“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”花粉直感效應研究

梁艷萍，丁仁展，陳 瑤，楊書宇，李坤明，盧麗梅

(1 云南省農業(yè)科學院園藝作物研究所，昆明，650205；2 國家林業(yè)和草原局昆明勘察設計院，昆明，650216；3 云南紅梨科技開發(fā)有限公司，云南安寧，650307)

花粉直感是指父本花粉在當年內直接影響果實的形狀、大小、顏色、風味、內在品質及成熟期等，蘋果[1-2]、梨[3-4]和李[5]等果樹的花粉直感效應明顯。獼猴桃是雌雄異株植物，在栽培生產中需要配置授粉雄株或進行人工授粉。研究獼猴桃栽培品種花粉直感效應，為其篩選適配的雄株，對提高產量或改善果實品質有一定的意義?！皫熥?號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”是云南省農業(yè)科學院園藝作物研究所和師宗縣鄧猴高原特色生物科技有限公司從云南省師宗縣菌子山野生美味獼猴桃中選育出來的，具有果實品質優(yōu)異，早果性和豐產性好，抗逆性強等特點，2019年通過云南省林木品種審定委員會認定[6]。筆者選取花期適宜、花量大的5個美味獼猴桃雄株(單株)，觀察其花朵外觀形態(tài)、花粉數(shù)量以及花粉活力，采集其花粉對“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”進行人工授粉，比較不同雄株花粉授粉果實的品質，旨在為“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”栽培選擇適合的配套雄株提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在師宗縣鄧猴高原特色生物科技有限公司果園內進行。該果園位于曲靖市師宗縣龍慶鄉(xiāng)，海拔2 000 m，黃壤，一般栽培管理。園內種植品種為“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”，雌雄株比例為10∶1(雌雄株為同一個品種，授粉方式為自然傳粉)。另外，從菌子山選擇與雌株花期相近的5個美味獼猴桃雄株作為供試雄株，分別標記為1號至5號。

1.2 方法

1.2.1 雄株花特性觀測 花朵外觀形態(tài)觀察：初花期，于各供試雄株上采集10朵完全開放的花朵，根據(jù)《獼猴桃種質資源描述規(guī)范和標準》觀察花朵外觀形態(tài)，包括花冠類型、花冠大小、花瓣形狀、花瓣基部離合情況、花絲顏色、花藥顏色等。

花藥數(shù)量、花粉量及花粉活力測定：初花期，隨機選取10個大蕾期花苞，用鑷子將其花藥剝離，置于培養(yǎng)皿中，清點其花藥數(shù)量并記錄。于各供試雄株上采集30個大蕾期花苞，用鑷子將其花藥剝離，置于墊有硫酸紙的培養(yǎng)皿中，自然陰干使花粉散出，收集花粉置于密封的離心管中，參照沈根華等[7]方法觀測花粉量。于授粉前，采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定花粉生活力；參照姚春潮等[8]和齊秀娟等[9]采用的固體培養(yǎng)基培養(yǎng)法測定花粉萌發(fā)率，培養(yǎng)基為10%蔗糖+0.8%瓊脂+100 mg/L硼酸+10 mg/L硝酸鈣，28 ℃培養(yǎng)7 h后觀察花粉管萌發(fā)。

1.2.2 授粉試驗 在園內鄰近位置選取樹齡和樹勢相近的5株“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”雌株，每雌株在樹冠不同部位共選擇長勢相近的10個結果枝，每2個結果枝授一種雄株花粉(即每雌株均以5個雄株花粉授粉，每個雄株花粉授2個結果枝)，每個結果枝上授3朵雌花?；ǚ塾谑诜矍? d取出，常溫下放置，于授粉前一天測定花粉活力。授粉選擇在上午進行，在每個結果枝中部選擇3朵即將開放的“鈴鐺花”輕輕剝開，避免傷及子房，用毛筆蘸取花粉在柱頭上輕刷1～2次，撐開紙袋給授過粉的花套袋，用鐵絲扎緊袋口。授粉10～15 d后調查結實率。采收期，每個授粉處理選取10個大小均勻的果實測量單果質量、縱徑、橫徑等指標，室溫下放置后測定果實后熟品質?？扇苄怨绦挝镉肨D-45型數(shù)顯折光儀測定，可溶性糖用蒽酮比色法測定，可滴定酸用酸堿滴定法測定，維生素C用2，6-二氯靛酚法測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用R語言進行LSD方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同美味獼猴桃雄株花的特性

花朵外觀：各雄株的花朵均為單瓣花，花絲顏色均為淺綠色，花藥顏色均為黃色。花瓣形狀各不相同，1號、2號和5號雄株花瓣基部離生，3號和4號雄株花瓣基部重疊。1號、2號和5號雄株花朵的花冠大小在5 cm以上，顯著高于4號雄株(見表1)。

表1 不同美味獼猴桃雄株花朵外觀形態(tài)

花粉特性：不同雄株每朵花的花藥數(shù)有較大差異，2號雄株最多，顯著高于3號、4號和5號雄株。每花藥花粉量以3號雄株最多，顯著高于其他雄株。TTC染色法測定的各雄株花粉生活力均在80%以上，可用于授粉，其中，1號和4號雄株顯著高于2號和3號雄株。4號雄株的花粉萌發(fā)率最高，顯著高于其他雄株(見表2)。

表2 不同美味獼猴桃雄株花粉性狀

2.2 不同美味獼猴桃雄株授粉的結實率

2號和3號雄株授粉的結實率最高，均達93%；其次是1號和4號雄株，分別為90%和80%；5號雄株授粉結實率最低，僅為60%?？梢?，不同雄株授粉對“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”雌株結實率有一定影響。

2.3 不同美味獼猴桃雄株授粉后的果實品質

5號雄株授粉果實單果質量最大，顯著高于其他雄株。1號、2號、3號和5號雄株授粉果實縱徑相當，顯著大于4號雄株。5號雄株授粉果實橫徑顯著高于3號雄株，與其他雄株無顯著差異。5號雄株授粉果實側徑最大，顯著高于其他雄株?？梢?，5號雄株授粉果實的果形大(見表3)。

5號雄株授粉果實可溶性固形物含量較高，顯著高于2號和4號雄株，但與1號和3號雄株的差異未達顯著水平。5號雄株授粉果實可溶性糖含量最高，顯著高于其他雄株。3號雄株授粉果實可滴定酸含量顯著低于除5號雄株外的其他雄株。3號雄株授粉果實糖酸比最高，其次是5號雄株，1號雄株最低。1號雄株授粉果實維生素C含量顯著高于其他雄株，5號雄株授粉果實維生素C含量顯著低于其他雄株?？梢?，除維生素C含量外，5號雄株授粉果實內在品質其他指標均具有優(yōu)勢(見表3)。

表3 不同美味獼猴桃雄株授粉后“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”的果實品質

3 討論

前人對一些獼猴桃栽培品種的花粉直感效應和適配雄株篩選已經(jīng)有所研究。齊秀娟等[10]以4種不同的花粉，分別給啞特、秦美、徐香獼猴桃雌株授粉，以自然授粉為對照，結果表明，在果實著果率、單果質量、可溶性固形物含量、橫徑、縱徑、果形指數(shù)、硬度、果實形狀等方面表現(xiàn)明顯的花粉直感效應。張敏等[11]選用17個花粉供體(d-1至d-17)對貴長獼猴桃雌株進行授粉，結果表明花粉供體對貴長獼猴桃品質關鍵指標影響顯著，不同花粉供體影響不同，在生產上應慎重選擇。楊技超等[12]以18個不同品種(株系)授粉樹花粉對貴長獼猴桃進行人工授粉，結果顯示貴長獼猴桃在單果質量、種子數(shù)、種子質量、種子大小、果形、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量以及干物質含量方面均表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應。本試驗中，供試不同美味獼猴桃雄株花冠大小、花瓣類型、每朵花花藥數(shù)量、花粉萌發(fā)力等存在顯著差異，對“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”授粉后，果實側徑和維生素C含量表現(xiàn)明顯的花粉直感效應，單果質量、果實縱徑、橫徑、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量也存在一定的花粉直感效應。其中，5號雄株授粉果實外觀品質優(yōu)于其他雄株，除維生素C含量外，5號雄株授粉果實內在品質其他指標均具有優(yōu)勢，因此，5號雄株可作“師宗1號美味獼猴桃優(yōu)良無性系”的適配授粉雄株。

早在1868年，達爾文就在其書中描述花粉直感現(xiàn)象。關于其形成機制，早期研究認為花粉直感可能與內源激素有關。樊衛(wèi)國等[13]通過研究刺梨果實生長發(fā)育規(guī)律及內源激素含量動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)在正常授粉受精的幼果中，GA1+3、IAA、ZRs和ABA含量極顯著高于未受精幼果；畸形果實正常發(fā)育一側的花托中，GA1+3、IAA和ZRs含量明顯高于畸形一側，表明刺梨果實的生長與發(fā)育對種子的依賴性很強。Dag等[14]認為，在許多作物中種子數(shù)量與果實大小相關，推測發(fā)育中的種子通過分泌激素(主要是生長素)促進子房發(fā)育，進而產生更大的果實。隨著分子生物學的發(fā)展，RNA分子的功能得到進一步研究。Liu[15]根據(jù)前人的研究結果推測花粉可能通過釋放mRNA到母體組織中，進而導致種子和果實的大小、形狀、顏色、發(fā)育時間和化學成分的變化。小RNA(small RNA)在植物組織中普遍存在，近年來越來越多的小RNA被證明參與調控園藝植物的果實發(fā)育過程，包括大小、著色和成熟期等[16]。因此，花粉直感現(xiàn)象也可能與花粉小RNA在組織間的運輸傳遞有關。