料1。种子败育的胚胎学机制主要有雄性不育，雌性器官不孕，授粉受精不良与胚中途败育，不同植物胚败育的时间、原因及解剖学特征各不相同2。近年来一些研究者应用荧光显微技术对果梅3、梨4,5、中国樱桃及甜樱桃6的花粉在活体柱头上的萌发
8、及花粉管在花柱中的生长特性进行了大量研究，为研究这些果树的育性、胚败育及合理地利用育种材料提供了宝贵的胚胎学资料。但关于枇杷花粉原位萌发和花粉管生长的研究尚未见报道。因此，本研究以 大五星 为材料，对自然授粉、自花和异花授粉后花粉原位萌发及花粉管在花柱与胚珠中的生长情况进行观察，旨在为研究枇杷育性、胚败育及退化种子形成原因提供胚胎学依据。1 材料与方法1.1 材料以四川农业大学园艺生物技术研究中心枇杷园内10年生枇杷为试材，品种为 大五星 ，其连续 3年的平均花粉活力为 64.88%，每个果实中正常种子、轻度退化种子及完全退化种子的粒数分别为 2.47、0.34、7.19，选择发育良好的结果枝
9、及花序进行试验。其异花授粉品种为 龙泉1号 ，其花粉活力为 72.83%。采集大蕾期花蕾，剥出花药，置于25恒温箱培养，散粉后收集花粉置于-20冰柜中备用。1.2 自然条件下授粉后花粉原位萌发、花粉管生长情况观察在盛花期晴天上午，以开花当天（第1d）为标志，在开花当天挂牌270 朵花，分别在第 1d-7d，每天中午取 30 朵花的花柱作花粉原位萌发检测；在第 9d（经预备实验证实在此之后有花粉管的胚珠比率趋于稳定）取30 朵花的花柱及胚珠作花粉原位萌发与花粉管生长情况观察，在第25d（此时花药完全变褐，萼片开始收拢，同一朵花中的胚珠可肉眼区分出大小）取落花（手碰即落）与同阶段正常发育花各30
10、朵，观察胚珠中花粉管生长情况。每次所取材料用冰壶带回实验室后，以每朵花为单位用刀片从花柱基部切取花柱，用解剖针从胎座处挑取胚珠放入同一小瓶中，FAA 固定液（38%甲醛 :冰醋酸 :70%无水乙醇=5:5:90）处理、备用。3 1.3 大五星自花、异花授粉后花粉原位萌发及花粉管生长观察在大蕾期挂牌 70 朵花，自花、异花授粉各30 朵，去雄后用硫酸纸套袋隔离，10 朵作观察对照。在对照花开花后第3d 上午 11：00 左右进行自花（大五星 大五星）和异花授粉（大五星 龙泉 1 号） ，授粉后用硫酸纸套袋隔离，授粉后第5d 取样，并按 1.2 中的方法处理，备用。1.4 花粉原位萌发和花粉管生长
11、观测方法参照杜玉虎等7的方法， 并作部分修改，取出备用花柱、胚珠， 水洗几次后，1mol/LNaOH溶液软化 (25 ,72h )，水洗 3 次后用 0.1%苯胺蓝染色液 (0.1%K3PO4配制)染色 48h。在OLYMPUS-DP70 荧光显微镜下压片观察花粉萌发和花粉管生长情况。用新复极差方法统计分析实验所得数据。2 结果与分析2.1 不同花发育阶段柱头花粉原位萌发比较在开花当天，可在极少数花柱的柱头上可以观察到萌发的花粉，随着花的发育，柱头上有原位萌发花粉的花柱比率逐渐升高，到开花后的第5 天，可以观察到约90%花柱的柱头上有萌发的花粉，且从这之后柱头上有花粉萌发的花柱比率趋于稳定。大
12、五星 Dawuxing0204060801001234567 开花后的天数 The day after flowers opened (d )有萌发花粉的花柱比率TherateofStylewithgerminatedpollen(%)图 1 不同花发育阶段有萌发花粉的花柱比率比较Fig.1 Comparison of rate of style with germination pollen of different floral stages 同时试验表明 大五星 在自然条件下授粉后花粉萌发时期主要集中在开花后的第2-4天，其柱头具可授性的持续时间较长（约7d） ，花粉萌发时间不一致，多数
13、间隔3-4d（图1） 。2.2 大五星自花、异花授粉后花粉原位萌发及花粉管 大五星 异花授粉后花粉在柱头上水合萌发效果优于自花授粉，并且异花授粉后花柱上部、中部、基部的花粉管量与萌发花粉的比率都显著高于自花授粉。自花授粉后花柱上部的花粉管量与萌发花粉的比率都极显著高于花柱中部以及基部，但异花授粉后花柱上4 部、中部及基部间的花粉管量差异不显著（图2-A） 。A020406080100120上部 Upper style中部 Middle style基部 Bottom style花柱的不同部位The different part of style比率Rate(%)自花授粉 Self-pollina
14、tion of Dawuxing异授粉花 Cross-pollination of DawuxingB020406080100120有花粉管的胚珠Embryo with pollen tube花粉管生长正常的胚珠Embryo with normally grew pollen tube不同花粉管发育状况的胚珠 Ovules whose pollen tubes were in different developmental conditions比率Rate(%)图 2 大五星 自花、异花授粉后花粉原位萌发及花粉管生长比较注. A. 花柱不同部位的花粉管量与萌发花粉数的比率；B.有花粉管的胚珠、
15、花粉管生长正常的胚珠与观察总胚珠数的比率。 (图 3 相同) Fig.2 Comparison of pollen germination and pollen tube growth between self- and cross-pollination of Dawuxing Note: A. The ratio of pollen tube in the different part of styles to germinated pollen; B. The ratio of embryo with pollen tubes or normal grew pollen tubes to
16、 total embryos. （The same of Fig. 3）有花粉管的胚珠比率在自花、异花授粉间差异不显著，但异花授粉后花粉管生长正常的胚珠比率显著高于自花授粉（图 2-B） 。综合上述结果表明 大五星 枇杷表现出一定的自交不亲和性，花柱中部与珠孔处为自交不亲和的关键部位。2.3 大五星自然授粉后花粉原位萌发及花粉管生长比较自然授粉后 大五星 单个柱头表面花粉水合萌发的效果较好，且到达花柱上部的花粉管量与萌发花粉的比率显著高于到达花柱中部与基部。花粉管在花柱中生长受到了显著的抑制作用，只有约萌发花粉30%的花粉管能够生长至花柱基部（图3-A；图版， 79） 。A01020304050607080上部 Upper style中部 Middle style基部 Bottom style花柱的不同部位The different parts of style比率Rate(%)B020406080100120有花粉
