小麥雜交(jiao)育種是在不同(tong)品系間傳遞基(ji)(ji)因(yin)(yin)的(de)(de)(de)唯一(yi)的(de)(de)(de)“自然”方式。開花(hua)(hua)和產生花(hua)(hua)粉(fen)(fen)，是產生新(xin)基(ji)(ji)因(yin)(yin)組合(he)不可(ke)(ke)或(huo)缺的(de)(de)(de)基(ji)(ji)本過程，也是決(jue)定作物終產量的(de)(de)(de)重要部分(fen)。由于(yu)花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活力對環境(jing)變(bian)化(hua)及(ji)其敏感，干旱和高溫(wen)等環境(jing)條件(jian)以(yi)及(ji)農藥的(de)(de)(de)使用都有可(ke)(ke)能(neng)會(hui)影響花(hua)(hua)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)產量及(ji)散粉(fen)(fen)時(shi)的(de)(de)(de)活性。此外(wai)，不同(tong)基(ji)(ji)因(yin)(yin)型對脅(xie)迫環境(jing)的(de)(de)(de)響應也有所不同(tong)，通過花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活性的(de)(de)(de)檢(jian)測，可(ke)(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)我們(men)及(ji)時(shi)洞(dong)察(cha)花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活力的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，有效改善育種的(de)(de)(de)結果。因(yin)(yin)此，關注農業(ye)生產過程中尤其是授粉(fen)(fen)時(shi)刻(ke)花(hua)(hua)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)育性，對育種者來說(shuo)非常重要。
小麥(mai)是(shi)(shi)嚴(yan)格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)雌(ci)雄同花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、自(zi)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)作物，在(zai)自(zi)然(ran)條(tiao)件下(xia)(xia)，只有(you)1％～3％的(de)(de)(de)(de)(de)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)朵(duo)可以進行(xing)(xing)異花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)傳(chuan)粉(fen)(fen)(fen)。小麥(mai)授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)通(tong)常發生(sheng)在(zai)穎片打開之前，因此被稱(cheng)為(wei)閉(bi)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)受(shou)精。一(yi)般而言(yan)，風力(li)有(you)助于(yu)(yu)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)擴散，父(fu)母(mu)本(ben)可借(jie)助自(zi)然(ran)風力(li)進行(xing)(xing)授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)；但(dan)對于(yu)(yu)高(gao)(gao)產(chan)制種(zhong)(zhong)生(sheng)產(chan)來說遠遠不(bu)夠，必(bi)須借(jie)助人(ren)工(gong)進行(xing)(xing)輔(fu)助授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)。通(tong)過人(ren)工(gong)輔(fu)助授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)，可提(ti)(ti)高(gao)(gao)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)傳(chuan)播數(shu)量、傳(chuan)播距離，并可部(bu)分控制花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播方向(xiang)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)利用(yong)效(xiao)率，增加母(mu)本(ben)授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)機(ji)會(hui)，從而提(ti)(ti)高(gao)(gao)母(mu)本(ben)結實率，提(ti)(ti)高(gao)(gao)制種(zhong)(zhong)產(chan)量。此外，父(fu)母(mu)行(xing)(xing)比是(shi)(shi)影響制種(zhong)(zhong)產(chan)量的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵因素之一(yi)。其確定的(de)(de)(de)(de)(de)原則為(wei)：在(zai)保(bao)(bao)證母(mu)本(ben)充(chong)分授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)(xia)，盡(jin)力(li)減少(shao)父(fu)本(ben)行(xing)(xing)數(shu)。行(xing)(xing)比過大，則父(fu)本(ben)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)不(bu)能滿足母(mu)本(ben)所需花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)量要(yao)求；行(xing)(xing)比過小，則母(mu)本(ben)生(sheng)產(chan)群體過小，均不(bu)利于(yu)(yu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)制種(zhong)(zhong)產(chan)量。小麥(mai)散粉(fen)(fen)(fen)量是(shi)(shi)品(pin)系的(de)(de)(de)(de)(de)遺(yi)傳(chuan)性(xing)狀，選擇花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)產(chan)量大、花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)活(huo)性(xing)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)品(pin)系作為(wei)父(fu)本(ben)是(shi)(shi)制種(zhong)(zhong)產(chan)量的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)保(bao)(bao)證。研(yan)究(jiu)表明，小麥(mai)花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)脫落后(hou)其活(huo)力(li)會(hui)迅速下(xia)(xia)降，因此授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)過程中，要(yao)充(chong)分考(kao)慮這一(yi)因素，采集花(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉(fen)(fen)(fen)后(hou)盡(jin)快進行(xing)(xing)授(shou)(shou)粉(fen)(fen)(fen)。
本文對一系(xi)列品種的冬小麥花粉(fen)進行了田間試驗，并利用(yong)Ampha Z32花粉活力分析儀（阻抗流式細(xi)胞儀）對比(bi)分(fen)析了不同采集方法下(xia)小(xiao)麥(mai)(mai)花(hua)粉活力的差異，以期找到小(xiao)麥(mai)(mai)花(hua)粉的采集的合適方法，并(bing)為小(xiao)麥(mai)(mai)花(hua)粉活力原(yuan)位測量提(ti)供實踐中的指(zhi)導作(zuo)用。
—— 小麥(mai)花粉(fen)采集方法 ——
采(cai)集(ji)(ji)具(ju)有代表(biao)性的(de)小(xiao)麥花(hua)粉(fen)(fen)(fen)樣品進行活(huo)(huo)力(li)測(ce)量(liang)是非(fei)常關鍵的(de)。花(hua)粉(fen)(fen)(fen)采(cai)集(ji)(ji)過早，可能(neng)會導致(zhi)花(hua)粉(fen)(fen)(fen)產量(liang)較低、花(hua)粉(fen)(fen)(fen)不成(cheng)熟；采(cai)集(ji)(ji)過晚，花(hua)粉(fen)(fen)(fen)可能(neng)已失活(huo)(huo)，這(zhe)都可能(neng)造成(cheng)花(hua)粉(fen)(fen)(fen)活(huo)(huo)力(li)測(ce)量(liang)結果(guo)失真。正確的(de)花(hua)粉(fen)(fen)(fen)收獲時間點應該是花(hua)藥(yao)呈亮黃色，并(bing)且有一些已經露(lu)出穎殼。
花粉采集的正確時間點，帶花藥的小麥穗
在本文(wen)的(de)(de)小麥花(hua)粉活力量化的(de)(de)田間(jian)試驗中，我們采用了(le)四種(zhong)小麥花(hua)粉的(de)(de)采集方法(fa)，并對(dui)這四種(zhong)方法(fa)的(de)(de)采集速(su)度(du)和穩定性進行了(le)評估。我們將四種(zhong)方法(fa)分別(bie)命名(ming)為：花(hua)藥采摘(zhai)法(fa)，剪穗離心管收集法(fa)、剪穗紙漏斗收集法(fa)、剝穗離心管收集法(fa)。
方(fang)法(fa)一：花(hua)藥摘取法(fa)
花(hua)藥摘取法是小(xiao)麥(mai)穗部去雄育種(zhong)區普遍采(cai)用(yong)的方法，只需小(xiao)心打(da)開穎片和外稃用(yong)鑷(nie)子挑出花(hua)藥即可，如下圖(tu)所示。為確保花(hua)粉(fen)活力測量(liang)的結果具有(you)代表性(xing)，本試(shi)驗摘取了 6-12朵(duo)花(hua)藥（根據花(hua)粉(fen)濃度的高低，適當(dang)減少或增加花(hua)藥數量(liang)），并將采(cai)摘后(hou)的花(hua)藥盛放到1.5ml離心管中孵育5min以促進(jin)花(hua)藥爆開，混勻花(hua)粉(fen)后(hou)立即制備花(hua)粉(fen)懸(xuan)浮液進(jin)行即時測量(liang)。
方法(fa)(fa)二：剪穗紙漏斗收集法(fa)(fa)
該方(fang)法用剪(jian)刀在靠(kao)近(jin)谷(gu)粒末(mo)端(duan)的位置水(shui)平剪(jian)切(qie)小(xiao)麥(mai)小(xiao)穗，剪(jian)切(qie)處理會促進(jin)花藥在5min內露出(chu)并(bing)開始釋放花粉。
用(yong)(yong)一(yi)(yi)張(zhang)普通(tong)的(de)紙制作一(yi)(yi)個(ge)漏斗然(ran)后用(yong)(yong)膠帶(dai)纏緊(jin)漏斗口并連(lian)接到(dao)一(yi)(yi)個(ge)150μm過濾(lv)器上，過濾(lv)器下端連(lian)接一(yi)(yi)個(ge)1.5ml離(li)心管上。將新切好的(de)穗(sui)狀花(hua)序（最(zui)多5個(ge)）倒放在(zai)漏斗中(zhong)(zhong)5min，直到(dao)花(hua)藥露出(chu)，花(hua)粉釋(shi)放，此過程中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)手指輕彈過濾(lv)器可(ke)加速花(hua)粉的(de)釋(shi)放。待(dai)離(li)心管中(zhong)(zhong)收集足夠(gou)量(liang)花(hua)粉后，立即(ji)制備花(hua)粉懸浮液進行(xing)測試(shi)。
通常，3-5個(ge)處于成熟階段的(de)麥穗，就可以提供可用于活力(li)測量的(de)足量花粉。
方法(fa)三：剪穗離(li)心管收集法(fa)
該(gai)方法(fa)將切割后(hou)的(de)穗狀花(hua)序倒(dao)放在(zai)50ml離心管中(zhong)進(jin)行花(hua)粉(fen)收集，麥穗在(zai)離心管中(zhong)孵育5min直至花(hua)粉(fen)釋(shi)放，期(qi)間用(yong)手(shou)指輕彈離心管以促進(jin)花(hua)粉(fen)的(de)釋(shi)放。待離心管中(zhong)收集足夠量花(hua)粉(fen)后(hou)，立即制(zhi)備(bei)花(hua)粉(fen)懸(xuan)浮液進(jin)行測試(shi)。
方法四：剝穗離(li)心管收(shou)集法
該采集方(fang)法即用手將小(xiao)穗從(cong)麥(mai)穗上剝下，然后(hou)將剝下的小(xiao)穗轉移到離心管中孵(fu)育5min，直(zhi)至(zhi)花(hua)粉釋(shi)放。該方(fang)法在剝離小(xiao)穗過程(cheng)中會導致穎殼和外(wai)稃撕裂，進而(er)加速花(hua)藥的釋(shi)放。
四種采(cai)(cai)集(ji)(ji)方法(fa)(fa)(fa)的試驗結果表明，相(xiang)較于剪(jian)穗(sui)(sui)離(li)心(xin)管(guan)(guan)收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)剝穗(sui)(sui)離(li)心(xin)管(guan)(guan)收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)，花(hua)(hua)(hua)藥(yao)采(cai)(cai)摘法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)剪(jian)穗(sui)(sui)紙(zhi)漏(lou)斗收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)采(cai)(cai)集(ji)(ji)的花(hua)(hua)(hua)粉(fen)活性明顯(xian)更高(gao)，這可能是(shi)由于小穗(sui)(sui)在離(li)心(xin)管(guan)(guan)孵育的5min內會形成水(shui)汽(qi)，而小麥花(hua)(hua)(hua)粉(fen)遇水(shui)汽(qi)后會立即失活（細胞(bao)破(po)裂）；花(hua)(hua)(hua)藥(yao)采(cai)(cai)摘法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)剪(jian)穗(sui)(sui)紙(zhi)漏(lou)斗收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)相(xiang)比較，花(hua)(hua)(hua)藥(yao)采(cai)(cai)摘法(fa)(fa)(fa)更易受采(cai)(cai)摘偏(pian)差(cha)影響，相(xiang)對誤差(cha)較大(da)，剪(jian)穗(sui)(sui)紙(zhi)漏(lou)斗收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)采(cai)(cai)集(ji)(ji)的是(shi)花(hua)(hua)(hua)藥(yao)自然露出后散落的花(hua)(hua)(hua)粉(fen)，消除了采(cai)(cai)摘造成的人為誤差(cha)，因此(ci)剪(jian)穗(sui)(sui)紙(zhi)漏(lou)斗收集(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)是(shi)花(hua)(hua)(hua)粉(fen)采(cai)(cai)集(ji)(ji)的通(tong)用方法(fa)(fa)(fa)。
綜(zong)合評(ping)估花粉采集速度(du)和活力測量結果的穩定性(xing)，建議酌(zhuo)情采用花藥采摘(zhai)法和剪(jian)穗(sui)紙漏(lou)斗(dou)收集法。
花粉采集(ji)方法(fa) | 工作強(qiang)度(du) | 準確(que)性/精度 | 推薦 |
花藥采摘法 | 中等 | 高(gao) | √ |
剪穗(sui)紙漏斗收集法(fa) | 高 | 很高 | √ |
剪穗(sui)離心管收(shou)集法 | 高 | 低(di) | × |
剝穗離心管收(shou)集法 | 低 | 低 | × |
—— 小麥花粉的(de)壽命(ming) ——
已有(you)大量文獻報道，不(bu)同基(ji)因型(xing)的小(xiao)麥在不(bu)同環(huan)境(jing)條件下(xia)，花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活性的維持(chi)時(shi)間(jian)為30min-3H，與向日葵(kui)、番茄等物種相比，花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活性維持(chi)的時(shi)間(jian)相對較(jiao)短。這將直接(jie)影響田間(jian)試驗中(zhong)小(xiao)麥花(hua)(hua)粉(fen)(fen)活性的測(ce)量，特(te)別是涉(she)及需分批(pi)測(ce)量的情況。
本試驗測試了(le)室(shi)溫（≈22℃）下和冰箱中(zhong)保(bao)存（4℃）的小(xiao)麥(mai)花粉(fen)活力隨(sui)時間(jian)的變化(hua)。即利用剪穗紙(zhi)漏斗收集(ji)法采(cai)集(ji)了(le)10個麥(mai)穗的花粉(fen)，將采(cai)集(ji)后(hou)的花粉(fen)混勻并等分為兩份，蓋緊離心管(guan)蓋子并分別保(bao)存于室(shi)溫下和冰箱中(zhong)，設置8個時間(jian)梯度進行(xing)小(xiao)麥(mai)花粉(fen)活性的測量(liang)。
小麥(mai)花(hua)粉(fen)的初始活力為80% - 90%，室溫下(xia)小麥(mai)花(hua)粉(fen)活力在(zai)60min內下(xia)降了約35% - 40%，盡管冰(bing)箱保(bao)存可在(zai)一定程度上適(shi)當延長小麥(mai)花(hua)粉(fen)的壽(shou)命，但花(hua)粉(fen)活力發生顯著(zhu)下(xia)降卻是不可避免的。因(yin)此，我(wo)們強烈建議采集小麥(mai)花(hua)粉(fen)后立即(ji)進行活力測(ce)量。
如果無法在采(cai)集花(hua)粉(fen)后的30min內立(li)即測量花(hua)粉(fen)活(huo)(huo)(huo)力(li)，則建議保存整個麥(mai)穗。本實驗(yan)采(cai)摘整個麥(mai)穗并將根(gen)部浸泡(pao)在水中，于實驗(yan)室(shi)室(shi)溫下(xia)保存，并每(mei)隔一(yi)(yi)段時間通過剪(jian)穗紙漏(lou)斗收(shou)集法采(cai)集新(xin)鮮(xian)小(xiao)(xiao)麥(mai)花(hua)粉(fen)進行(xing)活(huo)(huo)(huo)力(li)測量。實驗(yan)結果表明，24h內小(xiao)(xiao)麥(mai)花(hua)粉(fen)活(huo)(huo)(huo)力(li)沒有出(chu)現(xian)明顯下(xia)降，由此可見(jian)，這是保存花(hua)粉(fen)活(huo)(huo)(huo)力(li)的一(yi)(yi)種有效手段。
希望以(yi)上(shang)試(shi)驗(yan)(yan)結果可(ke)以(yi)給您的(de)小麥花粉活力測量工作帶來參考作用(yong)，找到(dao)適合您試(shi)驗(yan)(yan)的(de)采集方法。
Ampha Z32花粉活力分析儀—實現田間原位輕松測量！
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