菱传粉生物学研究

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野生
嫩菱果颜色 紫红色 紫红色 紫红色 绿色泛粉红色 绿色 绿色泛粉红色
来源 湖北省汉川市 湖北省孝感市 湖北省汉川市 湖北省武昌县 黑龙江省同江县 安徽省巢湖市
李双梅，高级农艺师，主要从事水生蔬菜种质资源及育种研究，E-mail： lishm16@163.com
* 通讯作者（Corresponding author）：柯卫东，研究员，硕士生导师，主 要从事水生蔬菜种质资源及育种研究，E-mail：wdke63@163.com
研究论文
中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES
2019（8）：54 - 58
菱传粉生物学研究
李双梅 柯卫东 * 彭 静 黄新芳 李明华
（武汉市农业科学院蔬菜研究所，湖北武汉 430345）
摘 要：以 6 个菱品种为试材，对花器形态特征、群体花期及单花开花动态、开花时间、柱头可授性、花粉活力、杂交指数 及传粉形式等进行观察测定。结果表明：菱花单生，两性，单花花期 15 h，群体花期在 5～10 月，盛花期在 7～8 月；不同 品种在一天中的开花高峰期存在差异；柱头可授期主要在萼片开裂后 2 h 内，结实率在 50% 以上；花粉在自然授粉条件下活 力可保持 7.5 h；以自花授粉为主，同时存在一定程度的无融合生殖和少量异花授粉。 关键词：菱；传粉；花器形态；开花习性
1.1 试验材料 参试的 6 个菱品种根据颜素珠（1983）的分类
方法进行分类（表 1），2014 年 5～10 月在国家种 质武汉水生蔬菜资源圃内进行观测和取样。 1.2 试验方法 1.2.1 花器形态特征观察 在盛花期，随机摘取孝
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编号 1 2 3 4 5 6
品种名称 汉川红菱 孝感红菱 汈汊湖红菱 L 野菱 -21 东北菱角 巢湖菱
菱（Trapa spp.）为菱科菱属一年生水生草本 植物，在欧亚及非洲热带、亚热带和温带地区均有 分布，北美地区和澳大利亚亦有引种栽培（中国科 学院中国植物志编辑委员会，1992）。我国是菱的 原产地之一（叶静渊，2001），长江流域及其以南 各地均有栽培，历史悠久。
目前，国内学者在菱的分类学、形态学与解剖 学、细胞学、分子生物学、生理生化、营养成分、 医药保健、组织培养、栽培技术及加工等方面做了 大量工作（颜素珠，1983；周家琪 等，1983；丁 炳扬 等，1991，1996a；史美棠，1994；严素珍和 徐祥生，1994；蔡健，1997；李大辉 等，1999；保 曙琳 等，2004；盛占武 等，2006）。而有关菱属植 物传粉生物学方面的研究较少，宋秀珍等（1981）、 Kadono 和 Schneider（1986）、 丁 炳 扬 等（1996b）
对菱的繁育系统、传粉生物学等进行了初步研究， 认为菱以自花授粉为主，存在一定程度的异花授粉 和较低程度的无融合生殖。但是，由于菱去雄时间 较难掌握，故菱的无融合生殖现象还有待于进一步 研究。本试验对菱的繁育系统、传粉生物学进行了 较为详细、深入的研究，以期为菱的杂交育种、种 质创新提供参考。
1 材料与方法
表 1 参试菱品种类型及来源
学名
果角数量
类型
Trapa bicornis Osbeck
2
栽培
Trapa bicornis Osbeck
2
栽培
Trapa bicornis Osbeck
2
栽培
Trapa incisa Sieb. et Zucc.
4
野生
Trapa manshurica Fler.
2
野生
Trapa japonica Fler.
收稿日期：2018-12-29；接受日期：2019-06-18
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感红菱的花 30 朵，解剖观察花器结构，并用游标 卡尺测量花冠直径、花瓣长度及宽度、萼片长度及 宽度、雄蕊长度、花药长度、花丝长度、雌蕊长度、 花柄长度及直径等。
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研究论文
1.2.2 群体花期及单花开花动态观察 分别观察 6 个菱品种第 1 朵花和最后 1 朵花的开花时间，每个 品种的观察面积均为 6 m2，以确定群体花期。随机 选取孝感红菱盛花期不同植株上刚出水的花蕾 10 朵，挂牌标记，观察并记录单花开花动态。 1.2.3 不同类型菱开花时间观察 在盛花期，不 定时观察 6 个菱品种的开花情况，分别统计 8 月 10～12 日同一时段内 6 m2 菱植株的总开花数量。 1.2.4 柱头可授性测定 在盛花期，选取萼片刚开 裂的孝感红菱花（图 1），去雄套袋；取汉川红菱 经套袋后刚散粉的新鲜花粉，装入圆形带盖的铝盒 中备用。设 4 个处理：a，去雄后立即授粉；b，去 雄后 0.5 h 授粉；c，去雄后 2 h 授粉；d，去雄后 4 h 授粉。授粉后再套袋，15 d 后调查各处理的结实 情况并统计结实率。 1.2.5 花粉活力测定 8 月 20 日，随机选取孝感 红菱的花 10 朵，插入 30 mL 的试剂瓶（装水）中， 置于室内 25 ℃环境条件下，从散粉至衰败（0.5、 1.0、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、24.0 h） 分别取花粉样品测定花粉活力。花粉样品置于载 玻片上，加 1～2 滴 10% 蔗糖 +0.005% 硼酸的无机 盐培养液，放入垫有 2 层湿润滤纸的培养皿内，于 （25±1）℃条件下培养，3～4 h 后统计花粉萌发率。 1.2.6 杂交指数（outcrossing index，OCI）估算 8 月 22 日，按照 Dafni（1992）的标准对 6 m2 孝感 红菱的花直径及开花行为进行测定及繁育系统评 判。具体方法：① 花朵或花序直径≤ 1 mm 记为 0； 1 mm ＜花朵或花序直径≤ 2 mm 记为 1；2 mm ＜花 朵或花序直径≤ 6 mm 记为 2；花朵或花序直径＞ 6 mm 记为 3。② 花药开裂时间与柱头可授期之间 的时间间隔，雌雄蕊同熟或雌蕊先熟记为 0；雄蕊 先熟记为 1。③ 柱头与花药的空间位置，同一高度 记为 0；空间分离记为 1。①、②、③之和为 OCI 值。评判标准：OCI=0 时，繁育系统为闭花受精； OCI=1 时，繁育系统为专性自交；OCI=2 时，繁育 系统为兼性自交；OCI=3 时，繁育系统为自交亲和， 有时需要传粉者；OCI=4 时，繁育系统为部分自交 亲和，异交，需要传粉者。 1.2.7 传粉形式观察 选用孝感红菱为试材，设 4 个处理：a，自然授粉；b，不去雄套袋；c，去雄套袋； d，去雄不套袋。每处理随机选择 30 朵花，采用 0.1