响应面法优化麻疯树花粉离体萌发培养基的研究

麻疯树因其种子含油率较高,种子油提炼的生物柴油可部分替代汽油,而成为一种极具潜能的能源作物,但由于产量低,麻疯树在热带、亚热带的发展受到极大限制。杂交育种是提高产量的重要手段,杂交亲本花粉生活力的高低直接影响到育种的成效。因此,寻求麻疯树离体花粉萌发的最适培养基配方,探明花粉萌发培养基中各主要培养基成分间的交互作用对生产上麻疯树杂交结实率和种子产量的提高具有重要意义。该研究以麻疯树开花初期雄花上花药刚散粉时的成熟花粉粒为材料,采用Box-Behnken设计(Box-Behnken design,BBD)的响应面法,对麻疯树花粉离体萌发培养基中各主要培养基成分的浓度配比及各主要培养基成分的交互作用进行了研究。以花粉萌发率为响应指标,建立了4种营养成分(蔗糖、硼酸、硝酸钙、硝酸钾)与花粉萌发率的响应面模型,并对各主要培养基成分的浓度配比进行了优化。通过R软件进行响应面分析的结果表明:4因素对花粉萌发率的影响顺序为蔗糖硼酸硝酸钙硝酸钾;蔗糖与硼酸、蔗糖与硝酸钙、蔗糖与硝酸钾之间的交互作用显著。响应面建模优化后的最佳培养基为13.77%蔗糖+32.14 mg·L~(-1)硼酸+22.21 mg·L~(-1)硝酸钙+19.95 mg·L~(-1)硝酸钾+200 mg·L~(-1)硫酸镁,在此条件下的理论萌发率为99.73%。采用此培养基成分配比得到麻疯树花粉离体试验萌发率为98.97%,与理论响应值相吻合,同时也表明利用BBD设计的响应面模型进行麻疯树花粉离体萌发培养条件优化方法的有效性。     

光皮桦花粉离体萌发试验

设置若干温度的培养环境以及各种浓度蔗糖、蔗糖+硼酸、蔗糖+硝酸钙、蔗糖+硼酸+硝酸钙培养基,研究温度以及蔗糖、硼、钙对光皮桦花粉离体萌发的影响,探明光皮桦花粉萌发的适宜温度和最佳培养基。结果表明:合适浓度的蔗糖、硼酸和硝酸钙均能显著促进光皮桦花粉萌发,而高浓度的蔗糖、硼和钙均抑制其花粉萌发;光皮桦花粉离体萌发的合适培养基为10%蔗糖+200mg.L-1硼酸+200mg.L-1硝酸钙,适宜培养温度为30℃;在此条件下培养4h后花粉萌发率基本稳定,培养6h后花粉管长度亦趋于稳定。     

斑叶堇菜花粉形态、贮藏条件及其保护酶活性的变化

以斑叶堇菜花粉为材料,使用扫描电子显微镜观察花粉表观形态,采用离体培养法研究花粉的萌发特性,并探讨了不同贮藏温度和时间对花粉萌发率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明:初步判断斑叶堇菜在堇菜属中具有较为特殊的分类地位;花粉萌发的最适宜培养基为:280 g·L~(-1)蔗糖+250 mg·L~(-1)硼酸+50 mg·L~(-1) GA_3+200 mg·L~(-1) Ca(NO_3)_2。花粉最佳贮藏条件为-80°C;-80°C贮藏360 d后,花粉萌发率仍达到40.50%,3种保护酶活性较高,花粉抗氧化、衰老能力较强。贮藏过程中,在3种酶出现高峰值前后,室温和4°C的花粉萌发率出现大幅度下降。不同贮藏温度下,3种保护酶的作用不同,室温下,CAT为敏感性保护酶;4°C下,POD为敏感性保护酶,SOD为非敏感性保护酶;-20和-80°C下,POD为零下低温敏感性保护酶。花粉萌发率与SOD呈极显著正相关。     

培养条件及贮藏温度和时间对木麻黄花粉萌发率的影响

用离体培养的方法研究了不同蔗糖、硼酸浓度,以及不同贮藏温度和贮藏时间对木麻黄(Casuarina)花粉萌发的影响.结果表明:15%的蔗糖是木麻黄花粉萌发的最佳浓度;在15%蔗糖培养基上添加硼酸显著促进木麻黄花粉萌发,250 mg kg-1硼酸是木麻黄花粉萌发的最佳浓度;添加了琼脂的固体培养基更有利于木麻黄花粉萌发;在常温下木麻黄生活力丧失很快,但低温下花粉的萌发力可保持较长时间.     

温度、蔗糖和硼酸对含笑花粉离体萌发的影响

以含笑(Michelia figo)花粉为试验材料,采用花粉人工培养法研究了含笑花粉离体萌发的最适条件。结果表明:蔗糖、硼酸在一定浓度范围内能促进花粉萌发,含笑花粉萌发的最适蔗糖和硼酸分别为50 mg.L-1和5mg.L-1,萌发率分别为21.51%和44.14%;花粉最佳萌发温度为25℃,萌发率达53.33%。正交试验设计结果表明,花粉萌发的最佳组合为70 mg.L-1蔗糖+5 mg.L-1硼酸+28℃,萌发率可达65.33%。     

桔梗花粉萌发与花粉管生长研究

以2年生桔梗植株为材料,采用液体培养法研究了培养基种类、PEG、蔗糖、pH以及培养温度、培养时间对桔梗花粉离体萌发生长的影响,结果表明:(1)浓度为100~150 g.L-1的PEG可显著促进桔梗花粉萌发和花粉管的生长;200~250 g.L-1PEG显著促进花粉萌发,但对花粉管生长的作用不显著。(2)100 g.L-1的蔗糖有利于花粉萌发和花粉管生长,高浓度蔗糖(200 g.L-1)有明显抑制作用;(3)桔梗花粉离体萌发和花粉管生长的适宜培养基为ME3+BK+10%蔗糖+150 g.L-1PEG(pH5.8);(4)25~40℃条件下桔梗花粉均可较好萌发,以30℃培养1.5 h为最佳培养条件。     

垂丝紫荆花粉贮藏及生活力研究

为进行紫荆杂交育种和开发利用,以垂丝紫荆花粉为试材,利用离体培养法、3种染色法（醋酸洋红、TTC和碘-碘化钾染色）对花粉生活力进行测定,并分析不同贮藏温度和时间对花粉萌发的影响。结果显示,培养基中添加蔗糖和硼酸对花粉的萌发有促进作用,垂丝紫荆花粉萌发的适宜培养基为120 g/L蔗糖+40 mg/L硼酸,花粉萌发率达86.23%;醋酸洋红染色法适宜快速测定垂丝紫荆花粉生活力;垂丝紫荆花粉最佳的贮藏温度为 -196 ℃,经济的贮藏方法为-20 ℃。     

不同培养条件对黄连木花粉萌发和花粉管生长的影响

以黄连木花粉为试材,采用离体培养法研究了培养基组分和植物生长调节物质对黄连木花粉萌发和花粉管生长的影响.结果表明:花粉萌发和花粉管生长的适宜蔗糖浓度为15%,适宜培养温度为25℃;该培养条件下,花粉萌发率和花粉管长度分别达最大值63.3%和412.1 μm.硼酸、赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)在一定浓度范围内,可以促进黄连木花粉萌发和花粉管生长,浓度过高时起抑制作用;最适宜黄连木花粉萌发和花粉管生长的硼酸浓度、赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)浓度分别为100、50和15 mg/L.     

3种相思16年生优树外植体芽诱导研究

以16年生马占相思、大叶相思和马大杂种相思优树为材料,研究外植体消毒、部位、收集的季节、类型、以及6-BA、蔗糖、培养基类型对芽诱导的影响,以建立3种相思成年优树高效芽诱导体系。结果表明:3种相思的出芽率受消毒剂的影响较大,马占相思对消毒剂处理最敏感(升汞9 min和酒精15 s为最佳),大叶相思和马大杂种相思较耐受消毒剂的处理(分别以升汞和酒精处理18 min,15 s和15 min,30 s为最佳)。3个树种均以第3~5个腋芽茎段为最佳外植体部位,以类型2(母株枝条先通过扦插繁殖来建立采穗圃,通过选取采穗圃中的枝条),8月采集的外植体为最佳,分别接种于最适培养基:改良MS+6-BA 0.5 mg·L~(~(-1))+蔗糖30 g·L~(~(-1))(马占相思),MS+6-BA 1.0 mg·L~(~(-1))+蔗糖40 g·L~(~(-1))(大叶相思),MS+蔗糖20 g·L~(~(-1))(马大杂种相思),进行芽诱导时,最高诱导率分别为93.33%(马占相思),92.00%(大叶相思),97.33%(马大杂种相思)。     

紫荆花粉离体萌发条件的研究

以紫荆(Cercis chinensis Bunge)花粉为材料,采用人工培养法研究了紫荆花粉离体萌发的最适条件.结果表明:蔗糖、硼酸在一定质量浓度范围内能促进花粉的萌发,最适花粉萌发的质量浓度分别为蔗糖50 mg/L以及硼酸20 mg/L,最佳萌发温度20℃.正交试验设计结果表明:花粉萌发的最佳质量浓度分剐为70 mg/L蔗糖以及18mg/L硼酸,最佳萌发温度为22℃,此时的萌发率可达60.51％.     

山玉兰花粉离体萌发和花粉管生长特性的研究

山玉兰(Magnolia delavayi)是木兰科木兰属的常绿乔木或大型灌木,是重要的园林造景、庭院绿化素材,也是重要的育种资源。山玉兰花粉的研究对其杂交育种的成败具有重要影响,但目前尚未见其花粉活力的相关报道。该研究以新鲜的山玉兰花粉为对象,采用悬滴培养法分析了温度、光照以及培养液的蔗糖和硼酸浓度对山玉兰花粉萌发的影响。结果表明:(1)山玉兰花粉萌发时,最适宜的温度为27℃。(2)光暗条件下,山玉兰花粉以浓度为5%的蔗糖培养效果最佳,其萌发率在16%以上;而硼酸浓度则以0.001%的培养效果最佳。(3)蔗糖与硼酸共同作用可有效促进花粉萌发和花粉管生长。其中,在光照条件下,以5.0%蔗糖+0.001%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达41.27%,花粉管长达281.49μm;而在黑暗条件下,则以5.0%蔗糖+0.01%硼酸为最适宜的培养液,花粉萌发率达45.71%,花粉管长达254.00μm。该研究结果为进一步开展人工辅助授粉、发掘山玉兰的种质资源工作奠定了基础。     

梅花花粉离体萌发和花粉管生长研究

(南京农业大学园艺学院,南京210095)摘要:研究培养基成分、pH值和培养方式对梅花花粉离体萌发和花粉管生长的影响。结果表明:不同品种梅花花粉离体萌发的最适培养基为ME3+200g.L-1PEG4000(pH5.0),品种‘淡丰后’、‘久观绿萼’、‘喧妍宫粉’和‘月光玉蝶’最高萌发率可分别达到58.6%、60.6%、85.6%和50.7%。PEG4000能显著促进梅花花粉萌发,在培养基各成分中作用最大,不可替代。低浓度(50g.L-1)蔗糖对梅花品种花粉萌发作用不显著,而高浓度(≥100g.L-1)蔗糖明显抑制花粉萌发和花粉管生长。固体和液体培养对梅花花粉离体萌发的影响差异不显著。     

曼地亚红豆杉‘Hicksii’花粉活力检测条件优化和适宜诸藏温度分析

采用单因素实验设计对适宜于曼地亚红豆杉‘Hicksii’(Taxus media‘Hicksii')花粉活力检测的TTC染色法和离体培养法的实验条件进行了选择,并采用优化条件研究了在25℃～-196℃条件下储藏13周花粉活力的变化.结果表明:采用TTC染色法测定的花粉活力均高于离体培养法.在TTC染色法的3个影响因素(染液pH、TTC浓度和染色温度)中,染液pH对检测结果有极显著影响,而染色温度和TTC浓度则无显著影响,但温度对染色速率有影响.在离体培养法的3个影响因素(培养基中蔗糖添加量、H3BO3和Ca(NO3)2浓度及培养温度)中,蔗糖添加量对检测结果有极显著影响,在含质量体积分数15％蔗糖的培养基上花粉活力最高,而在含质量体积分数20％和25％蔗糖的培养基上花粉均不能萌发;在含100和200 mg ·L-1H3BO3的培养基中添加200 mg·L-1Ca(NO3)2均能显著提高花粉活力;培养温度对花粉萌发速率有影响但对花粉活力没有明显影响.TTC染色法的最优检测条件为:用5.0g·L-1TTC染液(pH 7.0)在35℃下染色2.0h;离体培养法的最优检测条件为:用含质量体积分数15％蔗糖、100 mg·L-1H3BO3和200 mg·L-1Ca(NO3)2的培养基暗培养4d.在25℃、4℃、0℃、-20℃、-80℃和-196℃条件下储藏13周,‘Hicksii'花粉活力和保持时间有明显差异,其中,于-80℃和-196℃储藏3d 花粉就丧失活力;于25℃和-20℃储藏7周、4 ℃储藏10周,花粉仍有一定的活力;而在0℃条件下花粉活力最高,且储藏11周花粉仍有活力.推测曼地亚红豆杉‘Hicksii’花粉对低温的抗性较差,0℃为其适宜的储藏温度.     

七叶树花粉活力和柱头可授性变化的研究

采用花粉离体萌发法研究不同蔗糖浓度、硼酸浓度和不同温度对七叶树花粉萌发的影响及花粉活力测定,用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性.结果表明:七叶树花粉萌发的最佳培养基是12％蔗糖+30 mg/L硼酸,花粉萌发的最适温度为25℃.雄花在开花当天花粉活力最高达75.69％,并在开花当天的上午10:00时,花粉活力最强,10:00～16:00花粉活力保持较高活力,是最佳授粉时段.两性花的柱头可授期持续时间较长,为8～9 d,开花3d达到最强,开花1～4 d柱头可授性保持较高水平,为授粉的最佳时间段.因此,从七叶树的花部特征、花粉活力与柱头可授性及花粉萌发的条件看,在长期的自然选择下七叶树在花部结构和开花生理上都是相配合的,以保障生殖成功.     

小果短柱茶花粉离体培养系统的研究

山茶的短柱茶组是优良种质资源,有必要对小果短柱茶(Camellia confusa Chang 1941)的花粉萌发和花粉管生长的生理特性进行研究.本文研究了花粉生活力、培养温度及pH对小果短柱茶花粉萌发和花粉管生长的影响.结果表明:最适离体萌发培养基为5%蔗糖、0.003%的硼酸,0.005%的氯化钙和12%的PEG...     

硼酸和蔗糖对‘柔毛齿叶’睡莲花粉萌发的影响

以‘柔毛齿叶’睡莲（Nymphaea tetragona）花粉为试验材料,采用花粉人工培养法研究花粉离体萌发的最适条件。结果表明：蔗糖、硼酸在一定浓度范围内能促进花粉萌发,睡莲花粉萌发的最适蔗糖和硼酸浓度分别为60mg／L和15mg／L,萌发率分别达30．83％和23．73％。     

杂种卡特兰花粉萌发和花粉贮藏性研究

以杂种卡特兰品种‘绿世界’(Rhyncholaeliocattleya Sung Ya Green‘Green World’)的新鲜花粉为试材,采用正交试验比较了蔗糖、H3BO3、CaCl2对花粉萌发的影响。结果表明,适宜的花粉培养基为:蔗糖100 gL-1+H3BO3 40 mgL-1+CaCl2 150 mgL-1。不同贮藏方法对杂种卡特兰花粉萌发率的影响较大,4℃低温湿润贮藏30 d后,花粉萌发率仅为3.5%,而4℃低温干燥贮藏、-20℃冷冻湿润和干燥贮藏720 d后,花粉仍然具有较高的活力,花粉萌发率均达32.5%以上,且对授粉结实率没有明显影响。杂种卡特兰的授粉最佳时期为开花后0-8 d,花粉块在整个花期均保持较高的活性。     

Development of an improved medium for germination of Cajanus cajan (L.) Millsp. pollen in vitro.

A simple, reliable medium for pollen germination of Cajanus cajan was developed by modifying Brewbaker and Kwack (BK) medium. Past attempts of C. cajan pollen germination in artificial media were not successful. A medium containing polyethylene glycol 4000 (PEG) showed more than 90% germination for C. cajan var. Pusa 33 only when the young buds (36 h before anthesis) were kept in pollen germination medium (PGM) for 36 h before pollen extraction. Supplementation of PGM with epsilon-amino caproic acid (EACA), an amino acid, showed improved pollen germination in Pusa 33 and also helped to avoid preconditioning of young buds before pollen extraction. It was also observed that there is a genotypic difference in the level of EACA required for in vitro pollen germination. Thus a complete medium for C. cajan genotypes consists of 37.5% sucrose+ 15% PEG 4000+250 mg l(-1) boric acid+300 mg l(-1) calcium nitrate+100 mg l(-1) potassium nitrate+ 200 mg l(-1) magnesium sulphate+1% agar+EACA (0, 100, 250, 500, 750 or 1000 mg l(-1)).