竹类植物属禾本科竹亚科，由于其开花周期长，常常是几十年甚至在百年以上，因此竹类植物开花十分少见(周芳纯，1998)，且开花后多数死亡，使得有关竹子开花结实、花粉萌发及贮藏等方面的研究进展迟缓。目前对竹子开花现象已有报导(张文燕等，1992；程有龙等，1995；杜凡等，2000；赖广辉，2001；何其江，2003)，但有关竹类花粉形态观察和萌发等方面的研究仍很少，前人仅对13个竹种的花粉萌发做过研究(张文燕等，1989)。由于花粉与植物遗传育种有十分密切的关系，因此探讨竹类植物花粉的特性是研究竹类植物开花结实的主要内容之一。同时加强竹子遗传育种的基础理论研究，进行竹类植物花粉的萌发试验，对于探讨竹子开花后结实率低的原因以及进行杂交育种等研究将提供依据和参考。近年来，南京林业大学竹类植物园有几种竹子陆续出现开花现象。笔者对所收集到的开花竹种的花粉形态、花粉生活力及开花生物学特性等方面进行研究。

1 材料与方法 1.1 试验材料

鹅毛竹(Shibataea chinensis)、月月竹(Chimonobambusa sichuanensis)、异叶苦竹(Pleioblastus simonii f. albostriatus)、福建茶杆竹(Arundinaria amabilis var. convexsa)、短穗竹(Semiarundinaria densiflorum)，其花粉和小穗等材料均采自南京林业大学竹类植物园内。

1.2 花粉形态观察

用于扫描电子显微镜的材料经FAA液固定，制样前复水，锇酸固定。常规电镜制片，移入扫描电镜下观察并照相。

1.3 花粉活力测定

采用I₂-KI染色测定法(华东师范大学生物系生理教研组，1980)。取KI 2 g溶于5~10 mL蒸馏水中，然后加入1 g I₂，待全部溶解后，再加蒸馏水至300 mL。贮于棕色瓶中备用。取花药于载玻片上，加1滴蒸馏水，用镊子充分捣碎后，再加1~2滴I₂-KI溶液，盖上盖玻片，在显微镜下观察。每个竹种分别取30个视野，被染成蓝色的为活力较强的花粉粒，呈黄褐色为发育不良的花粉粒，无色的为死亡花粉粒。

1.4 花粉萌发率测定

采用离体萌发实验测定花粉萌发率。所用营养液为5%，10%，15%和20%的蔗糖液。采集开花竹株上即将成熟而尚未散粉的花药，放在盛有营养液的培养皿中，用镊子将其分散，定期取溶液2滴，置于载玻片上镜检。花粉随采随用。

1.5 开花生物学特性观察

在5个竹种开花期间，定期观察竹园，以获得它们基本的开花生物学特性，包括花期的长短、小穗的小花数、小穗柄长度、小穗的长度、成熟花药的长度、内外稃的长度、小穗的节间距、小花从花药露头到花药开裂所需的时间以及内外稃张开到关闭的时间等。选择各竹种盛花期中的1天标记10个小穗，每隔1 h记录已开花的数量、将要开花的数量，直至不再有花开放。

2 结果与分析 2.1 花粉的形态及大小

5种竹子花粉的形态较一致(图 1)，呈近球形，具1个大小不等的近圆形萌发孔，孔周围具厚度不一的孔环。除鹅毛竹纹饰较粗外，其余4种竹子花粉外壁纹饰则为细颗粒状。各竹种花粉大小差异较大。鹅毛竹的花粉粒直径约为23.5~51.7 μm，平均值为40.22 μm；月月竹的花粉直径约为14.1~30.5 μm，平均值为24.85 μm；异叶苦竹的花粉直径约为18.8~28.2 μm，平均值为27.86 μm；福建茶杆竹的花粉直径约为15.66~28.71 μm，平均值为22.32 μm；短穗竹的花粉直径约为14.1~28.2 μm，平均值为22.04 μm。

2.2 花粉活力

从表 1可看出，对5个竹种的成熟花粉用I₂-KI涂片观察，具有3种花粉败育类型，即典败型、圆败型和浅染型(张文燕等，1989)。鹅毛竹、福建茶杆竹的败育一般以浅染型为主，并有部分典败。而异叶苦竹、月月竹的败育则以圆败、典败为主。异叶苦竹的花粉活力最高，为74%，而月月竹、短穗竹等竹种的花粉萌发率较低，败育率均在50%以上。

2.3 花粉萌发率

为更准确地确定各竹种的花粉生活力，将各竹种成熟的花药置于不同浓度的营养液中，定时观察其萌发率。每次观察都取30个视野，以花粉管超过花粉粒直径为标准，记录萌发数，结果见图 2。由图 2可以看出不同浓度的蔗糖溶液和不同的培养时间对花粉萌发率的影响较大。月月竹、福建茶秆竹、异叶苦竹、短穗竹在20%蔗糖溶液中培养的花粉萌发率最高，而鹅毛竹以15%蔗糖溶液培养的花粉萌发率最高。

此外，鹅毛竹的花粉萌发率随着时间的推移，其萌发率呈上升的趋势，4 h后稳定，最高萌发率达18.4%。月月竹和福建茶秆竹在20%营养液中培养3 h的花粉萌发率最高，分别为14.2%与60%。短穗竹是在20%营养液中培养4 h后达到最高，为5.3%。异叶苦竹的花粉于20%蔗糖溶液中培养2 h萌发率达到最高，为76.5%。由于异叶苦竹在20%营养液中培养1 h可达到60.6%，所以对其花粉的萌发速度又详细的观察，发现培养1分钟后开始萌发，培养5 min后萌发率可达35%，30 min后达47.9%，因此异叶苦竹的花粉萌发速度非常快。

单因素方差分析(表 2)表明，5个竹种的花粉萌发率存在显著差异。

2.4 各竹种的小花开花进程

2007年，月月竹盛花期为3月25日—4月12日，福建茶秆竹盛花期为4月8日—5月6日，异叶苦竹盛花期为3月30日—4月11日，短穗竹盛花期为3月22日—5月17日。分别于3月29日、4月14日、4月7日、4月17日观察月月竹、福建茶秆竹、异叶苦竹和短穗竹的开花进程，结果如下：4种竹子上午开花数目较多，即一天之中，上午9：00—12：00开花数量最多，下午开花数量明显减少。

并分别对4个开花竹种的3朵小花进行标记，以便详细了解开花进程，具体数据为：月月竹：①7：00花药微露头—11：00花药完全露出—12：00完全下垂—13：06花药全部开裂；②8：35花药微露头—11：00花药完全露出—12：00完全下垂—12：56花药全部开裂；③9：30花药微露头—11：00花药一半露出—12：45完全下垂—15：00花药全部开裂。异叶苦竹：①6：45花药露头—9：55部分花药下垂—10：10全部下垂—10：55内外稃闭合；②10：10花药微露头—13：08花药完全下垂—13：35一花药开裂—13：50第2个花药开裂—13：56花药全部开裂—16：48内外稃闭合；③11：15花药刚露头—13：16两花药下垂—13：36一花药已开裂—14：04花药全部开裂—17：27内外稃闭合。福建茶秆竹：①7：00花药微露头—8：00花药一小半露出—9：00花药一半露出—10：30花药完全下垂—12：33花药全部开裂—13：45内外稃闭合；②7：00花药刚露出—10：00完全露出—11：00下垂—11：45全部开裂—12：45内外稃闭合；③7：00花药露头—8：00一半露出—10：00完全下垂—12：15完全开裂—12：55内外稃闭合。短穗竹：①6：20露头—8：20全部露出—9：20完全下垂—12：20全部开裂—13：20内外稃已闭合；②7：20露出—8：20有一花药下垂—9：20全部下垂—11：20全部开裂—14：20内外稃闭合；③7：20微露头—11：20全部露出—12：20全部下垂—14：20全部开裂—16：25内外稃闭合。综上所述，月月竹的小花从花药露头至花药全部开裂约5 h，其内外稃闭合的时间较长，约24 h。异叶苦竹的小花花药露头至开裂约3 h，内外稃闭合约在完全开裂后1 h。福建茶秆竹的小花花药露头至开裂约5 h，内外稃闭合约在完全开裂后约1 h。短穗竹的小花从花药刚露头至开裂约7 h，内外稃闭合约在完全开裂后1~2 h。

2.5 各竹种小穗及小花的基本生物学特性

鹅毛竹与短穗竹为假花序，而月月竹、福建茶秆竹和异叶苦竹为真花序。从表 4、图版Ⅰ可以看出，竹子所着生的花药和花丝长度差异较大。这5个竹种的花药长度均≤10 mm，而刚竹属竹种的花药长度大多大于10 mm。5个竹种其雄蕊均为3枚，雌蕊1枚，卵形上位1室，浆片3枚，柱头2或3裂。

竹类植物花丝细长，花粉无粘性，易随风传播，而雌蕊的柱头据目前观察一般有2种类型。第Ⅰ类如黄条早竹(Phyllostachys praecox f.notata)、粉绿竹(P.viridi-glaucescens)、黄槽石绿竹(P.arcana f.luteosulcata)、鹅毛竹等竹种，它们的柱头细长，开花时稃片微启，柱头伸出稃外，稃片一般不张开，这类称之为长花柱型；第Ⅱ类如异叶苦竹、月月竹、福建茶秆竹，短穗竹等竹种，它们的柱头较短，不伸出稃外，开花时稃片张开露出柱头，几小时后稃片闭合，这类称为短花柱型。

3 结论与讨论

1) 利用扫描电子显微镜对5种竹子进行了花粉形态的观察供试的5种竹子花粉，其形态在显微镜下观察为近圆形，具单个萌发孔，在扫描电镜下观察为球形或近球形，单极孔，孔明显，圆至椭圆形，具明显的孔环和盖，萌发盖内凹。外壁纹饰为细颗粒状、粗颗粒状。外壁极薄，易皱瘪破裂。各竹种间花粉形态比较一致，不同竹属间的差别亦较小。这些结果与禾本科花粉形态的描述都是基本一致(中国科学院植物研究所形态室孢粉组，1960；王伏雄等，1997)。

2) 采用悬滴培养法测定花粉萌发力，不同浓度的蔗糖溶液对花粉萌发的影响差异很大。鹅毛竹以15%蔗糖液培养的花粉萌发率最高，而月月竹、福建茶秆竹、异叶苦竹、短穗竹则在20%蔗糖液培养的花粉萌发率最高。不同竹种花粉萌发率差别较大。异叶苦竹的花粉萌发率最高，为76.5%；其次是福建茶杆竹为60%；月月竹为44.2%；鹅毛竹的花粉萌发率为18.4%；短穗竹花粉萌发率最低，为5.3%。其结果与野外观察差异不大，在这5个竹种中异叶苦竹的结实率相对最高，而鹅毛竹与短穗竹则基本不结实。

3) 竹类植物不常开花结实，且自然条件下结实率很低。竹子是风媒传粉植物，而风媒传粉植物的传粉有效性通常较虫媒植物低，且多数栽培竹子又是零星开花，因此其开花结实率低的原因可能与零星开花的传粉有效性有关。同时，竹子花粉萌发率也是导致结实率低的因素之一。从本试验所作的花粉萌发率来看，异叶苦竹花粉萌发率相对较高，其他竹种花粉萌发率普遍较低，这与五月季竹(Phyllosaephy bambusoides)(张文燕等，1992)、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)(张光楚等，1998)的研究结果类似。据观察，低温和高温都会使竹花产生败药(王金祥，2001；唐灿明等，2005；郭尚，2006)。我们在野外观察时，经常发现各开花竹种存在花药吐出一半即开裂的现象。当然影响开花结实的原因还有其他一些因素，如雄、雌蕊的发育与花粉与柱头的识别以及双受精过程是否存在异常等，这些都有待于进一步探讨。同时也应系统地探索如何贮藏新鲜花粉维持其生活力，为以后杂交授粉提供依据。

4) 竹花粉不同于其他植物的花粉，其孢壁很薄，室内自然放置1 h。即绝大部份干瘪变形，室外阳光下则更快，因此新鲜竹花粉如直接置入扫描电镜下观察，则由于花粉在样品室内受真空、水分气化干燥、电子束轰击等作用，样品会很快收缩变形(汪奎宏等，2000)。本试验在采用自然干燥方法时，花粉孢壁发生明显皱折，而采用对竹新鲜花粉用FAA液固定，再用临界点干燥方法可以克服这一弊病而取得较好的效果。