冬凌草水提取液對小麥花粉育性的影響

1、    冬凌草水提取液對小麥花粉育性的影響    張一漪+劉海英+劉寧+王亞濤+劉曼+張玉敏摘要：為了了解冬凌草rabdosia rubescens（hemsl.）hara.對小麥（triticum aestivum l.）花粉育性的影響，以常規(guī)小麥品種周麥18為材料，在小麥幼穗和花藥發(fā)育過程中進行冬凌草水提取液的母液、2倍、3倍和4倍稀釋液噴施處理，對花粉育性進行了觀測，對花粉不育率和自交結(jié)實率進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，經(jīng)冬凌草水提取液處理的周麥18，其花粉育性下降，花粉不育率上升，自交結(jié)實率下降，且隨冬凌草水提取液稀釋倍數(shù)的下降其效應(yīng)增強，在冬凌草水

2、提取液2倍稀釋液和母液處理條件下，周麥18花粉不育率為低不育和半不育水平，自交結(jié)實率明顯下降，以冬凌草水提取液母液處理效應(yīng)最強。表明冬凌草水提取液對小麥化學(xué)殺雄具有積極的作用。關(guān)鍵詞：小麥（triticum aestivum l.）；冬凌草rabdosia rubescens（hemsl.）hara.；水提取液；花粉育性：s512.1；q945.6+4 ：a ：0439-8114（2017）12-2226-02doi：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.12.008the effects of rabdosia rubescens on pollen fertilit

3、y of wheatzhang yi-yi， liu hai-ying， liu ning， wang ya-tao， liu man， zhang yu-min（college of life science， henan normal university， xinxiang 453007， henan， china）abstract： in order to investigate the effects of rabdosia rubescens on wheat male sterility， common wheat cultivar zhoumai 18（sowed on 11t

4、h october）were used as materials. during the process of young panicles and anthers development， sprayed with rabdosia rubescens extracts with mother liquid， 2 times， 3 times and 4 times dilution ratios， respectively， the pollens sterility and the percentage of setting seeds were measured. the result

5、s showed that under the treatments of rabdosia rubescens extract dilutions， the pollens sterility of zhoumei 18 and the percentage of setting seeds were decreased， and the effects were strengthened as the dilution ratios decreased. especially， under the treatments of mother liquid and 2 times diluti

6、on ratio rabdosia rubescens extract， the pollen sterility were low fertility level and semi sterile level， and the percentage of setting seeds decreased significantly. the effect of mother liquid rabdosia rubescens extract was the strongest. it suggested that rabdosia rubescens extract might have ac

7、tive role in chemical emasculation.key words： wheat （triticum aestivum l.）； rubescensrabdosia rubescens（hemsl.）hara.； water extract； pollen sterility冬凌草rabdosia rubescens（hemsl.）hara.的主要有效成分為迷迭香酸和冬凌草素1，2（分為不同類型），其中迷迭香酸具有抗氧化的功能，對活性氧h2o2具有一定的清除效應(yīng)，冬凌草素則能夠抑制動物細胞有絲分裂，用冬凌草水提取液處理小麥（triticum aestivum l.），花粉

8、育性是否會出現(xiàn)變化目前尚未見報道。為此，本研究以周麥18為材料，在小麥幼穗和花藥發(fā)育過程中進行冬凌草提取液噴施處理，檢測花粉育性和自交結(jié)實率的變化，以期為探討冬凌草是否具有小麥化學(xué)殺雄的應(yīng)用價值提供理論依據(jù)。1 材料與方法1.1 材料及處理于2015-2016年在河南師范大學(xué)小麥試驗田進行，以普通小麥品種周麥18為材料，在2015年10月11日播種，行距20 cm，株距10 cm，行長3 m，按大田管理方式進行栽培。從2016年3月19日（幼穗發(fā)育至藥隔期）開始，進行不同濃度冬凌草（購自天泰大藥房）溶液全株噴霧處理。1.1.1 冬凌草水提取液母液制備 由冬凌草360 g+蒸餾水2 000 ml

9、充分浸泡，攪拌10 min，煮沸5 min，晾涼，取濾液，制得。 1.1.2 冬凌草水提取液處理 分別量取500、333和250 ml冬凌草水提取液母液，加水定容至1 000 ml，制得冬凌草水提取液2倍、3倍和4倍稀釋液，分別以冬凌草水提取液-2×稀釋液、冬凌草水提取液-3×稀釋液和冬凌草水提取液-4×稀釋液表示，所有處理均以不作任何處理和噴施清水處理為對照，以ck-0和ck-水表示。均加0.5%吐溫-80為助粘劑。每處理組自開始處理起，每4 d噴施1次直至三核期為止，噴施至藥液布滿植株所有葉面為準(zhǔn)。1.1.3 小麥處理 在小麥開花期集中開花時段（上午9-11點

10、或下午3-5點），取臨界開花狀態(tài)主莖穗或第一分蘗穗，中部小穗，在faa固定液（50%乙醇冰醋酸福爾馬林=9055）冰箱中低溫（4 ）保存，用于花粉育性檢測。在小麥抽穗后開花前進行套袋處理，在小麥成熟期收獲套袋穗，統(tǒng)計小麥穗的小穗數(shù)和穗粒數(shù)，以穗粒數(shù)/（小穗數(shù)×2）×100%計算各處理自交結(jié)實率。每處理均設(shè)10次重復(fù)，取其平均值。1.2 花粉育性檢測采用碘-碘化鉀染色法檢測3。在低倍光學(xué)顯微鏡下觀察并拍照，統(tǒng)計視野中可育與不可育花粉粒數(shù)，計算不育花粉率。并判斷花粉育性等級，判斷標(biāo)準(zhǔn)見表14。2 結(jié)果與分析如圖1所示，周麥18對照組花粉粒大部分深染，為可育花粉粒。冬凌草水提取液

11、-4×稀釋液和冬凌草水提取液-3×稀釋液與對照組相比，變化不大，但隨冬凌草母液稀釋倍數(shù)減少，冬凌草水提取液-2×稀釋液和冬凌草水提取液-母液處理，不育花粉粒數(shù)量逐漸增多，以冬凌草水提取液-母液處理不育花粉粒最多。表明，適宜濃度的冬凌草溶液能夠促進周麥18正常秋播可育系花粉粒敗育。由表2可知，周麥18正常秋播可育系對照組和冬凌草水提取液-4×稀釋液及冬凌草水提取液-3×稀釋液處理花粉育性均為正?？捎?，冬凌草水提取液-2×稀釋液處理周麥18花粉粒不育率為59.33%，為低不育水平，冬凌草水提取液-母液處理周麥18花粉粒不育率為81.5

12、6%，為半不育水平。表明隨著冬凌草母液稀釋倍數(shù)的減少，冬凌草溶液對周麥18正常秋播可育系花粉的不育率逐漸表現(xiàn)出升高效應(yīng)。3 討論已有研究指出，在植物遭遇逆境時，過氧化氫作為一種應(yīng)激活性氧，能夠激發(fā)抗逆反應(yīng)的下游事件，降低逆境對植物的傷害5，6；但過量過氧化氫則加劇植物受傷害的程度7。降低或增加植物內(nèi)部過氧化氫含量均存在增加植物抗逆性的可能8，9。冬凌草提取液在高稀釋倍數(shù)下與對照組差別不大，但在低稀釋倍數(shù)下則增加了花粉的不育率，這可能與低稀釋倍數(shù)下迷迭香酸含量較高，因而抗氧化能力較強有關(guān)10，也可能與冬凌草素含量較高對有絲分裂的抑制效應(yīng)較強有關(guān)，對此尚待進一步研究。本研究結(jié)果顯示，噴施清水也會降

13、低小麥花粉育性，提示在小麥育性控制過程中，噴施清水可能由于對溫度的降低導(dǎo)致小麥花粉育性的下降，這在小麥育性化學(xué)調(diào)控研究中是值得引起注意的問題。參考文獻：1 liang j y. a new asymmetric ent-kauranoid dimer from rabdosia rubescensj. chinese herbal medicines，2011，4（1）：4-7.2 高世勇，王 瓏.冬凌草的化學(xué)和藥理作用研究j.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，30（1）：1-5.3 唐向民，金 剛，周 瓊，等.水稻osms5-1/osms5-2雙突變體花粉形態(tài)電鏡掃描觀察j.南方農(nóng)

14、業(yè)學(xué)報，2012，43（11）：1660-1663.4 陳佳娜，周美蘭，茹振剛，等.兩系小麥bns花粉育性與氣象因子的關(guān)系j.作物研究，2012，26（4）：344-349.5 kilani b r，ma？魦li b，ahmed d，et al. nadph oxidase-dependent h2o2 production is required for salt-induced antioxidant defense in arabidopsis thalianaj.journal of plant physiology，2015，174：5-15.6 danuta c l，marek k

15、，jan k，et al. germination induction of dormant avena fatua caryopses by kar1 and ga3 involving the control of reactive oxygen species （h2o2 and o2·-） and enzymatic antioxidants（superoxide dismutase and catalase） both in the embryo and the aleurone layersj.journal of plant physiology，2015，176：16

16、9-179.7 chen j，zhu c，li l p，et al. effects of exogenous salicylic acid on growth and h2o2-metabolizing enzymes in rice seedlings under lead stressj.journal of environmental sciences，2007，19（1）：44-49.8 wen j f，gong m，liu y，et al. effect of hydrogen peroxide on growth and activity of some enzymesinvolved in proline metabolism of sweet corn seedlings undercopper stressj.scientia horticulturae，2013，164：366-371.9 guan q j，wang z j，wang x h，et al. a peroxisomal apx from puccinel