小麥雜交育種是在不同品系間傳遞基因的唯一的“自然”方式。開(kāi)花和產(chǎn)生花粉，是產(chǎn)生新基因組合不可或缺的基本過(guò)程，也是決定作物終產(chǎn)量的重要部分。由于花粉活力對(duì)環(huán)境變化及其敏感，干旱和高溫等環(huán)境條件以及農(nóng)藥的使用都有可能會(huì)影響花粉的產(chǎn)量及散粉時(shí)的活性。此外，不同基因型對(duì)脅迫環(huán)境的響應(yīng)也有所不同，通過(guò)花粉活性的檢測(cè)，可以幫助我們及時(shí)洞察花粉活力的變化，有效改善育種的結(jié)果。因此，關(guān)注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中尤其是授粉時(shí)刻花粉的育性，對(duì)育種者來(lái)說(shuō)非常重要。
小麥?zhǔn)菄?yán)格的雌雄同花、自花授粉作物，在自然條件下，只有1％～3％的花朵可以進(jìn)行異花傳粉。小麥?zhǔn)诜弁ǔ０l(fā)生在穎片打開(kāi)之前，因此被稱為閉花受精。一般而言，風(fēng)力有助于花粉擴(kuò)散，父母本可借助自然風(fēng)力進(jìn)行授粉；但對(duì)于高產(chǎn)制種生產(chǎn)來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須借助人工進(jìn)行輔助授粉。通過(guò)人工輔助授粉，可提高花粉傳播數(shù)量、傳播距離，并可部分控制花粉的傳播方向，提高花粉利用效率，增加母本授粉機(jī)會(huì)，從而提高母本結(jié)實(shí)率，提高制種產(chǎn)量。此外，父母行比是影響制種產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一。其確定的原則為：在保證母本充分授粉的前提下，盡力減少父本行數(shù)。行比過(guò)大，則父本花粉不能滿足母本所需花粉量要求；行比過(guò)小，則母本生產(chǎn)群體過(guò)小，均不利于提高制種產(chǎn)量。小麥散粉量是品系的遺傳性狀，選擇花粉產(chǎn)量大、花粉活性高的品系作為父本是制種產(chǎn)量的重要保證。研究表明，小麥花粉脫落后其活力會(huì)迅速下降，因此授粉過(guò)程中，要充分考慮這一因素，采集花粉后盡快進(jìn)行授粉。
本文對(duì)一系列品種的冬小麥花粉進(jìn)行了田間試驗(yàn)，并利用Ampha Z32花粉活力分析儀（阻抗流式細(xì)胞儀）對(duì)比分析了不同采集方法下小麥花粉活力的差異，以期找到小麥花粉的采集的合適方法，并為小麥花粉活力原位測(cè)量提供實(shí)踐中的指導(dǎo)作用。
—— 小麥花粉采集方法 ——
采集具有代表性的小麥花粉樣品進(jìn)行活力測(cè)量是非常關(guān)鍵的?；ǚ鄄杉^(guò)早，可能會(huì)導(dǎo)致花粉產(chǎn)量較低、花粉不成熟；采集過(guò)晚，花粉可能已失活，這都可能造成花粉活力測(cè)量結(jié)果失真。正確的花粉收獲時(shí)間點(diǎn)應(yīng)該是花藥呈亮黃色，并且有一些已經(jīng)露出穎殼。
花粉采集的正確時(shí)間點(diǎn)，帶花藥的小麥穗
在本文的小麥花粉活力量化的田間試驗(yàn)中，我們采用了四種小麥花粉的采集方法，并對(duì)這四種方法的采集速度和穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)估。我們將四種方法分別命名為：花藥采摘法，剪穗離心管收集法、剪穗紙漏斗收集法、剝穗離心管收集法。
方法一：花藥摘取法
花藥摘取法是小麥穗部去雄育種區(qū)普遍采用的方法，只需小心打開(kāi)穎片和外稃用鑷子挑出花藥即可，如下圖所示。為確保花粉活力測(cè)量的結(jié)果具有代表性，本試驗(yàn)摘取了 6-12朵花藥（根據(jù)花粉濃度的高低，適當(dāng)減少或增加花藥數(shù)量），并將采摘后的花藥盛放到1.5ml離心管中孵育5min以促進(jìn)花藥爆開(kāi)，混勻花粉后立即制備花粉懸浮液進(jìn)行即時(shí)測(cè)量。
方法二：剪穗紙漏斗收集法
該方法用剪刀在靠近谷粒末端的位置水平剪切小麥小穗，剪切處理會(huì)促進(jìn)花藥在5min內(nèi)露出并開(kāi)始釋放花粉。
用一張普通的紙制作一個(gè)漏斗然后用膠帶纏緊漏斗口并連接到一個(gè)150μm過(guò)濾器上，過(guò)濾器下端連接一個(gè)1.5ml離心管上。將新切好的穗狀花序（最多5個(gè)）倒放在漏斗中5min，直到花藥露出，花粉釋放，此過(guò)程中用手指輕彈過(guò)濾器可加速花粉的釋放。待離心管中收集足夠量花粉后，立即制備花粉懸浮液進(jìn)行測(cè)試。
通常，3-5個(gè)處于成熟階段的麥穗，就可以提供可用于活力測(cè)量的足量花粉。
方法三：剪穗離心管收集法
該方法將切割后的穗狀花序倒放在50ml離心管中進(jìn)行花粉收集，麥穗在離心管中孵育5min直至花粉釋放，期間用手指輕彈離心管以促進(jìn)花粉的釋放。待離心管中收集足夠量花粉后，立即制備花粉懸浮液進(jìn)行測(cè)試。
方法四：剝穗離心管收集法
該采集方法即用手將小穗從麥穗上剝下，然后將剝下的小穗轉(zhuǎn)移到離心管中孵育5min，直至花粉釋放。該方法在剝離小穗過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致穎殼和外稃撕裂，進(jìn)而加速花藥的釋放。
四種采集方法的試驗(yàn)結(jié)果表明，相較于剪穗離心管收集法和剝穗離心管收集法，花藥采摘法和剪穗紙漏斗收集法采集的花粉活性明顯更高，這可能是由于小穗在離心管孵育的5min內(nèi)會(huì)形成水汽，而小麥花粉遇水汽后會(huì)立即失活（細(xì)胞破裂）；花藥采摘法和剪穗紙漏斗收集法相比較，花藥采摘法更易受采摘偏差影響，相對(duì)誤差較大，剪穗紙漏斗收集法采集的是花藥自然露出后散落的花粉，消除了采摘造成的人為誤差，因此剪穗紙漏斗收集法是花粉采集的通用方法。
綜合評(píng)估花粉采集速度和活力測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性，建議酌情采用花藥采摘法和剪穗紙漏斗收集法。
花粉采集方法 | 工作強(qiáng)度 | 準(zhǔn)確性/精度 | 推薦 |
花藥采摘法 | 中等 | 高 | √ |
剪穗紙漏斗收集法 | 高 | 很高 | √ |
剪穗離心管收集法 | 高 | 低 | × |
剝穗離心管收集法 | 低 | 低 | × |
—— 小麥花粉的壽命 ——
已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，不同基因型的小麥在不同環(huán)境條件下，花粉活性的維持時(shí)間為30min-3H，與向日葵、番茄等物種相比，花粉活性維持的時(shí)間相對(duì)較短。這將直接影響田間試驗(yàn)中小麥花粉活性的測(cè)量，特別是涉及需分批測(cè)量的情況。
本試驗(yàn)測(cè)試了室溫（≈22℃）下和冰箱中保存（4℃）的小麥花粉活力隨時(shí)間的變化。即利用剪穗紙漏斗收集法采集了10個(gè)麥穗的花粉，將采集后的花粉混勻并等分為兩份，蓋緊離心管蓋子并分別保存于室溫下和冰箱中，設(shè)置8個(gè)時(shí)間梯度進(jìn)行小麥花粉活性的測(cè)量。
小麥花粉的初始活力為80% - 90%，室溫下小麥花粉活力在60min內(nèi)下降了約35% - 40%，盡管冰箱保存可在一定程度上適當(dāng)延長(zhǎng)小麥花粉的壽命，但花粉活力發(fā)生顯著下降卻是不可避免的。因此，我們強(qiáng)烈建議采集小麥花粉后立即進(jìn)行活力測(cè)量。
如果無(wú)法在采集花粉后的30min內(nèi)立即測(cè)量花粉活力，則建議保存整個(gè)麥穗。本實(shí)驗(yàn)采摘整個(gè)麥穗并將根部浸泡在水中，于實(shí)驗(yàn)室室溫下保存，并每隔一段時(shí)間通過(guò)剪穗紙漏斗收集法采集新鮮小麥花粉進(jìn)行活力測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，24h內(nèi)小麥花粉活力沒(méi)有出現(xiàn)明顯下降，由此可見(jiàn)，這是保存花粉活力的一種有效手段。
希望以上試驗(yàn)結(jié)果可以給您的小麥花粉活力測(cè)量工作帶來(lái)參考作用，找到適合您試驗(yàn)的采集方法。
Ampha Z32花粉活力分析儀—實(shí)現(xiàn)田間原位輕松測(cè)量！
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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