干燥条件及贮藏时间对烟草花粉活力的影响

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干燥条件及贮藏时间对烟草花粉活力的影响

植物花粉是一种重要的种质资源,成熟的花粉包含植物全部的遗传信息,高活力花粉是植物育种工作顺利开展的关键因素。花粉活力除受自身遗传特性影响外,还与外界温度、相对湿度、贮藏介质、辐射、光照、贮藏时间等因素相关[1-2]。近年来,随着烟草农业的不断发展,烤烟杂交育种和雄性不育系培育技术不断推广。在烟草杂交种子繁殖生产的过程中,父本烟株花药采集后的干燥处理条件影响着花粉活力的高低,进而对后续烟株授粉座果产质量产生重要影响。根据已有文献报道,花粉活力与干燥温度、干燥时间[5-6]、贮藏时间[7-8]均呈负相关性。廖雪芳等发现,烟草花粉活力随贮藏时间的延长整体呈下降趋势,不同品种间表现存在差异,但有关不同干燥条件下烟草花粉活力变化情况的详细研究鲜见报道。因此,本试验选用红花大金元、云烟97两个烟草品种花药,设置不同干燥温度、干燥时间和贮藏时间对花粉进行处理,探讨不同干燥条件对烟草花粉活力的影响,以期为烟草不育系繁育及杂交育种工作提供参考依据。 1 材料与方法 1.1 供试材料

供试材料为红花大金元、云烟97花药,两个烟草品种烟株由玉溪中烟种子有限责任公司提供。 1.2 研究地点与方法

1.2.1 试验地点 试验于2017年2—4月在云南省西双版纳傣族自治州景洪市烟草种子冬繁基地开展。基地地理位置东经100°25′、北纬21°27′,海拔552.7 m,北热带和南亚热带湿润季风气候,年均气温18.6~21.9 ℃,年均降水量1200~1700 mm,年均日照1800~2300 h。

1.2.2 试验仪器 冷冻干燥机(上海乔跃,FD-1B-80),电热恒温干燥箱(武汉格莱莫,JTMX-202-4)、电子分析天平(赛多利斯,*****S)。

1.2.3 试验方法 红花大金元及云烟97烟株中心花开放5 d后采集始开期花朵花药,使用冷冻干燥机设置10 ℃、25 ℃干燥温度,使用电热恒温干燥箱设置30 ℃、40 ℃、50 ℃干燥温度。采集的花药均匀平铺为单层,放置在干燥盘上,保证所有样品表面与空气充分接触,15 min内降温/升温至目标温度后开始计算时间。干燥12、24、36和48 h收集花粉,测定花粉收集率及花粉活力。花粉样品置于4 ℃冰箱贮藏12、24和36 h,每12小时取样检测花粉活力。

花粉活力测定方法:液体培养基(浓度配比10%蔗糖溶液+25 mg/L硼酸)直接萌发法。取不同处理所得花粉与液体培养基混合,花粉浓度2.5 g/L。取样滴于载玻片,放置于加两层湿润滤纸培养皿中,常温(25 ℃±2 ℃)暗培养3 h,测定花粉萌发率。每个处理设置5个重复,每个重复3个视野,每个视野花粉粒≥20,以花粉管长度超过花粉粒直径为萌发标准。 1.3 统计分析方法

利用Excel 2013软件对数据结果进行统计及方差分析。 2 结 果

2.1 干燥温度及时间对烟草花粉收集率的影响

从图1~2中可见,不同干燥温度下,红花大金元及云烟97花粉收集率随干燥时间的延长迅速降低,花药干燥12 h时花粉收集率最高,干燥48 h时花粉收集率为0.00%。10 ℃、25 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃干燥12 h,红花大金元花粉收集率分别为8.39%、11.86%、10.93%、8.51%、8.57%,云烟97花粉收集率分别为9.09%、10.08%、10.62%、9.26%、8.73%,其中,25 ℃、30 ℃干燥温度下的花粉收集率略高于其余处理。

2.2 干燥温度及时间对烟草品种花粉活力的影响

由图3可知,对于红花大金元,干燥温度为10 ℃、25 ℃时,干燥12、24、36 h收集的花粉活力间无显著差异,均显著高于其余处理;干燥温度超过25 ℃,花粉活力随干燥温度的升高、干燥时间的延长降低。

对于云烟97,干燥温度为10 ℃时,干燥12 h的花粉活力显著低于干燥24 h的花粉,干燥12、36 h的花粉间活力无显著差异,干燥24、36 h的花粉间活力无显著差异;干燥温度超过10 ℃,花粉活力随干燥温度的升高、干燥时间的延长降低。25 ℃干燥12 h收集的云烟97花粉活力最高。且与红花大金元相比,云烟97花粉活力受干燥温度、干燥时间影响更加明显,因此,云烟97花粉的干燥收集过程更需严格控制干燥温度和干燥时间。 2.3 贮藏时间对烟草花粉活力的影响

由表1看出,10 ℃干燥12 h的红花大金元花粉,在4 ℃贮藏24 h内活力无显著变化,贮藏36 h后活力显著下降;干燥24 h的花粉,贮藏12 h内活力无显著变化,24 h后活力显著下降;而干燥36 h的花粉贮藏12 h后活力即显著下降。可见,花粉活力随贮藏时间延长而下降,干燥时间越长,花粉活力随贮藏时间延长下降越快,越不耐贮藏。

25 ℃条件下干燥的红花大金元花粉,活力变化的规律与10 ℃干燥的相同,表现为干燥时间越长,花粉活力随贮藏时间延长下降得越快。但与10 ℃干燥的相比,其活力在贮藏过程中出现下降的时间更晚,下降速度更慢。即干燥同样时间,25 ℃干燥的花粉较10 ℃干燥的更耐贮藏。

由表2可以看出,4 ℃贮藏条件下云烟97花粉活力变化规律与红花大金元相似,25 ℃干燥的花粉较10 ℃干燥的更耐贮藏。其中25 ℃条件下干燥12 h的花粉,在贮藏36 h后活力较贮藏前没有显著变化,仍在各处理中处于最高水平。

从表1和表2还可以看出,干燥温度≥30 ℃时,花粉活力随干燥时间和贮藏时间延长而下降的趋势仍然存在,但当干燥温度进一步升高,花粉活力過低并迅速下降至接近0的水平,已经失去了贮藏的意义。

干燥收集的花粉可贮藏时间更短。这一现象可能与花粉含水量差异有关,干燥时间相同时,10 ℃干燥收集的花粉失水速度较慢,细胞


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