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1、河南科技学院2013届本科毕业论文论文题目：不同处理对“丰花月季”花粉生活力的影响学生姓名： 所在院（系）： 园艺园林学院所学专业： 园艺导师姓名： 完成时间： 2013年5月目 录摘要11 引言32 材料与方法32.1 试验材料32.2 试验方法32.2.1 花粉的采集32.2.2 试验设计42.2.3 花粉培养52.2.4 观察及记录结果53 结果与分析53.1 正交试验结果极差分析63.2 正交试验结果方差分析63.3 试验因素各水平间的多重比较74 小结与讨论84.1 关于蔗糖浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究84.2 关于硼酸浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究84.3 关于C
2、aCl2浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究94.4 关于MgSO4浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究94.5 关于ZnSO4浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究10参考文献10致谢12不同处理对“丰花月季”花粉生活力的影响作者 指导教师 （河南科技学院园艺园林学院，河南 新乡 453003）摘要：本研究以“丰花月季”品种为试材，采用正交试验设计，研究蔗糖浓度、硼酸浓度、CaCl2浓度、MgSO4浓度、ZnSO4浓度5个因素对其花粉生活力的影响，以期找出最适宜“丰花月季”花粉萌发的培养条件。结果表明：蔗糖浓度对“丰花月季”花粉萌发的影响最大，其余依次为硼酸浓度、ZnSO4浓度、CaCl
3、2浓度，MgSO4浓度的影响最小。一定浓度的蔗糖、硼酸、CaCl2对花粉的萌发有较大的促进作用，但超过一定浓度时起抑制作用，而ZnSO4浓度对花粉的萌发率影响是在一定范围内先降低后升高，MgSO4浓度对花粉的萌发影响不太明显。最适宜“丰花月季”花粉萌发的离体条件是：200g/L 蔗糖+100mg/L 硼酸+50mg/L CaCl2+20mg/L MgSO4+40mg/L ZnSO4。关键词：“丰花月季”，花粉萌发，正交试验Effects of different treatments on Floribunda Roses pollen viabilityAuthor Lou Teng-xue
4、 Supervisor Li Gui-rong(School of Horticulture and Landscape Architecture, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003)Abstract: In this study, Floribunda Roses were used as experimental materials. The study discussed five factors influence on pollen viability by orthogonal exp
5、eriment design, and the five factors were the concentration of sucrose, the concentration of boric acid, the concentration of CaCl2, the concentration of MgSO4 and the concentration of ZnSO4, so as to find out the best matching, namely, the optimum culture conditions of Floribunda Roses pollen germi
6、nation. The results showed that the concentration of sucrose had the greatest influence on Floribunda Roses pollen germination, the concentration of boric acid, the concentration of ZnSO4, and the concentration of CaCl2 had greater influence, and that the concentration of MgSO4 had minimal impact. A
7、 certain concentrations of sucrose, boric acid and CaCl2 for pollen germination had great role in promoting, but when the factors exceeded a certain concentration, they would had inhibitory effect. The effect of the concentration of ZnSO4 on pollen germination rate was later increased after the firs
8、tly decreased within a certain range. The concentration of MgSO4 had little effect on pollen germination. 200g/L sucrose + 100 mg/L boric acid + 50mg/L CaCl2 + 20mg/L MgSO4 + 40mg/L ZnSO4, was the best in vitro culture medium for Floribunda Roses pollen germination.Key words: Floribunda Roses, polle
9、n germination, the orthogonal experiment method1 引 言“丰花月季”（Rosa hybrida），为蔷薇科蔷薇属植物，被称誉为“花中皇后”，又称“月月红”，是中国十大名花之一。它花姿绰约，色彩绚丽，芳香馥郁，开花期长，且适应性强，栽培容易，每到开花季节,繁花似锦,五彩缤纷,能充分体现群体美。可用于园林布置花坛、花境、庭院花材，可制作月季盆景，作切花、花篮、花束等。花可提取香料。根、叶、花均可入药，具有活血消肿、消炎解毒功效。随着消费者对“丰花月季”品质的要求越来越高，“丰花月季”新品种的选育也越来越重要，迫切需要培育出更多新、奇、罕、特、异的符合
10、消费市场需求的品种，因此“丰花月季”的育种愈发显示出其重要性。在花卉的育种过程中，为了进行人工辅助授粉或杂交授粉，或为了解决亲本的花期不一致或远缘杂交的困难，常需要保存花粉的活力。花粉是有性繁殖植物遗传物质的载体，影响有性繁殖植物的授粉、胚胎发育、遗传基础1，花粉生活力是花粉具有存活、生长、萌发或发育的能力。研究花粉的生活力和可育性是育种工作必不可少的基础性工作。其中花粉萌发率是衡量花粉生活力大小的指标之一，也是最重要的指标2。因此，如何提高“丰花月季”花粉萌发率是一个需要深入研究的课题。花粉的离体培养过程中，花粉萌发除了与本身的质量有关外，不同培养基成分对花粉萌发和花粉管生长具有不同程度的影
11、响。影响花粉萌发最重要的因素有两个:蔗糖，蔗糖在培养基中有两个作用：一方面可以为花粉萌发提供能源，另外一方面可以作为花粉代谢的底物并保持渗透压平衡；硼，硼酸可以促进花粉的萌发和花粉管的伸长1。另外，花粉的萌发除了与这两个因素有关以外，还与几种矿质元素如Ca2+、Mg2+、Zn2+等密切相关3。近年来，有关适合“丰花月季”花粉萌发的培养基的报道不多，且集中于对蔗糖和硼酸的研究。为此，本试验选择不同浓度的蔗糖、硼酸、CaCl2、MgSO4和ZnSO4，采用正交试验设计，研究不同成分组合对“丰花月季”花粉生活力的影响，获得最优花粉离体培养的培养基，为月季人工授粉、杂交育种以及花粉单倍体培养等提供一定
12、的理论依据。2 材料与方法2.1 试验材料2012年5月采集生长健壮的“丰花月季”植株上含苞待放的花蕾为试材。2.2 试验方法2.2.1 花粉的采集早晨6-7点，从生长健壮的“丰花月季”植株上随机选取10朵含苞待放的花蕾。放进广口瓶带回实验室。轻轻剥掉花瓣，取出花药，放在垫有硫酸纸的带盖培养皿中，及时剔除其中的杂质和破裂的花药，然后将培养皿放置在阴凉干燥处阴干，室温条件下，经一定时间后花粉开裂，待花粉完全散出后放在4的冰箱中密闭干燥保存，备用。2.2.2试验设计试验设计采用蔗糖浓度、硼酸浓度、CaCl2浓度、MgSO4浓度和ZnSO4浓度5个因素，各因素设置5个水平，如下：蔗糖（g/L）：0、
13、100、150、200、250；硼酸（mg/L）：0、50、100、150、200；CaCl2（mg/L）：0、50、100、150、200；MgSO4（mg/L）：0、10、20、30、40；ZnSO4（mg/L）：0、10、20、30、40。采用正交表L25（56），共设置25个组合，详见表1，其中添加琼脂粉6g/L，pH5.8-6.0，设定温度为28。以下每处理组合重复4次，每次重复相当于一个区组，各区组间采用随机区组设计。表1 “丰花月季”花粉萌发的正交试验设计Tab.1 The orthogonal experiment design of Floribunda Roses poll
14、en germination试验号试验因素蔗糖浓度/(g/L）硼酸浓度/（mg/L）CaCl2/（mg/L）MgSO4/（mg/L）ZnSO4/（mg/L）100000205050101030100100202040150150303050200200404061000502030710050100304081001001504009100150200010101002000102011150010040101215050150020131501002001030141501500204015150200503001620001501040172005020020018200100030101
15、92001505040202020020010003021250020030202225050040302325010050040242501501001002525020015020102.2.3 花粉培养按照培养液配方配制培养基，用洁净的玻璃棒蘸取一定量的培养基滴在凹玻片的凹槽内（要适量，过多会影响后期的观察，而过少又不适宜花粉生长），制作发芽床，待凝固后，用牙签挑取花粉，轻轻振动，使花粉均匀地撒在发芽床上（避免出现重叠），每凹槽内50-100粒花粉，然后用凡士林涂抹盖玻片，盖住发芽床并密封，最后贴上标签写明处理、播种日期。各处理在28，黑暗培养。2.2.4 观察及记录结果供试“丰花月季”
16、花粉在28下培养，为避免水分蒸发造成误差过大，应尽可能增大培养环境的空气湿度。培养4h后，在1040倍光学显微镜下观察花粉萌发率，每处理组合重复4次，每个培养基随机观察3个视野，每个视野不少于50粒花粉，记录萌发花粉粒数和花粉总粒数。花粉萌发标准：以花粉管长度超过花粉粒直径的1/2为萌发花粉。花粉萌发率（%）=视野中萌发花粉粒数/视野中花粉总粒数100%。数据分析采用DPS数据分析软件进行数据处理及Duncan新复极差多重比较分析差异显著性。3 结果与分析由图1可知，25个不同处理之间“丰花月季”花粉的萌发率存在明显的差异。其中处理14花粉萌发率最高，达到21.75%；处理19、16、23花粉
17、萌发率稍低于处理14，分别为21.48%、20.53%、20.21%；其余的处理均在20%以下，花粉萌发率最低的是处理12，萌发率只有1.08%。图1所列是不同处理组合下“丰花月季”花粉萌发率的测定结果，但其并不能说明各试验因素对“丰花月季”花粉萌发率的影响，所以仍需对其进行进一步的数据分析。3.1 正交实验结果极差分析为进一步探讨各试验因素对“丰花月季”花粉萌发率的影响，对图1进行极差分析，结果如表2所示，在5个因素中蔗糖浓度的极差最大，表明其对花粉萌发的影响最大，其次是硼酸浓度、ZnSO4浓度和CaCl2浓度，MgSO4浓度对花粉萌发的影响最小。表2 L25(56)正交试验极差分析表Tab
18、.2 The range analysis of the L25 (56) orthogonal experiment design试验因素极小值极大值极差R调整R蔗糖浓度3.1219.2816.1714.46硼酸浓度8.2315.397.156.4CaCl29.6214.775.154.61MgSO411.3613.752.392.14ZnSO49.1215.976.856.12注：极小值指同一试验因素各水平下所对应的花粉萌发率的最小均值；极大值指同一试验因素各水平下所对应的花粉萌发率的最大均值；极差R指各试验因素在其取值范围内萌发率变化的幅度。3.2 正交试验结果方差分析极差分析较为简便，
19、结论直观，但是因为计算比较粗放，不能给出误差大小的估计，因而需要进一步用方差分析进行验证。方差分析能够准确的估计误差，在结合误差后提高了检测的精确性，因而使用方差分析使结果更准确。方差分析的结果见表3。由表3可知，区组和MgSO4浓度的P值0.05，即区组和MgSO4浓度对花粉萌发率的影响不显著；蔗糖浓度、硼酸浓度、ZnSO4浓度和CaCl2浓度的P值0.01，即蔗糖浓度、硼酸浓度、ZnSO4浓度和CaCl2浓度对花粉萌发率的影响都极显著。其影响大小顺序为：蔗糖浓度硼酸浓度ZnSO4浓度CaCl2浓度MgSO4浓度。由方差分析得出的影响大小顺序与极差分析得出的结果相同。表3 L25(56)正交
20、试验方差分析表（随机区组模型）Tab.3 The variance analysis of the L25 (56) orthogonal experiment design (randomized block model)变异来源Ss（平方和）Df（自由度）Ms(均方)F值P值区组0.2420.121蔗糖浓度21.2745.3237.26840.0001硼酸浓度4.3841.097.66880.0001CaCl2浓度2.6540.664.64320.003MgSO4浓度0.4940.120.85910.4953ZnSO4浓度4.01417.0350.0002误差6.85480.14总和45.
21、433.3 试验因素各水平间的多重比较表4 L25(56)正交试验的5个影响因素各水平的差异显著性检验（SSR检验）Tab.4 Difference significance of the each level of 5 affecting factors in the L25 (56) orthogonal experiment design (SSR test)水平花粉萌发率/（%）蔗糖浓度硼酸浓度CaCl2浓度MgSO4浓度ZnSO4浓度13.12dC8.23cB14.18abA11.36aA11.45bcBC214.64bB11.72bAB14.77aA12.05aA11.61bcBC
22、311.16cB15.39aA9.62cB13.75aA9.12cC418.28aA13.94abA11.85bcAB12.02aA13.73abAB513.68bcB12.59abA11.47bcAB12.7aA15.97aA注：表中显示的多重比较结果为纵向排列，比较的是同一试验因素不同水平的差异显著性。1、2、3、4、5分别代表各试验因素的5个水平，不同小写字母和大写字母分别代表差异性显著（p0.05）和极显著（p0.01）。经方差分析表明，模型误差不显著，说明试验因素间交互作用不显著，各因素所在列有可能未出现交互作用的混杂，此时各试验因素水平间的差异能真正反映因素的主效，因而进行各试验因
23、素水平间的多重比较有实际意义，并从各试验因素水平间的多重比较中选出各试验因素的最优水平相组合。采用Duncan新复极差法进行多重比较，结果见表4。结果表明：蔗糖浓度的最优水平是水平4（200g/L)，硼酸浓度的最优水平是水平3（100mg/L），CaCl2浓度的最优水平是水平2（50mg/L），MgSO4浓度的最优水平是水平3（20mg/L），ZnSO4浓度的最优水平是水平5（40mg/L）。综合极差分析和方差分析的结果，因此200g/L 蔗糖+100mg/L 硼酸+50mg/L CaCl2+20mg/L MgSO4+40mg/L ZnSO4是“丰花月季”花粉离体培养的最优培养基。4 小结与讨
24、论4.1 关于蔗糖浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究在花粉的离体培养过程中，花粉萌发和花粉管生长对培养基中糖类的浓度具有严格的要求。糖在培养基中有两个作用：一方面可以为花粉萌发提供能源，另外一方面可以作为花粉代谢的底物并调节渗透压。在一定范围内，蔗糖对花粉萌发有明显影响，培养基中蔗糖浓度过高或浓度过低均对花粉萌发不利。浓度过大花粉会造成原生质脱水，发生质壁分离，使花粉不能萌发，过低则会使花粉壁破裂，导致花粉失去活力4-6。经正交试验极差分析和方差分析表明，蔗糖浓度对“丰花月季”花粉萌发的影响达到了极显著水平（F=37.2684，P=0.0001），在所选的5个试验因素中，其对“丰花月季”花
25、粉的萌发影响最大。由表4可知，其最适浓度为200g/L，最高萌发率达19.28%。当蔗糖浓度为200g/L时，供试“丰花月季”花粉萌发率最高，分析原因可能为：此时的蔗糖既能为“丰花月季”花粉提供足够的能源，又能使“丰花月季”花粉内外的渗透压达到平衡，维持正常生活力，使花粉生活力达到最强。本试验筛选出的最适“丰花月季”花粉离体萌发的蔗糖浓度为200g/L，这与一些研究结果基本一致，如初庆刚7研究结果显示：樱桃属植物花粉萌发的最适蔗糖浓度为150g/L和200g/L；但与一些研究结果有一定的差异，如周旭红等8研究结果显示：大多香石竹花粉萌发的最适蔗糖浓度为100g/L，这可能与供试材料的种类、栽培
26、条件、品种特性和培养基的类型（固体或液体）有关。4.2 关于硼酸浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究培养基中适量的硼酸是花粉萌发所必需的，特别是培养初期，一定浓度的硼酸有利于花粉的萌发与花粉管伸长9-10。硼在植物体中属于微量元素，分布不均，在花的柱头和子房中含量最高11，硼酸促进花粉萌发的作用机理是硼离子与糖结合能够形成络合物，其能够增加花粉对糖的吸收、运转和代谢，增加氧的吸收，同时硼能够促进构成花粉管膜的成分-果胶物的合成12，因而有利于花粉管生长。但是硼酸浓度过高或不加硼酸都会导致花粉萌发率低，萌发速度慢，花粉管长度短以及花粉管形状不规则等一系列非正常状态。经正交试验极差分析和方差分析
27、表明，硼酸浓度对“丰花月季”花粉萌发的影响达到了极显著水平（F=7.6688，P=0.0001）。由表4可知，当硼酸在100mg/L时最有利于“丰花月季”花粉萌发。这一浓度时花粉的萌发率始终高于其它浓度，最高萌发率为15.39%。如果采用高于这一浓度的硼酸则会与蔗糖一样，降低环境水势而对花粉萌发不利。本试验筛选出的最适“丰花月季”花粉离体萌发的硼酸浓度为100mg/L，这与一些研究结果基本一致，如屈海泳等13研究结果显示：桃花粉萌发的硼酸浓度100mg/L；但与一些研究结果有一定的差异，如初庆刚7研究结果显示：樱桃属植物的硼酸浓度为150mg/L，供试材料的种类、栽培条件、品种特性和培养基的类
28、型（固体或液体）可能是造成差异的原因。4.3 关于CaCl2浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究CaCl2对花粉萌发和花粉管生长也有重要的影响。大量研究表明，Ca2+的动态变化对启动花粉萌发、调节花粉管伸长等环节具有重要作用14。一般认为，花粉内存在较多的钙，而硼较缺乏，因此萌发时胞外钙离子对萌发率的影响不如硼来的显著15。这与我们的试验研究结果是一致的。许多植物的花粉壁上贮存有足够的钙，当花粉水合时，钙被释放出来以供花粉萌发和花粉管生长的需要，因此在有些情况下外源钙对花粉的萌发和花粉管生长并非必需。表4表明，Ca2+对“丰花月季”花粉的离体培养同样表现出在一定的浓度下促进其萌发，超过这个浓
29、度则表现出抑制作用的特性。最有利于“丰花月季”花粉萌发的CaCl2浓度为50mg/L。在不含Ca2+的培养基中，“丰花月季”花粉同样能萌发，其萌发率为14.18，稍低于50mg/LCaCl2时的萌发率，但随着着Ca2+浓度的增加，“丰花月季”花粉萌发率迅速下降，在Ca2+浓度为100mg/L时达到最低，说明CaCl2表现出较强的抑制作用，达到0.05的显著性抑制水平。在梨花粉的萌发中也有这种趋势16。可见离体培养时正常花粉萌发需适当的外源钙，缺钙或钙浓度过高都会导致花粉和花粉管生长受阻17。4.4 关于MgSO4浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究MgSO4对花粉萌发和花粉管生长影响不大，但
30、有促进作用。各浓度间无显著差异，最大萌发率仅为13.75%，这与王岚岚等18以月季品种Sorbet fruite的花粉为材料，通过单因子试验比较液体培养基中Mg2+对月季花粉离体萌发的影响是一致的。4.5 关于ZnSO4浓度对“丰花月季”花粉萌发率影响的研究ZnSO4对花粉萌发和花粉管生长也有重要的影响。锌是吲哚乙酸生物合成所必需的元素，缺锌可使植物蛋白质合成受阻从而影响花粉萌发，因此加入一定量的锌离子就能促进“丰花月季”花粉的萌发。表4表明，40mg/L ZnSO4对“丰花月季”花粉萌发和花粉管生长有显著的促进作用，其萌发率比不含Zn2+的培养基的萌发率提高了39.48%，达到0.01的显著
31、性水平。而在20mg/L时，“丰花月季”花粉生活力最低，为9.12%。低含量(如10mg/L)的硫酸锌对“丰花月季”花粉萌发的作用不显著；而稍高含量（如20mg/L）的硫酸锌对花粉的萌发却有显著的抑制作用，高浓度（如30mg/L和40mg/L）对花粉萌发有显著促进作用。说明在一定范围内，“丰花月季”花粉萌发率随Zn2+浓度的增加先下降后提高。李春林等19对普通油茶进行花粉离体萌发研究表明，一定量的锌离子能促进普通油茶无性系花粉萌发，但过高浓度的锌离子会使花粉内部的合成产物大量积累,从而使花粉萌发受到抑制。参考文献1 李桂荣,杨鹏鸣.硼酸与蔗糖对百合花粉生活力的影响J.安徽农业科学,2010,3
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