实验综合3_园林植物花器观察及有性杂交

实验指导五园林植物花器结构及开花习性的观察
一、实验目的
通过对园林植物花器结构及开花授粉习性的观察，了解不同园林植物种类的花器官结构特征与开花授粉特点，以及两者之间的关系；熟悉园林植物开花习性调查的主要观察项目和观察方法。

二、实验材料
矮牵牛、香石竹、三色堇、非洲菊、鹤望兰、月季、蜀葵、时钟花等园林植物。

三、实验用具
放大镜、解剖针、镊子、剪刀、直尺、记录板等。

四、实验原理
不同的园林植物因其自身的发育特点不同，往往具有不同的花器官结构特征和开花授粉习性。

如有的园林植物为风媒花，而有的园林植物则靠蜜蜂、蝴蝶等传粉媒介进行授粉；有的植物花器官结构便于自花授粉，而有的则便于异花授粉。

此项观察可作为识别品种、制定杂交计划的主要依据，也可为采留种子，选育自交系等提供理论指导。

五、实验内容
以矮牵牛、香石竹、三色堇、非洲菊、鹤望兰、月季、蜀葵、时钟花等园林植物为材料，详细观察其花器官的组成与结构特征，了解其开花授粉特点。

1．花器结构的观察
一般两性花植物的花朵由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官组成，多数植物的花朵基部还着生有花苞片，而单性花则缺少其中的雄蕊或雌蕊。

通过观察比较，明确不同园林植物的花部构造及其形态特征，了解授粉习性与其之间的关系。

2．开花授粉习性的观察
1）花芽类型：植物花芽的类型基本上可以分为纯花芽和混合花芽两种类型。

纯花其芽内只有花器官，芽萌发后，只开花结果，不抽生枝条，多数花卉属于此类；混合花芽在芽内除有花器官外，还存在枝叶或叶的原始体，开花的同时可抽生枝条，如悬铃木等。

2）开花时间及花期长短：不同的园林植物其开花时间差异较大，如梅花、玉兰、连翘等在早春开花，悬铃木、牡丹、芍药等春季开花，荷花夏天开，菊花秋天开，蜡梅则怒放于冬季，而月季、矮牵牛、四季桂等一年四季均能开花。

此外，不同品种的始花期、盛花期、终花期及整个开花过程的长短也不相同。

通过观察明确不同植物及品种的花期和开花规律对于人工杂交具有重要的指导意义。

3）花型：包括单瓣、重瓣，大花、小花等。

花型的表现对于植物的传粉和结实会产生影响。

4）花性：包括雌雄异株、雌雄同株异花和雌雄同花（两性花）。

有些植物在一个植株上既有两性花又有单性花；还有些植物尽管具有两性花，但表现为雄蕊或雌蕊退化。

5）花瓣：花瓣的颜色、形态等表现往往与植物的传粉方式和授粉习性有较大的关系。

如开花时花瓣紧闭者（金鱼草等）一般采用自花授粉。

6）雄蕊和雌蕊：雄性和雌蕊的生长发育状态、着生方式与植物的授粉特点、结实能力等有很大的关系。

7）花粉：花粉是植物自然授粉和人工杂交的主要物质基础。

同样的两性花品种，花药中产生花粉的多少是不同的，有些很多，有些中等，有些则很少。

六、实验方法与步骤
1．实验准备：查阅资料了解几种园林植物开花授粉的相关知识。

2．分组：每3～4人为1组，领取实验工具。

3．观察：每组选择不同的园林植物开花植株各1－2株，进行观察记载。

七、作业及思考题：
1、自己设计表格并填写包括植物种类、花性、花瓣、雄蕊、雌蕊、花丝、花粉、授粉习性等各
项观察结果。

月季的花结构西番莲花结构
3、观察并解释矮牵牛重瓣花的可能情况，鹤望兰的花器官，并尝试用叶与茎、花器官生长发
育的逻辑关系解释各物种花器结构的可能本质。

答：矮牵牛的重瓣类型有：大花重瓣类、重瓣丰花类、重瓣多花类。

矮牵牛重瓣的可能原因：
1. 在人工选择的条件下,从多一、两个花瓣的单株开始,经过若干代的选择,可使花瓣数目逐年
增加,最后形成重瓣花。

2.雌雄蕊的重瓣性，一方面雄蕊或雌蕊消失或退化,另一方面伴随着花瓣数目的增加。

3.通过人类的不断杂交来改变其遗传特性，获得重瓣性。

4.通过改变其基因型而获得重瓣性，由ABC模型可知，A类基因的突变影响萼片和花瓣。

B类基因的突变影响花瓣和雄蕊。

C类基因的突变则影响雄蕊和心皮。

A与B基因能共同表达诱导花瓣的瓣性。

鹤望兰的花器官特征：鹤望兰属的花大多具长梗，橙黄色或浅蓝色，有2枚直立而尖的
花瓣，雄蕊5枚；外有一舟形佛焰苞，形态犹如仙鹤。

花可视为节间缩短并具繁殖能力的茎的变态，而其节结构也可看作是叶的高度变态。

从本质上说，花的结构是由顶端分生组织的花芽和“体轴”分化形成的。

实验指导六花粉贮藏及花粉生活力的测定
花期不遇给杂交工作造成困难，有的园林植物可通过调整花期来解决，有的则不得不进行花粉贮藏，或者从外地寄运花粉。

为了避免杂交工作失误，在使用外地寄来的花粉或经过一段时间贮藏的花粉之前，必须对花粉的生活力进行检测，以便对杂交结果进行分析与研究。

因此我们必须掌握花粉贮藏及花粉生活力测定的原理和技术
八、实验目的
掌握花粉贮藏及花粉生命力鉴定的方法和原理。

九、实验材料
矮牵牛、石竹、三色堇、非洲菊、鹤望兰、鸢尾、马蹄莲、月季、野蔷薇等植物的花粉。

十、仪器及药品
载玻片、盖玻片、解剖针、镊子、毛笔、干燥器、小指形管、标签、记号笔、显微镜、天平、烧杯、培养皿、滴管、玻璃棒、量筒、电炉、石棉网、冰箱；
凡士林、无水氯化钙、蔗糖、琼脂、蒸馏水、硼酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、碘、碘化钾、氯化二苯基四氮唑（TTC）。

十一、实验原理
花粉在低温（0～2℃）、干燥、黑暗等条件下代谢强度降低，花粉贮藏的原理就是要创造这样低代谢的环境条件，从而延长花粉的寿命。

花粉的形态、花粉中酶的活性以及积累淀粉的多少（淀粉质花粉）通常与其生活力密切相关，因此可以利用花粉的形态观察、过氧化物酶、脱氢酶的活性高低、淀粉的含量以及在人工培养基上花粉管萌发的情况作为鉴定花粉生活力高低的标准。

鉴定花粉生活力的方法很多，概括起来主要有如下几种：
1．直接测定法将待测花粉直接授粉，然后统计结实情况。

此法最准确，但需时较长，且实验结果易受气候条件的影响。

也可在授粉后隔一定时间切下柱头，在显微镜下压片检查花粉的萌发情况，根据萌发率的高低来鉴定花粉的生活力。

2．形态观察法直接在显微镜下观察花粉的形态，根据品种花粉的典型性（如具有正常的大小、形状、色泽等）判断花粉的生活力，即形态正常的花粉有生活力，而一些小的、皱缩的、畸形的花粉不具有生活力。

此法简便易行但准确性差，一般只用于测定新鲜花粉的生活力。

3．染色观察法1）碘－碘化钾染色法：以碘－碘化钾溶液（0.3g碘＋1.3g碘化钾溶于100ml 蒸馏水）染色后于显微镜下观察，花粉被染成蓝色者表示具有生活力，花粉呈黄褐色者不具有生活力。

2）TTC染色法：TTC染色是一种鉴定去氢酶活性的组织化学反应，凡具有生活力的花粉在其呼吸过程中都有氧化还原作用，当TTC渗入有活力的花粉时，其去氢酶在催化去氢过程中与TTC 结合，使无色的TTC变成TTF而呈现红色。

4．培养基发芽法在培养基上进行花粉的人工萌发，鉴定待测花粉萌发率的高低。

此法若采用适宜的培养基能较精确地测定出花粉的生活力，但不同植物的花粉萌发条件存在较大的差异，所以很多时候测定的结果也只是相对可靠。

十二、实验步骤：
1．花粉的贮藏：
（1）将采集的花粉进行干燥（凉干或放入盛有无水氯化钙的干燥器中干燥），一般以花粉不相互黏结为度。

（2）将干燥的花粉装在指形管中（不要太多，一般以五分之一体积或更少为宜），瓶口塞以纱布，瓶外贴以标签，注明花粉种类、采收日期。

（3）将指形管放入无水氯化钙控制一定湿度的干燥器中，干燥器置于0～2℃的冰箱内。

2．花粉生活力的测定：
（1）染色观察法——TTC染色法
①配制TTC染色液：称取0.5g TTC溶于100ml磷酸盐缓冲液（100ml蒸馏水中溶解0.832g
Na2HPO4•2H2O和0.273g KH2PO4，pH7.2）中，装入棕色瓶备用。

②制片：取少量花粉于载玻片上，滴入1～2滴0.5％TTC染色液，用镊子搅拌均匀，盖上
盖玻片，于35～40℃条件下净置15～20min。

③观察统计：在显微镜下观察三个不同的视野，凡被染成红色或玫瑰红的都是有生活力的
花粉，黄色或不着色者为没有生活力的花粉。

（2）培养基发芽法——固体培养基
④配制培养基：称取1g琼脂，5g蔗糖，量取94ml蒸馏水，装入烧杯，加热使琼脂融化呈
透明状（注意补充水分，以保持培养基的浓度），即配成5%浓度的培养基。

同法配制10%、
15%、20%浓度的培养基。

⑤制片：用滴管吸取少量培养基，趁热滴在载玻片的凹槽内，放置片刻，使其凝固。

⑥播种花粉：将少量花粉均匀地撒播在培养基上，注意不可过多，否则难以观察。

⑦培养与观察：将制备好的片子放在垫有湿润滤纸的培养皿内，于20～22℃的温箱中培养；
待花粉萌发后于显微镜下观察并统计发芽率。

观察时每片随机取三个视野，统计花粉总
数及发芽数，计算平均萌发率（花粉总数不少于100粒）。

十三、作业及思考题：
4、按下表统计实验结果。

染色法测定结果记载表
5、绘一幅花粉粒发芽形态图。

6、比较不同方法、不同浓度（培养基法）测得花粉生活力的高低，分析其原因。

答：用染色法来测定花粉活力受花粉对碘－碘化钾敏感度的影响，一般来说，染色需要达到一定的时间才能有所效果。

而培养基法测定花粉活力受到环境的影响十分大，花粉的萌发温
度要适宜，萌发时营养要充足，萌发的时间要控制好，这些都会影响到花粉活力的测定。

实验指导七园林植物有性杂交技术
一、实验目的
通过实验，学习并掌握去雄、套袋、授粉等有性杂交技术，为开展园林植物杂交育种工作打下初步基础。

二、实验材料
非洲菊
三、实验用具
镊子、毛笔、花粉瓶、标牌、隔离纸袋、回形针、酒精、记录本等。

四、实验原理
有性杂交是基因重组的过程。

通过杂交可以把亲本双方控制不同性状的有利基因综合到杂种个体中，使杂种个体不仅具有双亲的优良性状，而且在生长势、抗逆性、生产力等方面甚至超越其亲本，从而获得某些性状更符合人类需要和育种目标的新品种。

五、实验方法与步骤
1．亲本的选择与选配根据育种目标和亲本选择、选配的原则选择和选配亲本。

2．亲本植株和花朵的选择
选择发育正常、生长健壮、无病虫害且具有本品种典型特征的植株作为杂交亲本植株。

杂交母株应选开花结实正常的优良单株，在母株数量较多时，一般不要在路旁或人流来往较多的地方选择，以确保杂交工作的安全。

杂交的花朵以选择健壮花枝中上部即将开放的花蕾为好，每株（或每枝）保留3～5朵花，种子和果实小的可适当多留一些，多余的花蕾、已开放的花朵、果实全部摘去，以保证杂交果实的顺利生长与成熟。

3．花期调整
杂交时，如果选择的两个亲本存在花期不遇现象，则需对其开花期进行调整或收集父本花粉贮藏。

在调整花期前，首先应弄清楚影响植物花期的主导因子，然后再采用相应的措施进行调整。

如可通过采取适当的栽培措施，调节温度、光照或采用植物生长调节剂等手段对植物进行处理，使开花时期能满足杂交要求。

4．去雄、套袋
两性花的品种为防止自交，杂交前需将花蕾中未成熟的花药除去。

去雄时，剥开花瓣用镊子夹住花丝，将雄蕊全部除去，同时注意尽量不要碰伤雌蕊。

去雄过程中，如果工具被花粉污染，须用70%以上的酒精消毒，去雄后立即套袋隔离以免其他花粉干扰。

风媒花用纸袋，虫媒花可用细纱布袋。

袋子一般两端开口，套上后上端向下卷折，用回形针夹住，下端扎在花枝上，扎口周围最好垫上棉花，防止夹伤花枝。

对于不需要去雄的母本花朵，也必须套袋，以防外来花粉影响。

套袋后挂上标牌，注明母本名称和去雄日期。

5．花粉采集贮藏
为了保证父本花粉的纯度，在授粉前应对将要开放的发育良好的花蕾或花序先行套袋隔离（已开放的花朵摘除），以免掺杂其他花粉。

待花药成熟散粉时，可直接采摘父本花朵，对母体进行授粉；也可把花朵或花序剪下，于室内阴干后，收集花粉备用。

对于双亲花期不能相遇或亲本相距较远的植物种类，如果父本先于母本开花，可将父木花粉收集后妥善贮藏或运输，待母本开花时再进行授粉，从而打破杂交育种中双亲时间上和空间上的隔离，扩大杂交育种范围。

6．授粉
待母本柱头分泌粘液或发亮时，即可授粉。

授粉工具可用毛笔、棉球等，或者用镊子夹住父本已开裂花药的花丝轻轻碰触母本柱头；对于风媒花，由于花粉多而且干燥，可用喷粉器授粉。

为确保授粉成功，可重复授粉2～3次。

授粉工具授完一种花粉后，必须用酒精消毒，才能授另一种花粉。

授粉完成后立即封好套袋，并在挂牌上标明父本名称、授粉日期、授粉次数等。

数日后如发现柱头萎蔫、子房膨大，便可将套袋除去，以免妨碍果实生长。

7．杂交后的养护管理
杂交后要细心管理，创造良好的、有利于杂种种子发育的条件。

有的花灌木要随时摘心、去蘖，以增加杂交种子的饱满度。

同时注意观察记录，及时防治病虫和人为伤害。

8．杂种种子的采收
由于不同植物、不同品种的种子成熟期有一定差异，须注意适时采种。

对于种子细小而又易飞落的植物，或幼果易为鸟兽危害的植物，在种子成熟前应用纱布袋套袋隔离。

杂种成熟后，采收时连同挂牌放入牛皮纸袋中，注明收获时期，分别脱粒贮藏。

六、实验结果分析
1．填写杂交结果记载表
杂交组合去雄
日期
花粉采
集日期
授粉
日期
授粉
花数
采种
日期
结果数种子数备注
红色非洲
菊X黄色
非洲菊
2013.6.2 2013.6.2 2013.6.2 一朵
2．根据杂交过程中遇到的问题，你认为影响杂交结果的因素有哪些？
答：1.亲本的选择：非洲菊应该选择性状比较优良的进行杂交，并且选择舌状花作为母本，筒状花作为父本。

2.杂交的时期：为防止非洲菊进行自交，应该在花蕾期进行授粉。

3.授粉的方法：人工授粉时，应该在舌状花成熟前剪掉一大半花冠，保留基部1-1.5cm，待一两天雌蕊成熟后用毛笔将收集的花粉蘸在雌蕊上。

授粉完后要进行套袋处理，防止其他花粉的干扰。

七、作业及思考题
1．有性杂交过程中如何解决父母本花期不遇问题？
答：1.可以调节播种期，使开花时期能够同步。

2.通过调节光照和温度，改变植物的开花时期。

3.利用植物生长调节剂来改变植物的开花期。

4.将成熟的花粉收集好后进行储藏，待雌花
成熟时再进行授粉。

2．解释矮牵牛自交系杂交后代的一致性及月季杂交中后代的分离现象？
答：矮牵牛自交系杂交后代一致性原因：矮牵牛的花型和花色遗传受母性影响比较大，所以
自交后代多表现与母本一致。

月季杂交后代分离原因：月季的各种性状是由等位基因控制的，在杂交过程中，会发生
基因重组现象，导致后代表现出不同的性状。