酸枣柱头与蜜腺的亚显微形态及访花者活动的相关性试验

张晓涵 刘林德 魏建华 刘益宏 刘志浩 孔宪海

摘 要 为了解酸枣传粉过程、明确酸枣有性生殖机理，以酸枣为材料，使用TM-1000观测了柱头与蜜腺的亚显微形态，测定了各个时期的柱头可授性及花粉活力，计算其杂交指数，并定位观测了访花昆虫的活动。结果表明：酸枣属于花盘蜜腺，初开期的蜜腺孔已完全张开，这个时期的花盘会大量分泌蜜汁且都有接收花粉的能力;随着开花进程的进行，柱头可授性逐渐变强，而且柱头在初开期与盛开期的可授性最强，同时期酸枣最高花粉活力可达70%左右，这大大增加了传粉成功的可能;酸枣的繁育系统为部分自交亲和，异交需要传粉者;酸枣的访花者主要有膜翅目、鳞翅目、双翅目昆虫，且在初开期与盛开期时访花者种类最多。

关键词 酸枣;蜜腺;访花者;繁育系统

中图分类号：Q944 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.18.001

酸枣[Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa（Bunge） Hu ex H.F.Chow]为鼠李科枣属植物，也称棘、角针等，是枣的一个变种[1]。酸枣原产我国，分布广泛，尤其是北方较多，其多野生，常为灌木，也有的为小乔木[2]。酸枣果实营养丰富，含有大量维生素C，可食用，也可药用，去果肉的酸枣仁可入药，具有养肝、宁心、安神、敛汗功效，可治疗失眠等病症[3]。酸枣花芳香多蜜腺，花期较长，是华北地区的重要蜜源植物之一[3]。

有关酸枣柱头、蜜腺的亚显微形态及酸枣访花者的研究，尤其是三者之间的相关性研究未见报道。为此，研究了酸枣柱头与蜜腺的亚显微形态及访花者活动的相关性，旨在为进一步提高酸枣资源的利用提供基础性参考资料。

1 材料与方法

1.1 材料

材料采自生长于山东省烟台市芝罘区蓁山的野生酸枣植株。

1.2 方法

1.2.1 柱头与蜜腺的亚显微形态观察

参照王永慧等对酸枣单花开放过程的分类[4]，取不同时期的酸枣花朵，在体视显微镜下观察并拍照，然后去掉花瓣和雄蕊，切下花柱，并沿花盘下方边缘横切花朵，直立粘在贴有导电双面胶的载玻片上，放入JFC-1600离子溅射仪内喷镀，日立TM-1000扫描电镜观察并拍照。

1.2.2 花粉活力与柱头可授性检测

柱头可授性的检测方法采用联苯胺-过氧化氢法[5]，若柱头具可授性，则柱头周围的反应液呈现蓝色并有大量气泡出现。用2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）法检测花粉活力，若花粉具有活力呈现红色。

1.2.3 杂交指数（Outcrossing Index，OCI）的估算与繁育系统检测

按照Dafni建议的标准进行花序直径及有关行为的测量[5]。利用自然着果率、去雄套袋来验证酸枣的繁育系统。

1.2.4 访花者活动的观测

采用定位观测的方式，选择相隔一定距离的标记花序，观察访花者的种类、数量、访花行为和活动规律，对访花者进行拍照或捕捉，鉴定其种类。

2 结果与分析

2.1 柱頭与蜜腺的亚显微形态

如图1为对酸枣单花开放过程划分的各时期的体视显微镜照片，各时期分别为：蕾裂期、初开期1（萼片展平）、初开期2（花瓣雄蕊分离）、盛开期（花瓣展平）1、盛开期2（雄蕊展平）、萎蔫期。

酸枣花的蜜腺围绕于子房基部周围，花盘表面分布有大量的蜜腺孔，属于花盘蜜腺[5]。图1A1—F1显示了酸枣花蜜腺孔在单花开放各时期的变化。蕾裂期，酸枣花的蜜腺孔已微微张开（图1A1）;初开期1的蜜腺孔已经完全张开（图1B1），通过观察显示，这个时期的花盘会大量分泌蜜汁;初开期2的蜜腺孔呈微微闭合的趋势（图1C1）;图D1—F1显示，随着时间的推移，蜜腺孔的闭合趋势愈加明显，至萎蔫期（图1F1），蜜腺孔基本完全闭合，此时花盘上的蜜汁也随之消失。

图1A2—F2显示，随着单花开放过程的进行，柱头持续分裂。图1A3—F3则显示了酸枣单花开放不同时期的柱头发育状况。蕾裂期柱头上的乳突细胞呈现猫耳状（图1A3），随着开花过程的进行，乳突细胞不断发育;至萎蔫期，柱头上的乳突细胞已经明显皱缩。可知酸枣花在初开期以后都有接收花粉的能力。

2.2 花粉活力与柱头可授性检测结果

酸枣的花粉活力总体呈现先微微降低后升高再降低的趋势，在盛开期时达到最高。部分花朵在蕾裂期就具有微弱的可授性，随着开花进程的进行逐渐变强。柱头在初开期和盛开期的可授性最强，而萎蔫期的柱头可授性强度低（见表1）。

2.3 杂交指数估算与繁育系统检测结果

参照Dafni（1992）建议的标准，酸枣花朵直径<6 mm，记为2;花药在蕾期开裂[6]，根据酸枣柱头可授性检测结果，柱头在蕾裂期与初开期之间开始具有可授性，雄蕊先熟记为1;酸枣花的柱头与花药的空间位置分离，记为1，故杂交指数为4，因此酸枣的繁育系统为部分自交亲和、异交，需要传粉者。综合套袋实验（表2所示），去雄后套袋，均无坐果，说明不存在无融合生殖现象，去雄之后不套袋的结实率都要高于不去雄套袋的，说明有无传粉者对酸枣的着果率起到了一定的影响，这与前人套袋试验结果相同[4]。

2.4 访花者活动观测结果

2.4.1 访花者种类及其行为

如图2所示，酸枣的访花者主要有膜翅目、双翅目、鞘翅目的昆虫，在调查期间，初开期与盛开期的访花者种类最多，分别是7种和8种。盛开期的蜜腺孔已经张开，开始分泌花蜜以吸引访花者，随着开花进程的进行，蜜汁积累量逐渐增多，对访花者的吸引力也越来越大;萎蔫期，蜜腺孔基本关闭，停止分泌蜜汁，依靠先前积累在花盘表面的花蜜，对访花者的吸引力显著降低。

2.4.2 访花者活动规律

如图1所示，访花者一天之中访花频率的高峰出现在10：00—11：00与15：00—17：00期间，这2个时期的温度在一天之中也相对适中;11：00之后，温度逐渐升高，访花频率开始下降;13：00—14：00开始阴天，这个时段的访花频率下降得十分明显;15：00以后天气开始放晴，访花者频率也呈现上升趋势;随着黄昏将近，访花频率下降。

3 结论与讨论

植物的有性生殖中，花的生物学特性与其传粉机制相适应，有活力的花粉、有效的传媒和有可授性的柱头是有效传粉的前提。研究结果表明，酸枣的蜜腺、柱头与访花者活动有很强的相关性，昆虫的访花频率与花部特征有关，清晨是昆虫访花频率最高的时期，原因是花朵一夜产蜜，吸引大量的访花昆虫[6]。初开期的花朵已经表现出较强的柱头可授性，蜜腺扫描电镜结果表明，这一时期的蜜腺孔也处于张开状态，而访花昆虫的种类在这一时期达到最大，均是为了保证酸枣有性生殖的高效表达。

参考文献：

[1] 中国科学院中国植物志编委会.中国植物志第48（1）卷[M].北京：科学出版社，1982：135.

[2] 李桂兰.野生植物：酸枣[J].北方园艺，1991（Z2）：43.

[3] 周成明，张成文.80种常用中草药栽培 提取 营销[M].北京：中国农业出版社，2015：105-120.

[4] 王永惠，周吉柱，刘孟军，等.酸枣开花结果习性观察[J].落叶果树，1989（3）：1-4.

[5] Dafni A.Pollination Ecology[M].New York：Oxford University Press，1992：1-89.

[6] 王峰.酸枣繁殖生态学特性的初步研究[D].济南：山东大学，2020.

（责任编辑：赵中正）