4種藍莓花粉量及花粉萌芽率的測定

劉 偉，郭 潔，陳亞文

(1.洪雅縣林業(yè)局，四川洪雅 620360;2.四川省天然林保護工程管理中心，四川成都 610081;3.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川成都 610081)

藍莓又稱越桔、藍漿果，屬于杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium L.)植物，為多年生落葉或常綠灌木或小灌木樹種，是具有較高經(jīng)濟價值和營養(yǎng)價值的新興果樹樹種。其果實富含花青素、低糖、低脂肪且抗氧化能力強，素有“漿果之王”［1］之美譽，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為人類5大健康食品之一［2］。我國對藍莓的研究始于20世紀(jì)90年代，在品種篩選和栽植技術(shù)方面做了相關(guān)研究，取得了一些成就［3］。近年來，隨著人們生活水平的提高，對高生活質(zhì)量的追求，藍莓以其獨特的食用、藥用價值日益受到人們的親睞，種植面積不斷擴大，市場發(fā)展迅猛。發(fā)展至今，全國藍莓栽植面積約1 300 hm2，主要分布于吉林、遼寧、山東、浙江、貴州等地。藍莓多數(shù)品種自花不實、花期遭遇惡劣天氣、落花落果嚴(yán)重，導(dǎo)致坐果率低下，嚴(yán)重影響藍莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，生產(chǎn)中配置授粉樹、花期葉面噴肥對于提高產(chǎn)量至關(guān)重要。但是目前國內(nèi)對藍莓的研究大多是側(cè)重品種篩選和栽植技術(shù)方面，關(guān)于藍莓花粉及其特性尚未見有系統(tǒng)研究［4］。本試驗測定了藍莓4個品種的花粉量及其萌芽率，研究了蔗糖、硼酸、溫度等因素對花粉萌芽的影響，旨在為提高藍莓坐果率和合理配置授粉樹提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗以奧尼爾、夏普藍、藍玉一號、燦爛4種藍莓花粉為試驗材料，材料采摘于云南省尋甸縣藍莓基地。于2013年6月采摘各品種即將綻放的花蕾，取出花藥，置于室溫下自然干燥，待花粉粒充分散開后，收集起來在西南林學(xué)院科學(xué)實驗室進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 花粉量的測定

花粉量的測定采用纖維素酶法［5］。分別取完整花藥15枚放入青霉素瓶中，25℃下烘干，待花粉完全散出后，加入1%纖維素酶1 ml處理24 h，讓花粉從花藥中完全分離。充分振蕩，保證花粉粒均勻分布于溶液中。然后用5 μL移液槍取5 μL溶液滴在載玻片上，于顯微鏡下觀察統(tǒng)計，重復(fù)3次。技術(shù)公式如下:

單花藥花粉量(粒/花藥)=(每個載玻片上總花粉粒數(shù)×200)/15

1.2.2 花粉萌芽率的測定

本試驗采用瓊脂培養(yǎng)基萌發(fā)法［6］來測定花粉萌芽率。研究蔗糖、硼酸濃度、溫度對藍莓不同品種花粉萌芽率的影響。(1)采用1%瓊脂，蔗糖設(shè)置5%、10%、15%、20%4個梯度，研究蔗糖濃度對花粉萌芽的影響［7］。(2)在找出最佳蔗糖濃度的基礎(chǔ)上，以最佳蔗糖濃度為定量，采用1%瓊脂，硼酸設(shè)置 100 μg·L-1、200 μg·L-1、300 μg·L-1、400 μg·L-14個梯度，探討硼酸濃度對花粉萌芽的影響。(3)以最佳蔗糖濃度和硼酸濃度為定量，溫度設(shè)置5℃、15℃、25℃、35℃4個梯度，分析溫度對花粉萌芽的影響。

花粉萌芽率測定具體操作如下。用滴管滴1滴培養(yǎng)基溶液在載玻片上，所滴培養(yǎng)基面要厚薄均衡且近圓形［8］。待培養(yǎng)基冷卻后，用干凈毛刷蘸取適量花粉，均勻撒播于培養(yǎng)基上。然后將載玻片放在襯有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，置于培養(yǎng)箱(25℃)內(nèi)培養(yǎng)。溫度試驗除外，要分別置于不同溫度的培養(yǎng)箱中。每處理重復(fù)3次，12 h后于顯微鏡下觀察花粉萌發(fā)情況，統(tǒng)計萌發(fā)率(花粉管長度超過花粉粒直徑作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn))，計算平均萌芽率。計算公式如下:

花粉萌芽率(%)=已發(fā)芽的花粉數(shù)量/花粉?？倲?shù)量×100%

2 結(jié)果和分析

2.1 不同品種的花粉量

試驗結(jié)果表明，不同藍莓品種花藥的花粉量存在一定的差異。夏普藍花粉量最多，花粉數(shù)為546粒/花藥，其次是藍玉一號、燦爛、奧尼爾，平均花粉數(shù)分別是216、144、127粒/花藥。夏普藍的花粉量與其余3種存在顯著差異(表1)，其單個花藥的花粉量最多，這在一定程度上解釋了夏普藍產(chǎn)量相對較高的原因，對藍莓種植時品種的選育提供了借鑒。

表1 藍莓單?；ㄋ幓ǚ哿縏able 1 The pollen number of single-anther of blueberry

試驗中發(fā)現(xiàn)各個品種的藍莓雄蕊數(shù)量基本一致，9個～10個，因此，在探討藍莓花粉量差異原因時更多的考慮花絲、花藥、柱頭、花冠等花器對花粉量的影響。試驗發(fā)現(xiàn)，花粉量與花絲的相關(guān)性顯著(P＜0.01)，相關(guān)系數(shù)高達0.995;與花柱、花藥的相關(guān)性較強(P＜0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為 0.982、0.958;此外，花粉量與花冠、花柄、花瓣等都有一定的相關(guān)性(表2)。因此，關(guān)于花器特征的研究對花粉及其特性的研究具有重要的指導(dǎo)意義。

表2 花粉量與花器的相關(guān)分析Table 2 Relevant analysis of pollen number and floral spray

2.2 蔗糖對藍莓花粉萌芽率的影響

蔗糖是花粉粒萌發(fā)的主要營養(yǎng)物質(zhì)［9］。試驗結(jié)果表明，在添加有蔗糖的培養(yǎng)基上，花粉的萌芽率有明顯提高;隨著蔗糖濃度的增加，藍莓花粉萌芽率不斷上升，當(dāng)蔗糖濃度為15%時，各品種的萌芽率均達到最高值，分別為 24.2%、15.5%、23.8%、9.9%;但是隨著蔗糖濃度的進一步增加，花粉的萌芽率卻會表現(xiàn)出下降趨勢(表3)。以奧尼爾為例最明顯，蔗糖濃度由15%增加到20%時，其萌芽率由24.2%下降至9.8%。試驗中發(fā)現(xiàn)，蔗糖濃度過高時，花粉出現(xiàn)質(zhì)壁分離，抑制花粉的萌發(fā)，以燦爛為例，20%蔗糖濃度下，其花粉萌芽率僅為7.1%。

表3 蔗糖對藍莓花粉萌發(fā)率的影響Table 3 The effect of different sucrose concentrations on pollen germination rate of blueberry

2.3 硼酸對藍莓花粉萌芽率的影響

硼酸是花粉管壁形成的重要影響因素［10］。不同梯度硼酸下藍莓花粉萌芽率的統(tǒng)計結(jié)果見表4，結(jié)果表明，硼酸對藍莓萌芽率的影響與蔗糖相似，隨著硼酸濃度的增加，花粉萌芽率不斷上升。300 μg·L-1的硼酸時，花粉萌芽率最高，4個品種分別為40.6%、30.6%、38.3%、37.9%。但是隨著硼酸濃度的進一步增加，花粉萌芽率出現(xiàn)顯著下降。以藍玉1號為例，400 μg·L-1的硼酸時，其花粉萌芽率只有8.8%，花粉管出現(xiàn)畸形且生長速度慢。此外，對比表3，可以發(fā)現(xiàn)最佳濃度硼酸條件下花粉的萌芽率要優(yōu)于最佳濃度的蔗糖，因此，硼酸對于花粉萌芽的促進作用更明顯。

表4 硼酸對藍莓花粉萌發(fā)率的影響Table 4 The effect of different boric acid concentrations on pollen germination rate of blueberry

2.4 溫度對藍莓花粉萌芽率的影響

溫度是花粉細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)正常進行的基本條件，對花粉萌發(fā)具有重要作用［11］。從表5可以看出，5℃培養(yǎng)基上花粉也能萌芽，但只是個別萌芽，萌芽率較低，以燦爛為例，僅為2.4%;隨著溫度的升高，萌芽率逐漸增加，在25℃時，各個品種的萌芽率達到最高，分別為 32.4%、30.9%、31.14%、23.9%，明顯高于其余3個溫度處理;溫度進一步上升后，萌芽率卻呈現(xiàn)下降趨勢，35℃溫度處理下，4個品種花粉萌芽率分別為26.7%、23.4%、29.5%、19.8%，與最高值相比有小幅下降，且花粉管長度相對較短、生長速度緩慢。由此表明，溫度的上升能夠促進花粉的萌芽，但是并不是溫度越高越好，溫度過高反而會破壞花粉正常生長機制，抑制花粉萌芽;藍莓花粉萌芽的最適宜溫度為25℃。

表5 溫度對藍莓花粉萌發(fā)率的影響Table 5 The effect of different temperatures on pollen germination rate of blueberry

此外，試驗中發(fā)現(xiàn)藍莓花粉萌芽最佳的觀察時間是置于培養(yǎng)基培育12 h～20 h之間，12h前觀察各個品種基本無萌芽出現(xiàn)，而20 h后培養(yǎng)基開始出現(xiàn)裂痕、花粉管過長不利于觀察統(tǒng)計、有霉變現(xiàn)象發(fā)生。這與油茶［12］、甜櫻桃［13］、費約果［14］等的花粉萌芽期存在一定的差異，這可能是因物種不同引起的，尚需要進一步試驗驗證。

3 結(jié)論和討論

藍莓花粉量和花粉萌芽率因品種的不同而異，夏普藍的花粉量最多，單花藥花粉粒為546粒，而最少的奧尼爾僅有144粒;奧尼爾在300 μg·L-1硼酸條件下萌發(fā)率高達40.6%，高于相同處理條件下的其余品種，進一步證實了藍莓花粉量和萌芽率在品種間存在差異。此外，試驗測得藍莓花粉粒明顯少于杏、李、桃等。造成這些差異的原因一方面可能與物種、品種自身的遺傳特性有關(guān)，另一方面可能是藍莓種植環(huán)境造成的。因為試驗采用的藍莓品種均是從外地購買，且是第一年栽植，栽植地的有機質(zhì)、土壤酸堿性、土壤疏松度等環(huán)境因子與原產(chǎn)地存在一定的差異，樹體營養(yǎng)水平跟不上影響其正常生長，從而導(dǎo)致花粉量相對較少，有待于進一步探索。另外，4個品種中奧尼爾的花粉量為127?！せㄋ?1，僅為夏普藍的1/3，但是在10%蔗糖+300 μg·L-1硼酸的培養(yǎng)基上其花粉萌芽率卻高達40.6%，遠高于其他品種，而花粉量最多的夏普藍，其花粉萌芽率并不是最高的?？梢钥闯?，花粉量與花粉萌芽率并不是線性相關(guān)，這和謝鵬［15］等關(guān)于杏李品種花粉量的研究得出的結(jié)論一致。

因此，在實際生產(chǎn)中選擇授粉品種時不能僅僅單一考慮花粉量或者花粉萌芽率，而是要將兩者統(tǒng)一起來。此外，還要考慮所選授粉品種和主栽品種的花期是否一致、所選品種的產(chǎn)量、種植成本等因素。藍玉1號從理論上可以考慮作為授粉品種，其花粉量和花粉萌芽率均較高，而且是人工培育的新品種，成本相對較低，但是本結(jié)論是在根據(jù)試驗結(jié)果得出的，具體在現(xiàn)實生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用成效如何尚需開展大田試驗。

蔗糖一方面是為花粉萌芽和花粉管的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，另一方面是維持外界環(huán)境一定的滲透壓［16］。試驗結(jié)果表明15%蔗糖濃度時，花粉內(nèi)外的滲透壓達到平衡狀態(tài)，各個品種的花粉萌芽率均達到最高。這與葉利民［17］、余義和等關(guān)于含 笑、金光杏梅花粉萌芽在10%蔗糖濃度時萌芽率最高的結(jié)論存在一定的差異。蔗糖濃度過低或者過高對于花粉的生長均不利，5%、10%濃度的蔗糖培養(yǎng)基不能提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，影響花粉管的生長，而且會導(dǎo)致花粉壁裂開，內(nèi)容物散出，使其失去生活力;20%濃度的蔗糖又會造成花粉質(zhì)壁分離而抑制萌芽［18］。因此，花期噴施蔗糖時要注意控制好濃度。

硼酸能夠促進花粉對糖分的吸收和轉(zhuǎn)化，參與花粉管膜果膠物質(zhì)的形成，從而促進花粉的萌發(fā)和花粉管生長。試驗中，硼酸濃度的上升能夠明顯提升花粉的萌芽率;以300 μg·L-1最佳，萌芽率最高;超過300 μg·L-1后，萌芽率反而降低。因此，低濃度的硼酸能夠促進花粉的萌芽，高濃度的硼酸會抑制其萌芽。

溫度對花粉萌芽的影響也比較顯著。試驗發(fā)現(xiàn)，5℃時花粉萌芽率較低，僅是個別萌芽;隨著溫度上升，15℃時各個品種均有萌芽出現(xiàn)且萌芽個數(shù)明顯多于5℃，花粉管伸長速度加速;25℃時，花粉萌芽率最高，花粉管達到最長;35℃時，花粉萌芽率和花粉管生長速度呈現(xiàn)下降趨勢。因此，25℃是花粉萌芽的最適宜溫度。

對比表3、表4、表5可以發(fā)現(xiàn)，硼酸對花粉萌芽的影響最顯著，其次是溫度，最后是蔗糖。這也驗證了藍莓種植時施用硼酸對提高產(chǎn)量的重要性。此外，試驗采用的藍莓品種多為南高系列和兔眼系列，對溫度要求較高，而試驗地位于湖南境內(nèi)，藍莓花期正值南方的“倒春寒”和多雨季節(jié)［19］，處理不當(dāng)?shù)脑?，低溫多雨會造成花粉萌芽率低下，引起產(chǎn)量大幅下降。因此，在藍莓生產(chǎn)中可以通過根部覆蓋地膜、樹體綁縛稻草簾、修建溫室和冷棚等措施，做好花期避雨和保溫工作，提高花粉萌芽率。

影響花粉萌芽率的影響除了蔗糖、硼酸、溫度外，還有PH值、有機質(zhì)、濕度、疏松度、光照等因素密切相關(guān)，關(guān)于這些因素的研究還有待于通過開展大量后續(xù)試驗去進行探索。只有全面考慮這些因素，才能找出最適宜花粉萌芽的條件，從而為合理配置授粉品種、提高坐果率高、增加產(chǎn)量提供參考依據(jù)。

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