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平欧杂种榛亲和性检测研究

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《辽宁林业科技杂志》2015年第二期

1方法

1.1花粉的采集和活力测定雄花序刚刚展开后,收集新鲜花粉置于-20℃保存备用。花粉活力的测定参照胡适宜[5]的琼脂法。花粉活力采用固体培养基离体培养法测定。用胶头滴管吸取液态培养基,在载玻片上滴制成厚度约3mm的半球形培养基。待培养基凝固后,用棉签粘取少量花粉均匀弹播于培养基上,20℃保温、黑暗培养24h,统计花粉萌发率和花粉管长度,以花粉管长度达花粉粒直径一半以上为萌发标准。

1.2授粉取样参照Thompson[6]的方法并略作修改。收集去雄雌花,置于培养皿内,每个父本授粉3~5朵,培养皿内加2层湿滤纸,室温培养24h后,置于4℃冰箱内保存备用。

1.3荧光显微镜观察参照王浩的方法[7]并略作修改。样品取出后用1mol•L-1氢氧化钠浸泡软化10min,用0.1%的水溶性苯胺蓝溶液(0.1g苯胺蓝,0.71gK3PO4,100mL蒸馏水)染色2h。选取基本等长的已授粉花柱用手术刀切下,用镊子将其从紧靠子房端取下后放在载玻片上,滴1滴苯胺蓝溶液,用盖玻片压片,立即置于Olympus荧光显微镜系统观察。数码摄像拍摄荧光显微照片,辐射滤光片使用UG1。

1.4亲和性判定亲和性的判定采用Thompson[6]的方法。根据花粉在柱头上的萌发情况和花粉管在花柱组织中的生长状况判断其亲和程度。授粉24h后花粉管在花柱表面扭曲,生长停滞,深入不到柱头里面的处理为不亲和授粉,花粉管深入到柱头里面并沿花柱道向下生长的处理为亲和授粉。

1.5田间坐果调查在辽宁省经济林研究所普湾新区松木岛实验基地和抚顺章党科研基地,根据不同品种的花期选择不同材料进行杂交或自交,授粉处理选取树冠不同部位的结果枝,在雌花开花前套袋隔离,授粉后统计每种组合的授粉花数,待种子成熟后计算坐果率。以坐果率值在15%以下判定为不亲和,在15%~50%判定为亲和性差,大于50%判定为亲和。

2结果与分析

2.1平欧杂种榛新鲜花粉活力的测定离体培养24h后,花粉在培养基上已充分萌发,见图1。不同品种花粉活力有差异,但差异不大。结果见表1。总的来说,平欧杂种榛雄花新鲜花粉具有较强的活力。供试的6个品种样品的平均花粉活力为84%,其中辽榛9号花粉活力最高,薄壳红最低。品种间花粉活力的差异可能与采样时间和花期有关,但高萌发率说明采集新鲜花粉可以满足花期授粉的要求。

2.2授粉后不同亲和材料柱头—花柱相互作用光显微镜观察授粉后的柱头,花粉呈黄色,花粉管呈绿色。从图2可以看出,亲和授粉有2种不同表现:一种表现为柱头上大量花粉粒已萌发,作用位点花粉管顺利通过乳突细胞,伸入柱头和花柱(图2:A);另一种表现为花粉附着量少,有的花粉管能萌发并顺利通过乳突细胞,伸入柱头和花柱(图2:B),亲和力不佳;两种表现的差异可能与花粉的数量和活力有关。而不亲和的组合表现为柱头上附着的花粉粒少,柱头呈收缩状态,乳突细胞中积满了胼胝质,未见花粉管伸入柱头(图2:C)。

2.3品种间亲和性的荧光检测方法从表2可以看出,6个平欧杂种榛均表现为自交不亲和,不同品种间也会表现出正交或反交不亲和,如薄壳红和辽榛7号;有的品种(品系)间甚至表现为正反交均不亲和,如达维和辽榛9号的组合。在所选的试材中,辽榛7号表现为对其他所测品种(品系)表现为正反交亲和,表现了较好的授粉性能。

2.4品种间亲和性的田间检测方法由表3可以看出,选用的田间亲和性调查组合结果与荧光检验结果(表2)基本一致,证明了荧光检测法在检测品种间亲和性方面具有可行性。这说明无论田间检测和荧光检测都可以为品种亲和性判断提供准确的方法。在田间检测过程中发现杂交榛子间品种自交或杂交不亲和,不一定绝对导致绝收绝产,荧光检测过程中发现不亲和组合中有少量花粉管深入柱头并生长也说明了这一点。

3讨论

平欧杂种榛新鲜花粉表现了很高的花粉活力,这对田间生产过程中自然授粉成功提供了必要条件。通过检测发现,平欧杂种榛品种间新鲜花粉活力有一定差异,但差异不大。欧榛的自交不亲和性属于孢子体型,发生不亲和的部位一般在柱头的表面,这给研究花粉和柱头表面的识别反应提供了便利。花粉落到柱头之后需要经过粘附、水合、萌发和花粉管穿过柱头、在花柱内生长、穿过珠孔等一系列过程,才能实现受精。本试验在授粉后通过荧光显微镜观察平欧杂种榛不同品种间亲和性,发现授粉后,花粉粒在雌蕊柱头上粘附并萌发。此后,平欧杂种榛花粉与柱头的亲和力的表现为不亲和、亲和。对于亲和性的组合,萌发的花粉管深入柱头并伸长生长至下部;对于不亲和的组合,花粉管不能深入柱头,在柱头出现胼胝质沉积。试验中,少量花粉管生长至花柱中下部,表现的亲和力较弱,这可能是由于授粉时花粉的数量少或活力较低引起的,但根据田间表现来看,可以判断为亲和。可见,平欧杂种榛的自交不亲和性也应属于孢子体型。品种间亲和性检测经过田间试验和荧光检测发现,两种方法可以互相佐证,说明两种方法均能鉴定品种间亲和性,但由于田间试验需要样品量大,时间长,操作繁琐,每年可作组合少,在实际应用过程中没有荧光检测法优势明显。因此,用荧光法代替田间法为我们快速准确鉴定品种间的亲和关系,提供了一条有效途径。

作者:刘振盼单位:辽宁省经济林研究所

辽宁林业科技杂志责任编辑:杨雪    阅读:人次