4.1.1. Đặc điểm của hạt phấn
Ở thực vật có hoa, hạt phấn đƣợc hình thành bên trong túi phấn. Hạt phấn có 2 lớp vách tế bào giàu xenlulozơ (cellulose) và trên bề mặt có nhiều loại protein giúp hạt phấn rơi trên đầu nhụy thích hợp, nhân sinh dƣỡng sẽ nảy mầm và tạo ống phấn để chuyển các nhân sinh dục đến nơi nhận ở bầu noãn là túi phôi bên trong tiểu noãn.
Cấu trúc hạt phấn rất đa dạng về hình dạng, kích thƣớc và đặc điểm bề mặt (Hình 4.1). Hạt phấn thƣờng hình cầu, hình bầu dục, hoặc hình kéo dài, cũng có khi có thùy hoặc nhiều góc... Hạt phấn hay đƣợc sắp xếp ở dạng bốn mặt hay tạo thành hình vuông, hình thoi bên trong bao phấn. Thƣờng phát tán thành từng hạt phấn một hoặc thành từng nhóm dính nhau; cũng có khi dính thành bốn hạt nhƣ ở cỏ nến (Typha), cỏ bắt ruồi (họ
Droseraceae), và một số hoa cánh hợp khác. Hạt phấn có khi dính nhau thành phấn khối, là đặc điểm của các họ Thiên lý (Asclepiadaceae), họ Lan (Orchidaceae).
Hình 4.1. Đặc điểm bề mặt của một sốloại hạt phấn
Hạt phấn hoa có thể nhỏ chỉ vài micromet –μ (Myosotis) hay to đến 0,2mm ở họ Bầu bí (Cucurbitaceae), họ Gừng (Zingiberaceae), họ Chuối (Musaceae)… Hạt phấn ởZosteracó thể dài đến 2 mm. Bên ngoài hạt phấn có thể trơn, có vân, có vẩy, có nếp nhăn lồi lõm hay có nhiều gai. Trên màng ngoài thƣờng có cấu tạo lỗ. Số lỗ trên hạt phấn nhiều hay ít tùy thuộc loài thực vật.
Cấu trúc bề mặt của hạt phấn cũng liên quan đến khả năng nảymầm của hạt phấn. Nếu thích hợp, khả năng hấp thụ nƣớc nhanh hơn đồng nghĩa với tạo thành ống phấn nhanh chóng. Điều đó đóng vai trò rất quan trọng đối với sự thụ tinh.
4.1.2. Sức sống và sự nảy mầm của hạt phấn
Xác định sức sống của phôi và của hạt phấn là những vấn đề quan trọng và cần thiết cho ngành nông nghiệp. Vì biết đƣợc sức sống của phôi sẽdễ dàng xác định sức sống nảy mầm của hạt giống, xác định tỷ lệ nảy mầm của giống đem gieo.
Xác định đƣợc sức sống của hạt phấn giúp chúng ta biết đƣợc khả năng kết hạt của thực vật, những hiện tƣợng không thụ tinh bằng cách thụ phấn nhân tạo, bổ sung thêm cho cây những hạt phấn tốt hơn. Đồng thời xác định đƣợc tỷ lệ bất dục và hữu dục của các cây lai mộtcách dễ dàng.
Sự nảy mầm của hạt phấn và phát triển ống phấn ở vòi nhụy phụ thuộc và độ hữu dục của hạt phấn (tích lũy dinh dƣỡng), bên cạnh đó còn chịu nhiều tác động của các yếu tố môi trƣờng, đặc biệt là yếu tố nhiệt độ (ví dụ, ở lúa khi nhiệt độ ở dƣới 15˚C, hạt phấn không nảy mầm đƣợc). Ngoài ra, sự phát triển ống phấn để đƣa tinh trùng vào túi phôi còn chịu sự kiểm tra di truyền, nhƣ hiện tƣợng tự bất hợp (Nguyễn Hồng Minh, 1999).
Sự phát triển ống phấn có thể dễ dàng đƣợc quan sát bằng kính hiển vi quang học bình thƣờng nếu bảo đảm chọn đúng giai đoạn mẫu và xử lý nhuộm đúng yêu cầu. Trong tự nhiên, sự phát triển ống phấn thƣờng nhanh hơn trong điều kiện thí nghiệm bởi vì trên đầu nhụy có nhiều yếu tố cần thiết giúp thúc đẩy sự hình thành ống phấn hơn, ví dụ nhƣ các loại khoáng calcium, boron và đƣờng sucrose. Đƣờng sucrose là nguồn cung cấp carbon và còn có ảnh hƣởng thẩm thấu cho ống phấn. Một số loài còn tạo ra flavinol rất cần thiết cho sự sinh trƣởng ở cả hạt phấn lẫn túi phấn. Flavinol duy trì khả năng phát triển của hạt phấn và sự thụ tinh của noãn cầu (trứng). Nghiên cứu cho thấy nếu cây ngô bị đột biến không tạora đƣợc enzyme tổng hợp flavinol thì cây ngô trở nên bất dục.
Những hạt phấn phát triển không hoàn chỉnh hay hạt phấn bất dục sẽ có hình dạng không bình thƣờng hoặc chỉ có một nhân. Hạt phấn phát triển bình thƣờng sẽ cho hình dạng đặc trƣng của từng loài. Tuy nhiên, dựa vào hình thái hạt phấn cũng không thể đánh giá chính xác mức độ hữu dục của hạt phấn mà phải sử dụng thêm các phƣơng pháp thử khác.