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Ampha Z32花粉活力分析儀的應(yīng)用:花粉質(zhì)量和數(shù)量對(duì)結(jié)實(shí)率的影響
日期:2020-10-12 19:20:47

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提高種子的產(chǎn)量和質(zhì)量,是種子生產(chǎn)的終極目標(biāo),而花粉質(zhì)量和數(shù)量是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要保障。這就要求我們要在授粉過程中掌握:1.花粉的活性;2.花粉的授粉量;3.授粉時(shí)間;4.母本與父本的相容性。


本文通過對(duì)茄科作物進(jìn)行的一系列觀察實(shí)驗(yàn),對(duì)授粉過程中涉及的幾個(gè)方面就行了探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣適用于其他作物,尤其是葫蘆科作物。


—— 了解授粉過程 ——


授粉的成功與否不僅取決于花粉質(zhì)量和數(shù)量,還取決于授粉發(fā)生的時(shí)間、環(huán)境(溫度、水分、光照、營養(yǎng)等)以及花粉與柱頭的相互識(shí)別。



實(shí)驗(yàn)一:確定優(yōu)選的授粉條件

1、選用同一勻質(zhì)番茄花粉樣品、并統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)的花粉用量;

2、對(duì)比不同授粉條件下(一天中的不同時(shí)間、濕度、溫度、去雄后的時(shí)間點(diǎn)…)雌蕊的接受能力,并通過座果率量化對(duì)比結(jié)果;

3、通過統(tǒng)計(jì)模型(如多元回歸)確定影響座果率的因素;

4、進(jìn)行多品系測試,并找到每一品系的優(yōu)選授粉條件。



◆ 如何把握授粉量?


花粉直感現(xiàn)象明顯,不同授粉量對(duì)番茄產(chǎn)量、外觀可能產(chǎn)生較大影響。授粉過少,座果率低;授粉過多,一方面造成花粉浪費(fèi),另一方面雖可能增加結(jié)果,但可能導(dǎo)致果密而小,果品等級(jí)降低,經(jīng)濟(jì)效益差,甚至出現(xiàn)授粉太多,造成超負(fù)荷結(jié)實(shí),營養(yǎng)消耗超過植株所能負(fù)擔(dān)的能力,影響來年花芽分化和產(chǎn)量,嚴(yán)重時(shí)引起植株死亡。也就是說只有授粉適量,才有可能獲得好的座果率。而柱頭上有活性的花粉數(shù)量或者說能夠萌發(fā)的花粉數(shù)量才是決定座果率的重要因素,本實(shí)驗(yàn)利用Ampha Z32阻抗流式細(xì)胞儀(計(jì)數(shù)模式)對(duì)授粉柱頭上有活力的花粉數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。



實(shí)驗(yàn)二:授粉過程的重復(fù)性

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱舜_定優(yōu)選授粉量以及在授粉過程中授粉量的可重復(fù)性。該實(shí)驗(yàn)奇妙的地方在于可以確定柱頭上的花粉量。

1、按實(shí)驗(yàn)一確定的優(yōu)選授粉條件進(jìn)行授粉,然后收集授粉后柱頭上的花粉(花粉萌發(fā)前);

2、用Ampha Z32阻抗流式細(xì)胞儀(計(jì)數(shù)模式)定量分析每個(gè)柱頭上的花粉數(shù)量;

3、比較每個(gè)柱頭上的花粉量,并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差;

4、如果使用的是已稀釋過的花粉,則測定花粉稀釋劑(石松、淀粉等)的均勻性。



◆ 柱頭上的花粉量差異


本實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了幾個(gè)新授粉的番茄柱頭上有活力的花粉數(shù)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示,箱線圖中每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)柱頭上收集的花粉粒數(shù)。

圖1201012202.jpg

從圖中可以看出,授粉柱頭上的花粉數(shù)量差異顯著,這可能與授粉的操作者、柱頭表面積以及授粉方式有關(guān)。本次實(shí)驗(yàn)中涉及的柱頭上有活力的花粉數(shù)量通常在幾千個(gè)左右,而番茄果實(shí)中獲得的種子數(shù)量在25-250粒之間,顯然,有活力的花粉數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于胚珠數(shù)量,由此表明大部分花粉并不能使胚珠受精??赡艿脑蛴校?/span>
● 花粉不能接近柱頭表面;
● 花粉不能萌發(fā);
● 花粉管不生長,找不到子房;
● 目標(biāo)胚珠已受精;
● 受精過程失敗。

鑒于花粉量之間的巨大差異,為使本實(shí)驗(yàn)的授粉過程的更具重復(fù)性,我們每次使用大致相同數(shù)量的花粉進(jìn)行授粉。與此同時(shí),統(tǒng)一授粉者、授粉方法,并保證花粉的均質(zhì)性。

—— 確定授粉量 ——

究竟使用多少花粉才能獲得理想的座果率?其中的“多少”不僅指花粉數(shù)量,還與花粉活性有關(guān)。

活細(xì)胞量=活力×花粉量

當(dāng)花粉活力較低時(shí),結(jié)實(shí)率低,此時(shí)花粉就是產(chǎn)量的限制因素,適當(dāng)增加授粉量,就可以提高結(jié)實(shí)率;但實(shí)際上,胚珠數(shù)量和柱頭表面積才是產(chǎn)量的限制因素,一旦胚珠數(shù)量和柱頭表面積達(dá)到飽和狀態(tài),增加授粉量就不再能提高結(jié)實(shí)率。因此,找到接近飽和或飽和狀態(tài)下的花粉量才可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的最大化。

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—— 授粉量與理想座果率 ——

在實(shí)際的種子生產(chǎn)中,理想的座果率除了與花粉量有關(guān),還取決于栽培條件以及父本和母本間的相容性。

研究表明,不同雜交親本間的相容性不同,即花粉量使胚珠受精的可能性不同。對(duì)于低相容性的雜交來說,是無法達(dá)到理想中的高座果率的,盡管座果率會(huì)隨著花粉質(zhì)量的增高而提高,但卻不能達(dá)到理想的座果率;對(duì)于中等相容性的雜交來說,使用高質(zhì)量的花粉是可以達(dá)到理想座果率;而對(duì)于高相容性的雜交,使用中等質(zhì)量的花粉就可以達(dá)到理想的座果率。了解每個(gè)雜交組合的相容性,可幫助我們調(diào)制優(yōu)化的授粉配方,獲得理想的座果率。

圖1201012204.jpg


—— 花粉質(zhì)量與結(jié)實(shí)率的互相關(guān)模型 ——


實(shí)驗(yàn)三:量化不同花粉質(zhì)量下的結(jié)實(shí)率,并利用數(shù)據(jù)集擬合飽和度模型。

本實(shí)驗(yàn)不僅包含花粉活性,還包含授粉柱頭上的平均花粉數(shù)量,進(jìn)一步從數(shù)量維度上擴(kuò)展了數(shù)據(jù)集。
圖1201012205.jpg

—— 定制授粉配方 ——
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圖1201012207.jpg


Tip:葫蘆科植物授粉過程中,花粉數(shù)量的變化通常大大高于花粉活力的變化,因此,在進(jìn)行此類種子生產(chǎn)工作時(shí),更要綜合考量活花粉數(shù)量(活力和花粉數(shù)量的組合)與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性,而不僅僅是單純花粉活力與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性。


綜上所述,在優(yōu)選授粉條件下,按特定的授粉配方進(jìn)行授粉,可以幫助我們對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行可靠預(yù)測。
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本文涉及實(shí)驗(yàn)全部利用Ampha Z32阻抗流式細(xì)胞儀完成。

原文閱讀:https://amphasys.com/how-pollen-quality-affects-seed-set/

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