PEG对胡萝卜花粉离体萌发的影响

来源:用户上传      作者: 宋红霞 吴旭艳 武喆 张光星

　　摘 要：研究了不同分子量的PEG（聚乙二醇）对胡萝卜花粉离体萌发的影响。试验结果表明，不同分子量的PEG对花粉离体萌发率的影响不同，PEG-6000较其他2种分子量的PEG促进花粉萌发的效果要好；3种分子量PEG的最适浓度不尽相同，其中 PEG-6000促进胡萝卜花粉萌发的最佳浓度为100 g/L，而PEG-4000和PEG-10000促进胡萝卜花粉萌发的最佳浓度均150 g/L。
　　关键词：PEG；胡萝卜；花粉萌发
　　 聚乙二醇（PEG）是一种高分子渗透剂，能使花粉内膜结构发生变化，改变膜表面的电荷，提高膜的柔软程度和通透性，从而促进花粉萌发和花粉管伸长[1]。周莉花等[2]报道，PEG能明显促进腊梅花粉萌发，一般的离体萌发培养基上花粉萌发率很低，只有向离体萌发培养基中添加PEG，花粉萌发率和花粉管质量才有显著提高。何琪等[3]发现花粉萌发率随着培养基内PEG-4000浓度的增加而增加，当PEG-4000浓度达到15%时，萌发率和净萌发率均达到最高，分别为68.24%和25.96%，当浓度继续上升时，萌发率降低，但降低幅度并不明显。
　　 胡萝卜花粉在一般的培养基上基本不萌发，只有添加了PEG后才能萌发[4]。本试验旨在研究不同分子量及不同浓度的PEG对胡萝卜花粉离体萌发的影响，并进一步确定影响胡萝卜花粉萌发的PEG最适分子量及最适浓度，为进一步开展胡萝卜花粉研究及新品种选育提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　 山西农业大学园艺学院胡萝卜育种课题组提供的自交系09314花粉。
　　1.2 试验设计
　　 试验设PEG分子量及其浓度2个因子，PEG的分子量有4000、6000和10000三个水平，浓度分别为50，100，150，200，250 g/L，共5个水平。PEG-4000按浓度依次编号为1，2，3，4，5；PEG-6000编号依次为6，7，8，9，10；PEG-10000编号依次为11，12，13，14，15。
　　1.3 试验方法
　　 采集当天开花的胡萝卜花穗的花粉，放于事先铺好硫酸试纸的培养皿内，盖好盖子带回实验室室温保存。
　　 试验所用器具都在100℃条件下消毒20 min，冷却后取出用酒精棉球擦干放在大培养皿中备用。经过消毒的载玻片在使用时要尽量减少与手指接触的面积，以减少污染。
　　 培养基为PEG+BK，PEG按设计分子量和浓度组合，BK为0.1 g，均溶解于1 L蒸馏水中。BK的配方：0.1 g KNO3、0.1 g H3BO3、0.3 g Ca（NO3）2・4H2O、0.2 g MgSO4・7H2O。
　　 花粉的萌发与活力检测均在采集当天进行。用滴管吸取液体培养基2~3滴于凹面载玻片上，用消过毒的头发丝蘸取少量花粉，并将其散于培养基表面，注意花粉分布要松散均匀（一般情况下，一个显微镜视野以分布100~200粒花粉为宜）。然后将载玻片放于事先铺好湿润滤纸的培养皿中，并用纱布覆盖后加盖、标记，放于25℃恒温箱内进行暗培养，1 h后在显微镜下观察，选择3个不同视野，3次重复，计算花粉活力。花粉活力（%）=（花粉萌发粒数/总花粉粒数）×100%。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同浓度PEG-4000对胡萝卜花粉离体萌发的影响
　　 由表1可知，不同浓度的PEG-4000对胡萝卜花粉萌发有极显著的影响。当PEG-4000浓度为50 g/L时，花粉的萌发率为19.25％，随浓度的增加花粉萌发率也逐渐升高，当PEG-4000浓度升至150 g/L时，花粉萌发率达到最高，为40.59％，但随着PEG-4000浓度的继续增加，花粉萌发率逐渐下降，当PEG-4000浓度为250 g/L时，萌发率仅为25.87％，极显著低于100，150，200 g/L的花粉萌发率，说明高浓度PEG-4000对胡萝卜花粉的萌发具有一定的抑制作用。这表明PEG- 4000浓度过高或过低都不利于胡萝卜花粉萌发，150 g/L是PEG-4000促进胡萝卜花粉萌发的最佳浓度。
　　2.2 不同浓度PEG-6000对胡萝卜花粉离体萌发的影响
　　 在PEG+BK培养基的基础上，改变PEG-6000的浓度，观察胡萝卜花粉萌发情况。表1可知，随着PEG-6000浓度的升高，萌发率增加，PEG-6000达
　　到100 g/L时，萌发率达到最大；再增加PEG-6000的含量，萌发率却呈下降趋势，当PEG-6000浓
　　度为250 g/L时，萌发率仅为33.24％，极显著低于50，100，150 g/L和200 g/L的花粉萌发率，这表明PEG-6000浓度过高或过低都不利于胡萝卜花粉萌发，100 g/L浓度的PEG-6000是促进胡萝卜花粉萌发的最适浓度。
　　2.3 不同浓度PEG-10000对胡萝卜花粉萌发的影响
　　 由表1可知，不同浓度的PEG-10000对胡萝卜花粉萌发率有显著的影响。当培养基中PEG-10000浓度为50 g/L时，花粉的萌发率为28.59％，随PEG-10000浓度的增加花粉萌发率也逐渐升高，当PEG-10000浓度升至150 g/L时，花粉萌发率达到最高，为40.54％，但随着PEG-10000浓度的继续增加，花粉萌发率逐渐下降，当PEG-10000浓度为250 g/L时，萌发率仅为24.58％,极显著低于100，150，200 g/L的花粉萌发率，说明高浓度PEG-10000对胡萝卜花粉的萌发具有一定的抑制作用。这表明PEG-10000过高或过低都不利于胡萝卜花粉萌发，150 g/L是PEG-10000促进胡萝卜花粉萌发的最佳浓度。
　　2.4 不同分子量PEG对胡萝卜花粉离体萌发的影响
　　 由图1可以看出，不同分子量PEG均能促进胡萝卜花粉萌发，但各自的最适浓度存在差异，PEG-4000以150 g/L最为适宜，胡萝卜新株系09314的花粉萌发率达到40.59%；PEG-6000以浓度100 g/L最适宜，胡萝卜新株系09314萌发率为61.24%；PEG-10000以150 g/L最适宜，胡萝卜新株系09314的花粉萌发率达到40.54%。100 g/L PEG-6000处理下，胡萝卜花粉离体萌发率最高，显著高于150 g/L PEG-4000和 PEG-10000，说明本试验条件下，100 g/L PEG-6000最有利于胡萝卜花粉离体萌发。
　　3 结论与讨论
　　 PEG是一种惰性物质，不参与花粉的代谢活动，亦不能进行跨膜交换，从而有利于保证培养基的稳定[5～6]。PEG还有较大的粘度，比较接近柱头表面的物理状态，能使花粉缓慢水合，较长久地维持花粉膨压[7]。在没有PEG的培养基中，培养一段时间后花粉大部分集中在培养基底部，而在加入PEG的培养基中，花粉一般浮于表面，有利于其呼吸作用。
　　 培养基中3种分子量的PEG浓度过高或过低均不利于胡萝卜花粉的离体萌发；从不同分子量的PEG对胡萝卜花粉离体萌发的效果来看，PEG-6000能更好地促进胡萝卜花粉萌发。设置不同浓度水平进行比较得出，100 g/L的PEG-6000对花粉萌发有显著促进作用，其次为PEG-4000和PEG-10000，它们促进胡萝卜花粉萌发的最佳浓度均为150 g/L。

　　 有资料表明[2]，不同分子量的PEG在对花粉萌发的效果中，分子量较大的能更好地促进花粉的萌发。本试验的3种PEG分子量，以PEG-6000最好，说明可能在一定的范围内，分子量越大，萌发效果越好，分子量超过6000后，促进作用不是很大。
　　参考文献
　　[1] 张涛，黄敏.蔗糖和PEG对山茶花花粉离体萌发的影响[J].北方园艺，2009（1）：101-102.
　　[2] 周莉花，赵宏波.腊梅花粉活力检测方法筛选及保存时间观测[J].浙江林学院学报，2006，23（3）：270-274.
　　[3] 何琪，何芳，刘鹏，等.PEG-4000、蔗糖和pH值对七子花花粉萌发的影响[J].湖南农业科学，2006，45（2）：214-216.
　　[4] 宋红霞，张光星，郭娴.胡萝卜花粉生活力测定方法筛选[J].陕西农业科学，2008，54（2）：53-55.
　　[5] Zhang H Q, Croes A F. A new medium for pollen germination in vitro[J]. Acta Bot Neerl，1982, 31: 113-119.
　　[6] Subbaiah C C. A polyethylene glycol based medium for in vitro[J]. Can J Bot, 1984, 62: 2 473-2 475.
　　[7] Roberts I N, Stead A D, Ockendon D J, et al. Pollen stigma interactions in Brassica oleracea[J]. Theor Appl Genet,1980, 58: 241-246.
　　Effects of PEG on Pollen Germination of Carrot in Vitro
　　SONG Hongxia, WU Xuyan, WU Zhe, ZHANG Guangxing
　　( College of Horticulture, Shanxi Agriculture University, Taigu 030801 )
　　Abstract: Carrot pollen as tested material was used to study effects of different molecular weight of PEG on the carrot pollen germination. The results showed that effects of different molecular weight of PEG on in vitro pollen germination rate were different, the optimal concentrations were also different. 100 g/L of PEG-6000 played a significant role in carrot pollen germination, the optimal concentration of PEG-4000 and PEG-6000 to promote pollen germination of carrot were 150 g/L.
　　Key words: PEG; Carrot; Pollen

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