摘要
百合作为重要商业花卉，在其生产中一直存在一个重要问题，花粉污染。大量散出的花粉会严重污染百合花瓣，进而迅速降低花朵观赏价值和显著缩短花朵观赏寿命:同时，百合花粉还会污染观赏者衣服，而花粉过敏者皮肤接触花粉或吸入漂浮在空气中的花粉，往往会引起花粉过敏反应，即花粉症。为了避免百合散粉引起的不利影响，目前采用的方法是人工将花药抹掉。这样操作不仅费时费工、损坏一些花朵，增加了一定的生产成本，同时会降低其观赏价值。此外，这种操作不适用于园林绿化用的地栽百合种类。因此，在了解百合种质资源散粉特性基础上，选出优良亲本，通过育种手段培育无花粉或不散粉百合新品种，将是解决百合花粉污染问题的根本途径。 为了筛选无花粉污染百合育种优良亲本，本研究首先以95份百合种质资源为材料，研究和分析了百合散粉特性。此外，从中选取了花药开裂品种‘小蜜蜂’和花药不开裂品种‘不锈钢’为材料，比较分析了这两个品种花药发育中形态与细胞结构的差异，旨在阐明花药不开裂细胞机理，为百合花药不开裂分子机理研究奠定基础。结果发现: (1)3份百合种质资源没有花药，其他92份种质资源均含有花药，单花含粉量变幅为0～192.5万粒，其中喇叭百合系列平均花粉含量最高，分别是亚洲百合系列、LA百合系列、LO百合系列、OT百合系列、东方百合系列和野百合系列的4.34、3.35、3.32、1.52、1.58和1.59倍。95份百合种质资源中花药体积变幅为0～609mm3，其中喇叭百合系列花药平均体积最大为494mm3，分别是上述其他6个系列的4.66、3.41、2.51、1.21、1.57和1.64倍。野百合系列花药中花粉密度最大，平均为644粒/mm3，分别亚洲百合系列、LA百合系列、LO百合系列、OT百合系列、东方百合系列和喇叭百合系列其的1.27、1.10、1.52、1.38、1.12和1.14倍。4份百合种质资源未散粉，其中3份种质资源因没有花药而不散粉，‘不锈钢’因花药不开裂而不散粉。 (2)‘耶罗琳’等花粉中含有大量油滴，花粉彼此粘着力较大，散粉时形成较大的花粉团，尽管花粉含量较多，但花粉污染较轻:而‘德利安娜’等花粉含有油滴较少，花粉彼此粘着力较小，散粉时不易形团状，花粉污染较重。结果表明，大部分百合种质资源花药含粉量较多，花粉污染严重:百合花粉含粉量主要由花药大小决定，受花药中花粉密度影响较小:表观花粉量或花粉污染程度与花药含粉量、花药开裂程度成正相关，而与花粉粒之间粘着力成负相关。 (3)‘小蜜蜂’花药开裂，然后花粉得以散出，而‘不锈钢’因花药不开裂导致花粉无法散出。‘小蜜蜂’花朵开放过程从花药裂口张开到花药失水萎缩可以分为3个阶段:裂口张开时期:花瓣完全展开之后，花药裂口才开始打开，但是花粉并未立即散出:散粉期:花粉开始落在花瓣上:散粉末期:花瓣上出现大量花粉污染，三个时期持续时间7-8d。从花开放过程形态比较，第7-8d时小蜜蜂已经失去观赏价值，不锈钢还有观赏价值。在细胞结构上，‘小蜜蜂’花药在开裂过程中药室内壁次生增厚，裂口组织降解消失，形成裂口，之后裂口附近的药室内壁细胞继续降解产生张力使裂口充分展开。‘不锈钢’花药在发育过程中也发生了一些明显变化，但是始终没有形成开裂口，最终药腔无法打开，花粉未能散出。 (4)两个品种花药内都有花粉，其中‘小蜜蜂’花粉活力为14.63％，而‘不锈钢’花粉无活力，主要原因是小孢子从四分体中出来之后花粉发育异常，未能形成正常花粉所致。本研究结果将为阐明百合花药不开裂分子机制和培育无花粉污染百合品种奠定基础。本文以花药开裂百合品种‘小蜜蜂’和花药不开裂百合品种‘不锈钢’为材料，比较分析了这两个百合品种花药发育中形态与细胞结构的差异。
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