本研究由Z. Samiee Rad（伊朗加兹温农业圣战组织园艺系）、A. Imani（伊朗卡拉杰种子与植物改良研究所园艺系）及M. Salmani（伊朗卡拉杰Shahid Soltani英才中心）合作完成，成果发表于2016年的《Journal of Nuts》第7卷第1期（ISSN: 2383–319X），标题为《The Interaction Effects of Boron and Plant Growth Regulators on Pollen Germination of Almond》。
学术背景
杏仁（almond）作为全球重要的经济作物，其商业价值集中于果仁（kernel），而果仁发育依赖有效的授粉与受精。然而，多数商业杏仁品种存在自交不亲和性（self-incompatibility），需依赖异花授粉和传粉昆虫（如蜜蜂）完成花粉传递。花粉萌发（pollen germination）与花粉管生长是受精的关键前提，但体内研究受雌蕊组织生理生化复杂性限制，因此体外（in vitro）萌发技术成为评估花粉活力的重要手段。前人研究表明，蔗糖培养基（sucrose medium）最利于花粉萌发，而硼（boron, B）和植物生长调节剂（plant growth regulators, PGRs）如赤霉素（gibberellic acid, GA3）和萘乙酸（naphthalene acetic acid, NAA）对萌发的影响存在物种和浓度依赖性。本研究旨在探究硼与生长调节剂的交互作用对三个杏仁品种（‘Şaba’、‘Rabie’、‘Padre’）花粉萌发的影响，填补该领域的研究空白。
研究流程
花粉采集与处理
- 从伊朗卡拉杰Kamal Shahr试验站的杏仁树上剪取含未开放花蕾的枝条，室温（20–25°C）下24小时后收集花粉。
- 花粉储存于含硅胶干燥剂的密闭玻璃瓶中，4°C保存备用。
体外萌发培养基设计
- 共设计14种培养基，变量包括：
- 硼酸（boric acid, H3BO3）：0、50、100 mg/L；
- GA3：0、50、100 mg/L；
- NAA：0、50、100 mg/L；
- 基础培养基：10%蔗糖 + 1%琼脂（agar）。
- 培养条件：24±2°C黑暗环境中孵育24小时。
萌发评估与数据分析
- 萌发标准：花粉管长度≥花粉粒直径。
- 统计方法：显微镜下计数萌发率（germination percentage），采用SAS软件进行方差分析，Duncan多重比较检验（p<0.05）。
主要结果
硼的促进作用
- 100 mg/L硼酸培养基中，三个品种的平均萌发率达90.37%（‘Şaba’ 85.54%、‘Rabie’ 90.23%、‘Padre’ 95.35%），显著高于对照组（80.58%）。
- 无硼条件下，GA3或NAA单独或复合添加均显著抑制萌发（最低3.59%）。
生长调节剂的浓度效应
- GA3与NAA在高浓度（100 mg/L）时抑制萌发（如100 mg/L GA3单独处理萌发率仅3.72%），但低浓度（50 mg/L）抑制作用减弱。
- 当培养基中同时含100 mg/L硼酸时，100 mg/L GA3的萌发率提升至82.89%，表明硼可拮抗GA3的抑制作用。
品种间无显著差异
- 三个品种的萌发率无统计学差异（‘Şaba’ 45.88%、‘Rabie’ 44.33%、‘Padre’ 48.19%），说明处理效应具有普适性。
结论与价值
科学意义
- 证实硼是杏仁花粉萌发的必需元素，其通过参与糖转运（sugar transport）、细胞壁合成等过程促进萌发。
- 揭示了GA3和NAA的“浓度-效应”双面性：高浓度抑制萌发，而硼的存在可逆转其负面效应。
应用价值
- 为杏仁栽培中花粉活力调控提供理论依据，建议花期喷施硼肥以提高授粉效率。
- 警示高剂量生长调节剂可能对花粉活力产生负面影响，需谨慎使用。
研究亮点
创新性
- 首次系统评估硼与生长调节剂（GA3、NAA）的交互作用对杏仁花粉萌发的影响。
- 提出“硼-生长调节剂”平衡模型，为类似作物研究提供范式。
方法学贡献
- 优化了体外萌发培养基配方（10%蔗糖+1%琼脂+100 mg/L硼酸），可作为杏仁花粉活力检测的标准方法。
其他发现
- 研究间接支持了硼在植物生殖中的多功能性假说（如维持膜完整性、RNA代谢等），与Loomis和Durst（1992）的理论一致。
- 数据表明，生长调节剂的抑制作用可能源于干扰花粉内源激素平衡，需进一步分子机制研究。
该研究为杏仁育种和栽培实践提供了重要指导，同时为植物生殖生物学领域增添了新的实验证据。