目 录
摘要 ............................................................................. 1
1引言： ....................................................................... 1
1.1 果树授粉方法 .................................................... 1
1.2 喷雾授粉的优点 ................................................ 2
1.3 本研究试验目的与意义 ....................................... 2
2 材料与方法 ................................................................ 2
2.1 试验材料及试剂 ................................................ 2
2.2 试验处理及方法 ................................................ 3
2.2.1 花粉保存条件设置 .................................... 3
2.2.2 不同悬浮液对花粉的处理 .......................... 3
2.2.3 花粉萌发力的测定 .................................... 4
3 结果分析 ................................................................... 5
3.1 不同保存条件下花粉活力变化 ............................. 5
3.1.1花药形态的变化 ....................................... 5
3.1.2花粉生活力变化 ...................................... 6
3.2蔗糖溶液对苹果花粉萌发和活力的影响 ................ 7
3.3磷酸缓冲溶液对花粉活力的影响 .......................... 9
4 结论与讨论 .............................................................. 10
4.1 不同保存条件下苹果花粉活力的变化 ................. 10
4.2 蔗糖对花粉萌发的影响 ..................................... 10
4.3 磷酸缓冲溶液对花粉萌发的影响 ........................ 10
参考文献 .................................................................... 11
Abstract ..................................................................... 12
致谢 ........................................................................... 13
山西农业大学本科毕业论文（设计）
苹果花粉的保存及悬浮液对活力影响
摘要：以丹霞的新鲜花粉为试验材料，研究其在不同温度下的活力变化，结果表明，在低温4℃下干燥保存的花粉在第15天时，生活力仍有81.1％，而在常温环境下保存的花粉生活力却下降到25.2%，说明适宜在低温环境下保存花粉。。以不同浓度的蔗糖、硼酸作为悬浮液，研究其对花粉生活力的影响，旨在为生产实践中人工喷雾授粉营养液的配比选择合适的浓度，以求更长时间的保存花粉。试验结果表明：适宜浓度的蔗糖溶液会促进丹霞苹果花粉萌发，蔗糖浓度过高或者过低都会有不同程度的花粉破裂情况且会抑制花粉的萌发，本试验中5%的浓度是最适宜花粉萌发为64.29%，15%的浓度处理的花粉萌发率最高为36.56%。
关键字：苹果;花粉活力;蔗糖
1引言：
苹果（Malus pumila Mill.），属蔷薇科落叶乔木。原产地在欧洲、中亚、西亚一带，在十九世纪时传进中国内。现中国为最大苹果生产国，栽植区大多分布与东北、华北、西北一带。苹果味甜，口感爽脆，富含营养丰富，冠以世界水果之巅。近年来，苹果栽种面积越来越大，栽植品种越来越多，而授粉问题日益显露出来。本次试验品种丹霞是由山西省农科院果树研究所著名苹果育种专家陈玄琚研究员于1972从金冠自然杂交人工实生选育出的中晚熟优良新品种[1]，虽然坐果率极高，但是自然因素多变或者品种品质原因或花期条件不适宜容易造成果树结实率低甚至是不结实。
1.1 果树授粉方法
苹果花自花授粉能够正常结实，但是异花授粉能够明显提高坐果率[2]。在生产上，为了使苹果优质高产就需要合理配置授粉树或者花期人工辅助授粉，才可以获得预期的产量和品质[3]。虽然目前栽培生产中多数已配置授粉树, 但开花时易受自然条件的影响, 如花期温度较高，散粉较快，柱头的有效授粉期相对变短或者花期遇降温、降水等不良环境会使蜜蜂活动减少, 导致授粉受精不良, 坐果率下降, 导致产量下降, 使果农损失极大，并且会导致果园管理方面的难易度增加。苹果果树虽然是自花结实，但结实率较低，苹果花期相对其他果树短,若此刻在花期时遇到连绵不断的雨天、低温、大风及干热风等不良天气,果树的授粉受精效果会严重受到影响。即使在良好的天气环境下,人工辅助授粉也可以明显提高坐果率和果实品质。所以即使在果园里配置了授粉树，人工辅助授粉也是很有意义的[5]。
自然授粉分为风媒和虫媒两种形式。在一些不自然的恶劣天气里，昆虫活动会受限制与此同时虫媒授粉会受到很大的影响，所以昆虫授粉没有办法正常进行，同时，由于苹果花粉比较粘重，运用风力传播花粉的距离过短甚至无法进行传播，所以果树不能正常进行授粉，果园会严重减产，而进行人工授粉的果园，可能最大限度地保持丰产稳产优质高产，这时进行人工授粉，显示出重要功能。 [4]
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人工授粉主要是指人工提供花粉并人工传授到花蕊柱头上。传授方式有人工点授、液体喷雾、机械喷粉等几种方式。人工点授虽然有质量保证，可以有效提高坐果率，但是费工费时，只适宜在有授粉树的情况下点授个别树的小果园。喷粉法，相对人工点授较省力，效率有着明显的提高，适合在大果园里使用，但是因为喷粉法只能纯花粉。喷雾法相对前两个授粉法相比，既节省劳动力和劳作时间，又节省花粉的用量，有效的解决了花期的天气问题，还可以保持柱头的水分，从而延长柱头的授粉受精时间。
1.2 喷雾授粉的优点
对于大果树园来说，喷雾授粉是比较合适的选择，但是在生产中，在授粉时一般会一次性配制大量的喷雾授粉液体，花粉在营养液中会萌芽而影响授粉生活力。花粉的活力对生产实践中的人工辅助授粉有非常重要的意义，在生产上为了确保获得优质高产就需要合理配置授粉树或者在花期人工辅助授粉。近年,液体花粉喷射授粉法通过农林专家的研究效果比果树自然授粉更好[7] ; 与人工点授法比较,人工耗时耗费更低，效率也更高等优点。而苹果花粘性较强，生产上常采用液体花粉悬浮液喷雾等方法进行人工授粉[8]，并在喷施的花粉悬浮液中添加辅助物质（如生长调节物质）促进花粉萌发和花粉管生长，以便提高受精率[9]，人工喷雾授粉不仅节省时间减少劳动力，而且花粉用量少，而且授粉均匀，授粉覆盖面积大，在大面积果园辅助授粉时很有优势[105]。 [6]
1.3 本研究试验目的与意义
在生产中喷雾授粉时，常常一次性配置大量液体，但因喷洒时间过长，导致花粉悬浮液喷雾中的花粉萌发从而丧失活力，影响待授粉树种的受精，从而引发果树果实长势不好而不能及时补救，不能及时授粉，果实产量低，质量差，并且会造成不必要的浪费。因此为了探究适合大面积苹果果园授粉的方法，展开了本次试验，研究硼酸和蔗糖对花粉生活力及花粉萌发的萌发，以期筛选出可以长效保持生活力却又不会快速使营养液中的花粉萌发长出花粉管影响受精。目的是探究合适的授粉配比，以及授粉液体能最佳保持良好花粉生活力的最长时间，对生产中的大面积人工喷雾授粉有一定意义。在现代农业飞速发展的今天，此项试验推广人工授粉增产技术，使果品质大幅提高，花期抗灾害能力明显增强，解决了生产上的问题，所以我们开展了此次试验是很有意义的。
2 材料与方法
2.1 试验材料及试剂
供试品种花粉采自于山西省太谷县果树所中，实验品种分别为丹霞，采集时间为2016年4月16日上午九点。采摘将开未开，花絮完整的形似铃铛的花蕾，采集完毕立即将花蕾送到实验室进行处理将花瓣剥掉，分别包在干净的A4中，置于烘箱（22℃）中烘干直至散出花粉，然后将散出的花粉及没有分离净的花药一起包于干净硫酸纸中，将纸包 2
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于变色硅胶瓶中，并用塑料袋将瓶身包好，以防湿度影响花粉生活力，放置于4℃冰箱中储存备用。
实验试剂是蔗糖和硼酸根据预实验和苹果树种在生产中的最适浓度做出相应调整来配置，还有1％磷酸缓冲溶液和纯水（蒸馏水）作为对照组。
图1 丹霞苹果花药形态
图2干燥后花粉图3丹霞完整花
2.2 试验处理及方法
2.2.1 花粉保存条件设置
将同一时间取下的花，同一条件下干燥。干燥处理后，将混在一起的花药和已经散出的花粉用硫酸纸包取三等份。一份置于4℃冰箱内；一份置于常温（22℃）室内。4月18日观察第一次，之后每隔五天观察一次。主要观察花粉形态、颜色的变化和活力的变化。将花粉放入营养液中在1h时和2h时监测花粉的活力。使用体外萌芽测定，用之前保存的花粉抽取一定的样品放在营养液里进行萌发，用显微镜观察萌芽花粉的百分率，以花粉萌发率作为花粉生活力的指标。
2.2.2 不同悬浮液对花粉的处理
该实验模拟的是在生产中中喷雾授粉时所配置的授粉液体，主要目的是观察各个花粉
在不同授粉液体中放置各个时间段后，其溶液中花粉的萌发情况。若在短时间内，授粉液 3
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体中的花粉大多数萌发而丧失活力，则此浓度的授粉液体已失效，不能被用于喷雾授粉。此实验旨在寻找一种在短时间内不会使花粉萌发丧失活力的浓度用于喷雾授粉。
实验共设两个因素，蔗糖，硼酸。共设8个处理（表1）蔗糖的浓度5%、10%、15%，硼酸的浓度为100mg/L、50mg/L，该试验中的浓度设置是参考齐晓燕等研究结论中对于桃花粉萌发率随着硼酸浓度的升高而升高，其中以100mg/L效果最好[11]。磷酸缓冲溶液的浓度为1%、纯水（此处使用的为蒸馏水）为一个对照，每个处理设三个重复。监测时间间隔为0.5h,从将花粉放入授粉液体即实验蔗糖营养液中开始记算时间，直到2.0h结束，根据配置溶液的用取量和里面所浸泡的花粉剩余来选择性的测量更长时间，以便得出更准确进一步验证溶液是否有培养花粉萌芽的效力。
表1不同处理浓度配比
处理
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ(CK)
Ⅷ 浓度配组 蔗糖5%+硼酸100mg/L 蔗糖5%+硼酸50mg/L 蔗糖10%+硼酸100mg/L 蔗糖10%+硼酸50mg/L 蔗糖15%+硼酸100mg/L 蔗糖15%+硼酸50mg/L 蒸馏水 1％磷酸缓冲溶液
2.2.3 花粉萌发力的测定
将八组不同溶液按照实验设计分别配制定容至100ml，用移液枪分别移取10ml至10ml玻璃试管中，然后用玻璃棒蘸取花粉放置各个处理营养液中（不同溶液中用于蘸取花粉的玻璃棒不重复使用，不为同一个），并用玻璃棒进行搅拌，使花粉均匀的分布于溶液中，然后室温下静置0.5h为第一次观测，之后分别在1h，1.5h，2.0h观察。将各处理试管中的混合溶液用玻璃棒蘸取一滴于凹形载玻片的凹处，用盖玻片盖好，尽量避免出现气泡，置于OLYMPUS显微镜下观察，并且拍照记录。每隔半小时观察一次变化，并做好记录，观察标准花粉呈圆形，每隔处理三次重复，每次重复即为一个载玻片观察多个视野，统计发芽率。
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萌发率= 花粉发芽总数/花粉总数×100%
3 结果分析
3.1 不同保存条件下花粉活力变化
3.1.1花药形态的变化
图4 不同温度下花药的形态
A.室温（22℃）保存第5天 B.4℃低温下保存第5天 C.室温（22℃）保存第10天
D.4℃环境下保存第10天 E.室温（22℃）保存第15天 F.4℃低温下保存第15天 5
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上图均为丹霞苹果经干燥散出花粉后花药的形态，分别为室温22℃和4℃冷藏下经过十五天花药的形态，花药上的小颗粒为花粉粒。
在第5天时，花药颜色相似，没有太大区别，花粉数却稍有不同，冷藏下的花粉密度稍大于室温下保存的花粉；在第10天时，室温下保存的花药颜色加深，逐渐显露为黄褐色，仍有一部分花粉粘在花药上，而冷藏下的花药颜色基本没有变化，花粉仍晶莹清晰可见；在经过15天室温22℃下保存的花药，中心已清晰呈现褐色，花粉密度减小，而在4℃下冷藏保存的花药颜色没有变化，花粉数有些许减少。分析原因可能是室温下苹果花药氧化现象严重，粘着力下降，花粉丢失，而冷藏条件下，因为是密封保存，所以氧化现象基本不可见，粘着力下降，花粉从花药上掉落。因为观察时间较短，仍需进一步探究。 3.1.2 花粉生活力变化
花粉在保存过程中，要确保其花粉处于干燥的环境中，其中温度是影响花粉生活力的主要因素[12]。花粉萌发试验表明，在4℃低温、干燥的环境下，贮藏15天的花粉，仍然可以保持良好的生活力。取在4℃低温下贮藏15天的丹霞品种，通过显微镜观察，其萌发率为81.1％。但在室内常温（22℃）环境下保存的花粉，萌发缓慢，并且出现大量畸形，明显比在低温环境下保存的花粉生活力要低。经过镜检，丹霞品种花粉的生活力只有25.2％。和4℃低温、干燥环境下冷藏15天花粉的花粉萌芽率降低55.9％。
表2不同保存条件下花粉萌发率的变化
温度 镜检花粉数 萌芽花粉数 萌芽率（％）
100%萌80%发率
60%40%20%0%
5 d
10 d
15 d
4℃22℃ 166 192 154 131 92.8 68.2
4℃ 22℃ 188 158 158 72 84.0 45.6
4℃ 22℃ 222 159 180 40 81.125.2
图5 不同保存条件下花粉萌发率的变化
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3.2蔗糖溶液对苹果花粉萌发和活力的影响
蔗糖是花粉萌发的营养物质和能量来源，蔗糖浓度对花粉萌发有明显影响[13]，对于本次试验苹果花粉来说，浓度为10％~15％的蔗糖溶液更为适合，但不同植物花粉萌发的适宜蔗糖浓度有所不同。
花粉经过5%、10%、15%浓度的蔗糖溶液处理，结果表明各处理花粉萌发率的总体变化趋势如图6、7所示，对照组中的花粉在1h到1.5h的萌发率较为平稳，之后从1.5h开始萌发速率变大，大致上是一个稳定上升的趋势。但在纯水中在1.0h时萌发率与其他在蔗糖溶液中的花粉萌发率比较相对要高，说明在纯水里发芽较早。而在蔗糖溶液中的花粉萌发率最高的时间点随着浓度的升高而推迟，10%浓度蔗糖溶液的最高点实在1.5h时，15%浓度的最高点在2.0h时，分析原因可能是溶质浓度越高，渗透势越低，水势越低，花粉粒吸水膨胀所需时间也就更长，从而导致花粉萌发高峰期推迟。随着蔗糖浓度的升高会抑制花粉的萌发，而且随着浓度的升高，抑制作用也会越来越严重[14]。结果表明15%浓度的蔗糖溶液最适宜本次试验的目的。由图6、7对比可得，在蔗糖溶液中， 5%蔗糖分别加入100mg/L和50mg/L硼酸两组溶液可以发现5%蔗糖+50mg/L硼酸在1.5h时萌发率最大，然后逐步下降，而在5%蔗+100mg/L硼酸溶液中，基本呈现出一个比较稳定上升的线，没有较大幅度，且1.5h和2.0h时的萌芽率比较相近。10%蔗糖+100mg/L硼酸在1.5h时萌发率最大，虽然5%和10%浓度蔗糖因为加入硼酸量不同而呈现不同的萌发率，但基本上萌发率都比15%蔗糖浓度要高，分析原因可能是因为高浓度蔗糖虽然会受硼酸影响，但是随着浓度升高，所受影响逐渐减小。具体原因还需进一步研究。
表3 不同蔗糖溶液不同时间的萌发率
ⅠⅡ
0.5h 4.46 1.28 1.0h 18.91 20.0 1.5h 40.85 64.29 2.0h43.43 55.22
ⅢⅣ
2.442.21 20.83 19.01 57.14 35.37 38.89 29.41
ⅤⅥ
1.12 1.52 15.56 27.60 35.37 36.56 37.97 25.93
ⅦⅧ 2.47 0 43.24 0 25.00 0 84.09 0
图6 硼酸100mg/L浓度下蔗糖对花粉萌发的影响
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图85%蔗糖浓度下硼酸对花粉萌发的影响
图9 10%蔗糖浓度下硼酸对花粉萌发的影响
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图
10 15%
蔗糖浓度下硼酸对花粉萌发的影响
3.3磷酸缓冲溶液对花粉活力的影响
在试验过程中，磷酸缓冲溶液作为花粉参照，我们通过观察发现，磷酸缓冲溶液中花粉后溶液颜色变深，通过镜检，磷酸溶液中花粉几乎不萌芽，并且花粉在显微镜观察下可以明显看出呈三角形。但因为花粉在萌芽初期也会在生长点造成变形，所以单独对磷酸缓冲溶液中的花粉做了长时间的观察（5.0h），并没有发现花粉萌芽现象。磷酸缓冲溶液的是实验中我们常用的pH调节剂，因为其不会对溶液中的物质造成影响，磷酸缓冲溶液又可以看成溶质，将溶剂溶解为了保其不被影响。在加入花粉之后，测试验用1%磷酸缓冲溶液pH为8.2，虽然花粉在磷酸缓冲溶液中不萌发，但其电解度明显高于纯水电解度。
图11 不能萌发的畸形花粉
注： 1. 变形的花粉 2. 5.0h时磷酸缓冲溶液中的花粉
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4 结论与讨论
4.1 不同保存条件下苹果花粉活力的变化
通过本次试验表明，保存花粉之前需要干燥脱水，保存环境仍需要干燥。影响花粉生活力就是温度的区别。在常温下保存花粉，经过10天常温下保存的花粉已经丧失54.4%。且常温下花粉保存时一旦吸入水分，就会使花粉快速萌发，所以常温下保存花粉是很不明智的。花粉在低温干燥环境下贮藏的时间会相对较长，但生活力也会随着时间的增长逐步降低[15]。若将干燥好的花粉冷冻干燥，保存时间会更长。由此我们是否可以假设，在超低温环境下花粉保存时间会更长，但是防止花粉细胞结冰使我们要克服的难题。
4.2 蔗糖对花粉萌发的影响
蔗糖是花粉萌发的营养物质和能量来源，通过试验可以看出蔗糖浓度对花粉萌发有明显影响，对于苹果来说，适宜苹果花粉萌发的蔗糖浓度为10%-15%，但不同品种苹果果树花粉萌发的适宜蔗糖浓度会有些许不同[16]。蔗糖对花粉有着促进作用，为满足在生产中进行大规模花粉喷雾授粉，通过本次试验可以筛选出对于丹霞来说15%蔗糖+50mg/L硼酸为最适宜浓度。分析其原因为可能与适宜的蔗糖较好的维持了花粉与培养基之间的渗透平衡，而较高的蔗糖浓度则导致花粉管破裂产生质壁分离现象，造成原生质体脱水，从而致使花粉不能萌发。
硼酸可以促进糖的吸收，但是通过图6、7可以看出，除了纯水对照组其它浓度中花粉的萌发率在1.5h时到达萌发高峰期。虽然硼酸的浓度不会延缓花粉的萌发率的高峰，但加入50mg/L硼酸的溶液中的花粉萌发率相对低于加入100mg/L硼酸的溶液中花粉的萌发率。硼酸与蔗糖都是促进花粉萌发的物质，所以为了满足本次试验，在不影响生活力的情况下即不影响花粉萌发[17]，又要相对降低花粉萌发率，所以就要在适宜花粉萌发的蔗糖浓度下相对减小硼酸用量。但是蔗糖与硼酸之间相互关系我们仍在继续探究。蔗糖是否为最合适的选择，还有待验证，葡萄糖，或者其他糖类物质有可能作为花粉悬浮液的更好选择，更适合用于喷雾授粉，可以开展进一步研究来确定。
4.3 磷酸缓冲溶液对花粉萌发的影响
而且通过显微镜观察，缓冲液中的花粉大多呈三角形，长达5h都没有萌发，而花粉本身形状应为圆形，呈三角形的花粉为不能萌发的畸形花粉。所以磷酸缓冲溶液是否有着抑制花粉萌发的效力，并且因为渗透势的区别，导致花粉破裂，内置物流出。磷酸缓冲溶液将花粉形态已改变。但是加入磷酸缓冲溶液后电解度明显增加，这样我们是否可以假设，磷酸缓冲溶液将花粉溶解，使之形态发生改变，内置物流出，使溶液中的溶质增加，电解度变大，但花粉已没有活力。其原因，我们仍需要通过进一步研究来确定。
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The Preservation of Apple Pollen and its Effect on the Viability of the Suspension
Abstract: With fresh pollen of Danxia as experimental materials to study the dynamic changes at different temperatures. The results showed that low temperature 4 ℃ in dry storage of pollen in the first 15 days, the life force is still 81.1%, while in the normal environment under save pollen viability fell to 25.2%, indicating that pollen should be stored at low temperatures. . With different concentrations of sucrose, boric acid as a suspension, study its effect on pollen viability, designed to select the appropriate concentration ratio of production practice artificial pollination spraying nutrient solution, in order to more long-term storage of pollen. The results showed that: appropriate concentration of sucrose solution Danxia Apple will promote pollen germination, sucrose concentration is too high or too low, there will be different levels of pollen rupture and will inhibit pollen germination, this experiment concentration of 5% is the most suitable pollen 64.29% germination of pollen germination rate of 15% concentrations of up to 36.56%.
Key words: apple, Pollen vitality; Sucrose
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