一、花粉发育程度与授粉受精关系的研究
连翘花粉在开花前两天就已经成熟并具有了活力，但花粉发芽率还很低，均在10%左右，随着花朵的成熟开放，花粉发芽率迅速提高。开花当天，两种类型连翘的花粉发芽率均最高，长花柱连翘的花粉发芽率为28.8%，短花柱连翘的花粉发芽率为61.1%；此时，两种类型连翘花粉的花粉管长度也分别达到了123.5μm和190.95μm。但随后两种连翘花粉的发芽率和花粉管长度逐渐降低，直到第七天，两种连翘花粉活力完全消失。
图4－1 不同发育程度花粉的发芽率与花粉管长度比较
二、连翘授粉受精过程的研究
（一）连翘授粉后花粉管行为的观察
连翘成熟花粉粒为长椭圆形，萌发孔3个，柱头表面有一层发达的乳突状细胞，有利于花粉附着其上，表皮以下为基本组织。开花时柱头或花柱细胞的分泌物布满柱头表面以粘着花粉。花柱中央有花柱道，通道周围为腺质细胞，向花柱道表面分泌黏液物质，花粉管沿花柱道进入子房。子房上位，两室，中轴胎座，少数子房中的假隔膜消失，成为一室。
1.连翘异交授粉后的花粉管生长情况
长花柱花为母本型组合授粉，授粉后4h，花粉在柱头上开始吸水膨胀，有少量花粉萌发，花粉管从其中一个萌发孔中伸出，逐渐伸长。授粉后6h，花粉开始大量萌发，花粉管经乳突细胞集中朝花柱方向生长，48h少数花粉管开始进入花柱，花粉管在花柱中沿花柱道向下生长，在不断生长的过程中，老的花粉管部分每隔一段距离就形成环状的胼胝质的管壁突起，即栓塞，72h花粉管在花柱内集中成束，96h少数花粉管生长到花柱基部，开始进入子房，进入子房腔内的花粉管沿中轴胎座表面向胚珠的珠孔方向生长，168h进入胚珠，为珠孔受精。
短花柱花为母本型（长♀×短♂）组合授粉时，花粉萌发较早，授粉后2h花粉即开始萌发，48h花粉管就在花柱道内集中成束生长，72h开始进入子房，96h进入子房腔内的花粉管沿中轴胎座表面向胚珠的珠孔方向生长，120h即开始进入胚珠。
2.连翘花自交授粉后花粉管生长情况
连翘花自花授粉（长1♀×长2♂和短1♀×短2♂）后，花粉萌发生长缓慢，长花柱花自交授粉后12h有少量花粉开始萌发，授粉后48h，柱头上产生大量胼胝质，花粉管开始停止生长。短花柱花自交授粉后10h少量花粉开始萌发，授粉后96h，极少数花粉管萌发伸长至花柱，120h开始进入子房，授粉后144h花粉管释放强烈荧光，说明花粉管已进入胚珠。
（二）受精过程
连翘的雌配子体发育类型为蓼型。授粉后96h花粉管沿中轴胎座表面生长，此时胚珠内的雌配子体已经发育为成熟胚囊。受精前的成熟胚囊珠孔端为卵器，两个助细胞位于同一平面，极性明显，助细胞的丝状器前期排列较紧密，染色较深，后期较松散，染色较浅，卵细胞是一个高度极性化的细胞，卵细胞核呈球形，核中染色质分布均匀，有一明显核仁，卵细胞与助细胞呈三角形排列。中央细胞体积较大，两极核可以交错排列，横向排列或纵向排列，受精前，一部分已融合形成次生核，其内有一大核仁，次生核位于胚囊的合点端；而另一部分却还保持两极核状态。中央细胞的细胞质沿胚囊壁分布，联系卵器与次生核。成熟胚囊时期3个反足细胞已经退化，只留下一些残片。
1.连翘异交授粉后的受精过程
长花柱花为母本型（长♀×短♂）组合授粉，授粉后18天花粉管经珠孔进入胚囊，在珠孔端被卵细胞和助细胞之间释放内容物及2个精细胞，随后两个精细胞分别向卵细胞与次生核移动，通常精细胞与次生核融合速度较慢，而精细胞与卵细胞融合较快。
雌雄性配子融合：授粉后18天，花粉管进入胚囊在珠孔端被破坏的一个助细胞处释放内容物质和两个精细胞，精子呈椭球型，精核染色较深，看不清雄性核仁，其中一个精细胞很快向卵细胞移动，贴合于卵核的核膜上呈透镜型，两核膜的接触面逐渐融合，精核内的染色质逐渐向卵核内分散，精核的形状逐渐变为平伏型，转移至卵核内，贴合于卵核一侧，此时合子的细胞核内同时出现一深一浅两核仁，随后精核逐渐增大，颜色变深，两配子融合形成合子，由于雌雄性核仁融合较快，融合过程没能观察到。
合子形成后，雌性核仁与雄性核仁融合形成一大核仁。合子在休眠期里，刚开始为短棒状，随着合子的发育逐渐成为细长的指状，直到授粉后30天，合子仍处于休眠期。
精细胞与次生核（或极核）的融合：成熟胚囊时期，次生核（或两极核）位于反足细胞附近，精核与次生核（或两极核）的融合过程在形态上与雌雄配子的融合相似，接触时间同精核与雌配子的接触时间几乎同时进行，但融合速度却慢于雌雄配子的融合速度。
授粉后18天，花粉管释放的一精细胞向次生核（或两极核）移动，很快贴合于次生核（或两极核）的核膜处，贴合于次生核或极核上的精细胞呈透镜型，随后贴合处的核膜开始融合，精核内的染色质逐渐转移至次生核（或极核）内，精核的染色质同次生核（或极核）的染色质不易区分，最后形成初生胚乳核。初生胚乳核中的核仁有三种情况：一是具有三核仁的初生胚乳核，这是精子与两极核融合的结果；二是具有两核仁的初生胚乳核，这是精细胞与次生核融合的结果，其中大核仁为次生核，小核仁为雄性核仁；三是只具有一大核仁的初生胚乳核，这是精子与次生核或两极核融合后形成的产物。
初生胚乳核几乎没有休眠期，初生胚乳核形成后，马上进行有丝分裂，经过前期、中期、后期、末期，最终形成胚乳游离核。
2.连翘自交授粉后子房内部的变化
连翘，属同株自花不孕植物。（长1♀×长2♂）组合授粉后18天，花粉管未进入胚囊，卵细胞和极核均未受精，授粉后21天，大部分胚囊内卵细胞、中央细胞已经退化消失，胚囊里只剩下残存的助细胞。授粉后24天，胚珠萎缩，胚囊已成为空腔，胚囊壁细胞也开始变褐，死亡。（短1♀×短2♂）组合授粉后18天，花粉管也未进入胚囊，胚囊内只有卵细胞、助细胞、中央细胞，反足细胞早已退化消失，授粉后27天，子房内除子房壁边缘的一个胚珠受精膨大外，其余胚珠全部萎蔫死亡。授粉后30天，胎座处干枯变色，胚囊壁也干枯变色。
（三）不同授粉组合连翘的坐果率比较
由图4－2可以看出，连翘异花授粉结实率很高，但自花授粉结实率极低，结实率均在10%以下，基本在4%左右。但连翘异花授粉时，柱头在开花前2天就已经具有了接受花粉的能力，在开花前2天进行异花授粉，长花柱和短花柱连翘的坐果率分别为97.1%，87.5%。之后坐果率开始缓慢下降，直到开花第15天，长、短花柱连翘的坐果率分别降至65%和 60.98%。可见，连翘柱头可以较长时间的接受花粉，这为提高坐果率提供了基本保障。
图4－2 不同授粉组合连翘坐果率比较
通过在盛花期喷施一定浓度的蔗糖和硼酸溶液，能够有效地提高连翘坐果率。通过人工辅助授粉，连翘坐果率比自然授粉坐果率提高3倍多。
（四）不同柱形连翘花和花粉比较
两种类型连翘的花粉活力不同，短花柱型连翘的花粉活力为82.5%，长花柱型连翘的花粉活力为69.3%，前者比后者高13.2%，两者的花粉量相比，短花柱型连翘每个花药的花粉量比长花柱连翘每个花药的花粉量多12 200个。连翘的花粉整齐度相对较高，短花柱连翘的花粉整齐度为98%，长花柱连翘的花粉整齐度为90%，连翘的畸形花粉形状主要有三角形、多边形。
图4－3 两种花柱类型连翘的花柱和花药长度的比较
图4－4 连翘花粉外观
图4－5 长、短柱型连翘花粉生活力和发芽率比较
（五）主要结论
（1）连翘花分长花柱花和短花柱花两种花型，两种连翘花粉形状相似，但花粉的发芽率却有明显的差异，短花柱型连翘花粉发芽率较高，最高为61.1%，而长花柱型连翘型花粉发芽率最高只有28.8%。短花柱连翘花粉活性明显高于长花柱连翘。
（2）连翘属同株自花不孕植物，自花授粉结实率极低，约占4%，若单独栽植长柱花或短柱花连翘，几乎只开花不结果；长花柱花和短花柱花异花授粉，坐果率明显提高，可达60%以上。因此，连翘栽植必须两种花型连翘混栽。
（3）蔗糖15%、硼酸400 mg／L能有效地促进花粉的萌发和花粉管生长。研制出了一种营养液，配方为：蔗糖15%＋硼酸400 mg／L＋IAA 25 mg／L。在连翘花期通过人工喷施营养液，坐果率比自然授粉提高3倍多，大大地提高了连翘坐果率，有效地解决了连翘自然授粉率低的状况。
（4）短花柱型连翘和长花柱型连翘花粉萌发的最适温度为25℃。
（5）连翘柱头从开花前2天至花后15天均可接受花粉并受精结实，但连翘花粉在自然状态下，开花后7天即失去活力。
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