杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花器官發(fā)育質(zhì)量比較分析

沈國正，劉輝，張琛，郗篤雋，裴嘉博，黃康康

（杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院園藝研究所，杭州 310024）

甜櫻桃（Pruns aviumL.），俗稱大櫻桃，是我國北方落葉果樹中果實(shí)成熟最早的樹種之一，集中栽培于泰安、煙臺(tái)、大連等地。近10年來，甜櫻桃栽培區(qū)域已逐漸向南方地區(qū)擴(kuò)展，包括長江中下游的江浙滬地區(qū)。南方地區(qū)春季升溫早、快，甜櫻桃露地栽培可比北方更早上市；同時(shí)，隨著“休閑采摘”果樹種植模式的興起，南方地區(qū)甜櫻桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，南方地區(qū)甜櫻桃栽培存在坐果率低、結(jié)實(shí)不良和畸形果多等問題。

花器官尤其是雌雄配子體的發(fā)育與坐果、果實(shí)品質(zhì)密切相關(guān)。雌雄配子體的正常發(fā)育，可為后續(xù)授粉受精、坐果和果實(shí)正常發(fā)育奠定良好基礎(chǔ)，否則將導(dǎo)致坐果率低、果實(shí)畸形、小果等現(xiàn)象發(fā)生[1]。王世平等[2]和李勃等[3]對上海地區(qū)甜櫻桃花器官的研究表明，胚珠、胚囊發(fā)育不良比例高是上海甜櫻桃不能正常結(jié)實(shí)的主要原因。由于前人對這一問題的研究多集中于南方地區(qū)種植的甜櫻桃需冷量不足[4-5]和高溫對花芽分化過程的影響方面[6-7]，但關(guān)于南方引種區(qū)與適栽區(qū)的甜櫻桃花器官與花粉發(fā)育質(zhì)量間的差異還未見報(bào)道。因此，本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上，選取每年均有一定坐果率但不穩(wěn)定、低溫需冷量不同的3個(gè)代表性甜櫻桃品種為試驗(yàn)材料，對比了相同甜櫻桃品種在杭州（南方地區(qū)）和泰安（北方地區(qū)）雌雄配子體的發(fā)育狀況、花器官的發(fā)育質(zhì)量及花粉質(zhì)量，以期揭示杭州地區(qū)甜櫻桃坐果率低的原因，為今后杭州地區(qū)及類似生境區(qū)域甜櫻桃種植制定合理的增產(chǎn)措施、調(diào)控其生長發(fā)育和達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試用甜櫻桃分別種植于浙江省杭州市新登鎮(zhèn)甜櫻桃研究基地（29°58′11.49″N，119°43′46.66″E）、山東省泰安市高新區(qū)紅旗櫻桃合作社種植基地（36°11′07″N，117°06′51″E），供試品種分別為‘薩米脫’（‘Summit’）、‘布魯克斯’（‘Brooks’）、‘拉賓斯’（‘Lapins’），樹齡均為 4 a。杭州基地內(nèi)甜櫻桃采用起壟、避雨栽培方式：定植壟高45 cm、寬150 cm，株距3 m，單行種植；避雨棚為單拱圓形鋼管大棚，棚跨度4 m、肩高3.6 m、脊高4.5 m，夏季遮陽。泰安基地內(nèi)甜櫻桃采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)栽培方式，露天栽培，株行距3 m×4 m。

1.2 測定指標(biāo)及方法

甜櫻桃物候期觀察：分別觀察并記錄2個(gè)地區(qū)各品種甜櫻桃花芽萌發(fā)期、芽鱗開裂期、現(xiàn)蕾期及開花期。其中：以全樹5%花芽萌動(dòng)記錄為花芽萌發(fā)期，全樹5%芽鱗開裂記錄為芽鱗開裂期，全樹5%現(xiàn)蕾記錄為現(xiàn)蕾期，全樹5%開花記錄為開花期。

花器官質(zhì)量測定：開花當(dāng)日采集各品種花20～30朵，用游標(biāo)卡尺測量并記錄每個(gè)品種的雌雄蕊長度、子房直徑、雄蕊數(shù)目等指標(biāo)。

花粉質(zhì)量測定：于花期采集不同品種即將開放的大花蕾帶回實(shí)驗(yàn)室，及時(shí)剝?nèi)』ㄋ帲瑪傇诹蛩峒埳详幐珊笱b于玻璃小瓶中，于4℃條件下貯存，備用?；ǚ圪|(zhì)量包括花粉量、花粉活力及花粉萌發(fā)率等指標(biāo)。

花粉量的測定參照沈根華等[8]的方法并略有修改：隨機(jī)取飽滿、未開裂花藥50粒放入2 mL離心管中，重復(fù)3次。在25℃環(huán)境中放置24 h至花粉完全散出，加入200 g/L六偏磷酸鈉溶液2 mL，在漩渦振蕩器上振蕩成懸浮液。取懸浮液400 μL于2 mL離心管中，加入200 g/L六偏磷酸鈉溶液1 600 μL并搖勻，取5 μL于載玻片上，然后置于AE2000倒置生物顯微鏡（麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司）下觀察，統(tǒng)計(jì)花粉粒數(shù)，重復(fù)3次。每枚花藥的花粉量（花粉粒/花藥）=每個(gè)載玻片上總花粉粒數(shù)×40。

花粉活力的測定采用2，3，5-氯化三苯基四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TTC）法并稍加改進(jìn)：取少量花粉到500 μL含0.5%TTC溶液中，混勻，然后置于35℃恒溫箱中（避光），染色24 h后吸取少量溶液到載玻片上，蓋上蓋玻片并在BX53光學(xué)顯微鏡（奧林巴斯株式會(huì)社，日本）下觀察。分別統(tǒng)計(jì)3個(gè)視野?；ǚ刍盍?%=（著色花粉數(shù)/觀察花粉數(shù)）×100。

花粉萌發(fā)率的測定參照姜雪婷等[9]的方法并略有修改：將培養(yǎng)液（蒸餾水+20%蔗糖+0.1%硼酸，pH 6.5）滴于具圓形凹槽的載玻片上，用樣品針蘸取適量花粉播于培養(yǎng)液中，然后將載玻片置于底部墊有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，于25℃條件下培養(yǎng)4 h后終止培養(yǎng)。利用BX53光學(xué)顯微鏡觀察花粉萌發(fā)情況，每個(gè)品種3次重復(fù)。每個(gè)重復(fù)觀察不少于3個(gè)視野，每個(gè)視野花粉粒不少于30個(gè)，以花粉管長度大于花粉粒直徑視為萌發(fā)。萌發(fā)率/%=已萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù)×100。

花芽分化期及花期溫度記錄：用Testo 176自動(dòng)記錄儀分別記錄泰安、杭州兩地甜櫻桃花芽分化期和花期的日最高氣溫和最低氣溫；自落葉開始計(jì)算有效低溫積累量，采用0～7.2℃模型評價(jià)需冷量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016和DPS 14.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析中的鄧肯法比較不同處理間的差異顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃花期物候期差異比較

于花芽萌動(dòng)前對兩地甜櫻桃品種花器官發(fā)育階段物候期觀察記錄的結(jié)果（表1～2）表明，2017年‘薩米脫’‘布魯克斯’‘拉賓斯’3個(gè)品種在杭州地區(qū)從花芽萌動(dòng)至開花分別需要27、23、25 d，在泰安地區(qū)分別需要24、23、25 d。其中，杭州地區(qū)‘薩米脫’花器官發(fā)育所需時(shí)間最長，該品種花器官發(fā)育所需天數(shù)長于泰安地區(qū)。2018年3個(gè)品種甜櫻桃花器官發(fā)育時(shí)間較2017年長，‘薩米脫’‘布魯克斯’‘拉賓斯’在杭州地區(qū)分別需要30、27、27 d，在泰安地區(qū)分別需要26、25、26 d。結(jié)合2年數(shù)據(jù)可知，杭州地區(qū)3個(gè)品種從花芽萌動(dòng)至開花需23～30 d，泰安地區(qū)花芽萌動(dòng)雖較杭州地區(qū)晚，但花器官整體發(fā)育所需天數(shù)較杭州短1～4 d。3個(gè)品種發(fā)育進(jìn)程間隔2～3 d，其發(fā)育進(jìn)程速率為‘布魯克斯’＞‘拉賓斯’＞‘薩米脫’。

2.2 杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃雌雄配子體發(fā)育過程分析

通過石蠟切片觀察可知，兩地區(qū)3個(gè)品種甜櫻桃在落葉前出現(xiàn)胚珠原基的突起，均以胚珠原基形態(tài)越冬，在休眠期內(nèi)都無明顯形態(tài)變化?；ㄑ棵葎?dòng)后，雌配子體發(fā)育經(jīng)過胚珠原基、胚珠分化初期、分化出珠心和珠被、分化出大孢子母細(xì)胞、胚囊發(fā)育5個(gè)階段，直至胚發(fā)育成熟。雄配子體方面，兩地區(qū)3個(gè)品種甜櫻桃均以小孢子母細(xì)胞形態(tài)越冬，在休眠期內(nèi)都無明顯形態(tài)變化；但在同一花藥的不同藥室，小孢子母細(xì)胞的發(fā)育階段不同，同一花序、不同花朵的發(fā)育狀態(tài)不同。于花芽萌動(dòng)后，雄配子體發(fā)育經(jīng)過小孢子母細(xì)胞、四分體、花粉粒3個(gè)階段，直至花粉發(fā)育成熟。結(jié)合物候期的記錄及石蠟切片對比可知甜櫻桃花芽分化期內(nèi)外形態(tài)變化，其中：雄配子體約于花前1周發(fā)育為成熟的花粉粒，此時(shí)花芽外觀為現(xiàn)蕾期；雌配子體于花前0 d完成胚珠與胚囊的發(fā)育。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年到林畬鄉(xiāng)旅游參觀的游客有5萬余人次，其中包括前來研學(xué)旅行的學(xué)生，前來接受紅色文化、廉政文化教育的群體和自駕游群體，以后還將有前來進(jìn)行“醫(yī)康養(yǎng)”項(xiàng)目的老年群體等，這意味著林畬鄉(xiāng)的旅游產(chǎn)業(yè)將會(huì)逐漸壯大。

表1 2017年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花器官發(fā)育階段物候期調(diào)查結(jié)果Table 1 Phenological calendar of three sweet cherry cultivars during floral organ development in Hangzhou and Tai'an areas in 2017

表2 2018年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花器官發(fā)育階段物候期調(diào)查結(jié)果Table 2 Phenological calendar of three sweet cherry cultivars during floral organ development in Hangzhou and Tai'an areas in 2018

圖1 杭州地區(qū)甜櫻桃雄配子體的異常發(fā)育類型Fig.1 Abnormal development types of male gametophyte of sweet cherries in Hangzhou area

對兩地區(qū)甜櫻桃雌雄配子體在各個(gè)階段發(fā)育的比較發(fā)現(xiàn)，相同品種在兩地間的差異表現(xiàn)為部分發(fā)育時(shí)期的異常發(fā)育狀況。由圖1可知：杭州地區(qū)甜櫻桃雄配子體在單核及二核花粉發(fā)育階段部分發(fā)生退化或降解，形成多種發(fā)育異常類型，此類型將導(dǎo)致雄配子體敗育，在后期花粉粒成熟階段觀察到花粉囊中形成的花粉極少，幾乎為空花粉囊，且比例較高；而泰安地區(qū)甜櫻桃雄配子體花粉囊均較飽滿。花粉囊是貯藏花粉的場所，花粉囊中花粉粒數(shù)量較少可能與前期發(fā)育階段發(fā)生的降解有關(guān)?？栈ǚ勰一蚧ǚ勰抑谢ǚ圯^少表明杭州地區(qū)甜櫻桃的花粉粒數(shù)量較少。同時(shí)，杭州地區(qū)甜櫻桃雌配子體的胚珠和胚囊發(fā)育狀況也較差，出現(xiàn)胚珠退化、大孢子母細(xì)胞在發(fā)育過程中退化、無胚囊發(fā)育等異常類型（圖2）。對杭州地區(qū)雌配子體切片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并對2年數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：‘薩米脫’‘布魯克斯’‘拉賓斯’正常發(fā)育比例僅為25.33%、16.46%、13.33%，大部分為有胚珠、無胚囊的雌配子體類型（‘薩米脫’68.00%、‘布魯克斯’67.08%、‘拉賓斯’82.50%），剩余的為無胚珠類型，而后2種發(fā)育類型均為雌配子體敗育類型。說明杭州地區(qū)甜櫻桃雌配子體敗育比例較高，具有正常發(fā)育為成熟胚囊的雌配子體較少。而泰安地區(qū)甜櫻桃雌配子體胚囊發(fā)育正常的占大多數(shù)，少數(shù)為有胚珠無胚囊或無胚珠類型。

圖2 杭州地區(qū)甜櫻桃雌配子體的異常發(fā)育類型Fig.2 Abnormal development types of female gametophyte of sweet cherries in Hangzhou area

2.3 杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃花器官發(fā)育質(zhì)量比較

由表3可知：2017年杭州地區(qū)品種間每個(gè)花序平均花朵數(shù)無顯著差異，雄蕊長度差異顯著，其中‘布魯克斯’最短，為8.38 mm；‘薩米脫’和‘拉賓斯’在雌蕊長度、子房直徑、雄蕊數(shù)間無顯著差異。泰安地區(qū)品種間子房直徑無顯著差異，雌蕊長度差異顯著，其中‘薩米脫’最短，為11.61 mm；‘薩米脫’和‘布魯克斯’在每個(gè)花序平均花朵數(shù)和雄蕊數(shù)間均無顯著差異。相同品種花器官大小在兩地存在一定的差異：泰安地區(qū)‘薩米脫’雄蕊長度和雄蕊數(shù)均大于杭州地區(qū)；‘布魯克斯’每個(gè)花序平均花朵數(shù)和雄蕊數(shù)在兩地間無顯著差異，其雄蕊長度在泰安地區(qū)大于杭州地區(qū)，而雌蕊長度和子房直徑恰好相反；‘拉賓斯’雄蕊長度和雄蕊數(shù)在兩地間無顯著差異，而其雌蕊長度在泰安地區(qū)大于杭州地區(qū)，每個(gè)花序平均花朵數(shù)和子房直徑則分別為泰安地區(qū)少于和小于杭州地區(qū)。

表3 2017年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花器官發(fā)育質(zhì)量調(diào)查Table 3 Investigation on floral organ quality of three sweet cherry cultivars in Hangzhou and Tai'an areas in 2017

由表4可知：2018年不同地區(qū)相同品種間差異表現(xiàn)在‘薩米脫’除雄蕊數(shù)外其余參數(shù)在兩地間無顯著差異，‘布魯克斯’雄蕊長度和子房直徑在兩地間差異顯著，‘拉賓斯’雌蕊長度和子房直徑在兩地間差異顯著。在子房直徑方面，泰安地區(qū)3個(gè)品種均顯著小于杭州地區(qū)，但2018年均大于2017年。

表4 2018年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花器官發(fā)育質(zhì)量調(diào)查Table 4 Investigation on floral organ quality of three sweet cherry cultivars in Hangzhou and Tai'an areas in 2018

由兩地各品種雙雌蕊率統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表3～4）可知：2017年杭州地區(qū)‘拉賓斯’雙雌蕊率最高，為23.97%，‘布魯克斯’最低，為16.67%，而泰安地區(qū)‘拉賓斯’為9.09%，‘布魯克斯’為0。2018年杭州地區(qū)‘拉賓斯’雙雌蕊率最高，為43.14%，而在泰安地區(qū)其雙雌蕊率僅為4.00%，其余品種在不同地區(qū)間雙雌蕊率也不同：杭州‘薩米脫’為3.64%，而在泰安未觀察到雙雌蕊現(xiàn)象；杭州‘布魯克斯’為12.00%，而泰安為6.67%。

此外，田間試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)：杭州地區(qū)甜櫻桃雄蕊雌蕊化比例較高，為3%～9%。雌蕊則表現(xiàn)為多種異常發(fā)育類型：在現(xiàn)蕾期可見雌蕊伸出花苞；雌蕊無花柱，子房退化；雌蕊花柱極短且無柱頭；多雌蕊等（圖3）。以上現(xiàn)象在泰安地區(qū)調(diào)查中暫未發(fā)現(xiàn)。

圖3 杭州地區(qū)甜櫻桃花期異常觀察Fig.3 Abnormal development during flowering stage of sweet cherries in Hangzhou area

2.4 杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃花粉質(zhì)量比較

從表5可以看出：2017年度杭州地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種的花粉活力和花粉量無顯著差異，但‘薩米脫’花粉萌發(fā)率顯著較低；泰安地區(qū)品種間花粉量差異不顯著，而‘薩米脫’的花粉活力和萌發(fā)率顯著低于另2個(gè)品種。兩地間的差異表現(xiàn)為，杭州地區(qū)甜櫻桃花粉活力和萌發(fā)率均高于泰安地區(qū)，而花粉量則前者較低。杭州地區(qū)花粉量較低，顯然與其雄配子體發(fā)育過程中空花粉囊比例較高相吻合，表明雄配子體發(fā)育異常會(huì)直接影響花期花粉量。

2018年度的結(jié)果（表6）表明：杭州地區(qū)‘薩米脫’除花粉活力外，花粉量和萌發(fā)率均顯著低于泰安地區(qū)；杭州地區(qū)‘布魯克斯’花粉質(zhì)量3個(gè)參數(shù)的值均低于泰安地區(qū)，其中花粉活力和花粉量顯著低于后者；杭州地區(qū)‘拉賓斯’花粉質(zhì)量3個(gè)參數(shù)的值亦低于泰安地區(qū)，其中花粉量和萌發(fā)率與后者差異顯著?？梢姡贾莸貐^(qū)甜櫻桃花粉的整體質(zhì)量較差。

2.5 杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃開花坐果期溫度比較

圖4～5為杭州、泰安兩地區(qū)2017、2018年甜櫻桃花芽萌動(dòng)前1周至盛花期的最高與最低溫度。2017年在此段時(shí)期內(nèi)杭州地區(qū)最高溫超過20℃的時(shí)間為12 d，泰安為8 d；2018年此期間泰安地區(qū)最高溫度變化曲線與杭州地區(qū)較為貼合，兩地最高溫度相差不大：杭州地區(qū)最高溫超過20℃的時(shí)間為16 d，泰安為14 d。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)開花期溫度可知，2017年杭州地區(qū)（3月31日—4月8日）最高溫為27℃，超過20℃的有7 d，泰安地區(qū)（4月2—8日）最高溫為24℃，超過20℃的有4 d。2018年，杭州地區(qū)（3月26—30日）最高溫為27℃，超過20℃的有5 d，泰安地區(qū)（3月28—31日）最高溫為29℃，高于杭州地區(qū)，超過20℃的有4 d。

另外，對杭州地區(qū)甜櫻桃休眠期（12月—翌年2月底）通過0～7.2℃模型計(jì)算，結(jié)果表明：2016—2017年杭州地區(qū)3個(gè)月的低溫累積量為1 033 h，2017—2018年可達(dá)1 108 h。

3 討論

胚胎學(xué)研究已表明，種子敗育主要表現(xiàn)在：雌雄配子體的不育性、自交或異交的不親和造成的授粉受精不良、胚中途敗育[10]。其中，雌雄配子體的正常發(fā)育是形成種子與坐果的首要條件，因此，在果樹生產(chǎn)中對花而不實(shí)、坐果率低的研究多集中在各個(gè)樹種和品種雌雄配子體的發(fā)育特征方面。本研究中，杭州地區(qū)甜櫻桃雄配子體在發(fā)育過程中出現(xiàn)較高比例的空花粉囊，造成杭州地區(qū)花粉量較少；在二核細(xì)胞階段觀察到有退化、降解及多種發(fā)育異常的類型，造成后期雄配子體的敗育。此外，杭州地區(qū)甜櫻桃雌配子體中胚珠和胚囊的發(fā)育狀況極差，存在較高比例的有胚珠無胚囊類型，以及部分珠心和珠被細(xì)胞提前解體退化。由此推斷，雌雄配子體發(fā)育過程中的異常導(dǎo)致敗育是造成杭州地區(qū)坐果率低的主要原因。這與王世平等[2]對上海地區(qū)甜櫻桃子房切片的觀察結(jié)果相似：上海地區(qū)甜櫻桃正常發(fā)育的子房類型僅占1.8%，大部分（71.9%）為有胚珠無胚囊類型，剩余26.3%為無胚珠無胚囊類型，上海地區(qū)甜櫻桃胚珠及胚囊極差的發(fā)育狀況是該地區(qū)甜櫻桃花而不實(shí)的原因。在其他果樹品種上也曾有類似報(bào)道：蓋縣李雌配子體敗育的特征主要表現(xiàn)在胚囊的發(fā)育受阻及滯后、成熟胚囊結(jié)構(gòu)的異常、珠心和珠被細(xì)胞提前解體3個(gè)方面[11]。杧果胚囊在七細(xì)胞八核時(shí)期出現(xiàn)營養(yǎng)細(xì)胞的退化，造成幼胚敗育等[12]。黃金梨在四分體及其分離后形成無核細(xì)胞或形成的細(xì)胞液化不能形成較硬的外壁而解體是其花粉敗育的主要原因[13]。

表5 2017年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花粉質(zhì)量測定結(jié)果Table 5 Determination result on pollen quality of three sweet cherry cultivars in Hangzhou and Tai'an areas in 2017

表6 2018年度杭州和泰安地區(qū)3個(gè)甜櫻桃品種花粉質(zhì)量測定結(jié)果Table 6 Determination result on pollen quality of three sweet cherry cultivars in Hangzhou and Tai'an areas in 2018

圖4 2017年度杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃花期最高溫度與最低溫度Fig.4 Maximum/minimum temperature during flowering stage of sweet cherries in Hangzhou and Tai'an areas in 2017

圖5 2018年度杭州和泰安地區(qū)甜櫻桃花期最高溫度與最低溫度Fig.5 Maximum/minimum temperature during flowering stage of sweet cherries in Hangzhou and Tai'an areas in 2018

花器官發(fā)育質(zhì)量和花粉質(zhì)量直接影響坐果率。在杭州地區(qū)田間試驗(yàn)中觀察到的甜櫻桃柱頭外露現(xiàn)象在果樹中較少提及，在生產(chǎn)中一般認(rèn)為有利于授粉。本研究認(rèn)為，柱頭外露在杭州地區(qū)不一定能提高產(chǎn)量，反而會(huì)使柱頭受到冷空氣影響，導(dǎo)致授粉能力降低或因凍傷直接敗育，以致坐果率進(jìn)一步降低。少部分雌蕊無花柱、子房退化、極短花柱或無柱頭等異常發(fā)育類型均屬于雌蕊敗育，無法授粉坐果。同時(shí)，在試驗(yàn)中還觀察到部分雄蕊雌蕊化現(xiàn)象。此類異?，F(xiàn)象在泰安地區(qū)暫未觀察到。本研究中觀察到的花器官異?，F(xiàn)象及花粉質(zhì)量測定結(jié)果均表明杭州地區(qū)甜櫻桃花器官發(fā)育質(zhì)量較差。

通常認(rèn)為，冬季低溫不足是溫暖地區(qū)甜櫻桃花器官尤其是胚珠胚囊發(fā)育不良、坐果率低的主要原因[5]。在本試驗(yàn)中杭州地區(qū)甜櫻桃休眠期內(nèi)（12月—翌年2月底）低溫累積量分別為1 033 h（2016—2017年）和1 108 h（2017—2018年）。為使需冷量表達(dá)更客觀和準(zhǔn)確，使用區(qū)間方式[14-15]劃分本試驗(yàn)中選用的3個(gè)甜櫻桃品種的需冷量，分別為：‘拉賓斯’200～400 h，‘布魯克斯’600～800 h，‘薩米脫’＞1 200 h。由此可知，除‘薩米脫’需冷量未滿足要求外，其余2個(gè)品種的低溫需求均能得到滿足。說明需冷量不足并不是杭州地區(qū)甜櫻桃坐果率低的主要原因。

對于造成雌雄蕊敗育的原因，前人的大量研究集中在溫度對它的影響方面[16-18]。高溫對雄配子體的影響則主要表現(xiàn)為對絨氈層的影響。絨氈層作為小孢子正常發(fā)育的營養(yǎng)供體，與小孢子的發(fā)育存在著同步協(xié)調(diào)性[19-20]。李燕等[21]指出，高溫雖對花器外觀造成損傷如雌蕊干枯變褐，但對胚珠和胚囊發(fā)育的影響并不明顯，可能與高溫處理時(shí)期及時(shí)長有關(guān)。在本研究中，對兩地花芽萌動(dòng)至盛花期間溫度統(tǒng)計(jì)可知，兩地在此期間內(nèi)最高溫差異不明顯，且在2017和2018年杭州地區(qū)雌雄配子體發(fā)育正值二核細(xì)胞向成熟花粉粒轉(zhuǎn)化和胚囊發(fā)育時(shí)期，本地區(qū)均溫度驟降，不存在遭受高溫影響現(xiàn)象，因此推斷，溫度并不是直接導(dǎo)致杭州地區(qū)甜櫻桃雌雄配子體敗育率高的因素。溫度是影響植物花芽發(fā)育、雌雄配子體質(zhì)量最重要的環(huán)境因素之一，其對花芽營養(yǎng)物質(zhì)、內(nèi)源激素水平等方面的影響有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

在杭州地區(qū)甜櫻桃花器官發(fā)育過程中觀察到雄配子體中較高比例的空花粉囊，造成花粉量較少，且花粉發(fā)育過程中的退化、降解以及多種發(fā)育異常類型造成后期雄配子體的敗育；雌配子體發(fā)育成有胚珠無胚囊類型的比例較高，造成雌配子體的敗育。杭州地區(qū)甜櫻桃花粉質(zhì)量較低，田間觀察可見多種雌雄蕊發(fā)育異常類型。由此可見，杭州地區(qū)甜櫻桃花器官整體發(fā)育質(zhì)量較差，雌雄配子體發(fā)育異常是該地區(qū)甜櫻桃坐果率低、結(jié)實(shí)困難的主要原因，但引起其發(fā)育異常的生理機(jī)制需進(jìn)一步研究。