秋季水果黃瓜花粉萌發(fā)及其對(duì)授粉效果影響的研究

丁小濤，許 真，金海軍，張紅梅，余紀(jì)柱*，袁繼芳

（1上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，上海201403；2鶴壁技術(shù)職業(yè)學(xué)院食品系，鶴壁458030；3上海市青浦區(qū)香花橋農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，上海201700）

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秋季水果黃瓜花粉萌發(fā)及其對(duì)授粉效果影響的研究

丁小濤1，許 真2，金海軍1，張紅梅1，余紀(jì)柱1*，袁繼芳3

（1上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，上海201403；2鶴壁技術(shù)職業(yè)學(xué)院食品系，鶴壁458030；3上海市青浦區(qū)香花橋農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，上海201700）

摘 要：研究了秋季水果黃瓜花粉不同儲(chǔ)藏溫度（5℃、15℃、25℃）對(duì)其萌發(fā)率及授粉坐果情況的影響，及黃瓜雌花和雄花開放當(dāng)天不同授粉時(shí)間（7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00），花粉的萌發(fā)率及授粉坐果情況。結(jié)果表明：5℃低溫儲(chǔ)藏黃瓜雄花花粉，花粉萌發(fā)率及授粉坐果效果最好，可以有效延長(zhǎng)黃瓜授粉時(shí)間，至第3天花粉萌發(fā)率仍有58" 4％，收獲種子數(shù)為第1天授粉的69" 2％，并且種瓜收獲時(shí)沒有化瓜或無籽瓜。秋季黃瓜雌花開放當(dāng)天，早上進(jìn)行授粉的效果最好，尤其在7：00—9：00，下午授粉也能獲得一定的種子產(chǎn)量，但收獲種子數(shù)只有7：00的56" 8％—75" 9％。

關(guān)鍵詞：黃瓜；花粉；萌發(fā)率；雜交育種

我國(guó)是黃瓜生產(chǎn)大國(guó)，栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位［1］，龐大的市場(chǎng)需求促進(jìn)了黃瓜育種工作的開展。黃瓜（Cucumis sativus L"）是葫蘆科重要的蔬菜作物之一，為喜溫性植物，溫度過高或過低均會(huì)導(dǎo)致其授粉受精作用不良，進(jìn)而影響種子產(chǎn)量和育種工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，黃瓜為單性花作物，尤其對(duì)強(qiáng)雌性的水果黃瓜，開放雄花還要進(jìn)行硝酸銀等化學(xué)藥劑處理［2］，這樣在制種過程中就很容易出現(xiàn)花期不遇或者花粉不夠等問題。而對(duì)花粉萌發(fā)和授粉方面的研究，在牡丹［3］、大花蕙蘭［4］等花卉中研究較多，在番茄［5-6］、西葫蘆［7］、黃瓜［8-9］等蔬菜中也有研究，但這些研究主要集中于花粉萌發(fā)的培養(yǎng)條件和儲(chǔ)藏條件上，對(duì)蔬菜上花粉萌發(fā)率與授粉時(shí)間的相關(guān)性研究以及授粉時(shí)間對(duì)種子產(chǎn)量影響的研究較少，尤其是對(duì)水果黃瓜的研究更少，為使水果黃瓜的育種、制種和保種工作順利開展，本試驗(yàn)開展了不同溫度儲(chǔ)藏保持黃瓜花粉萌發(fā)率及授粉效果的試驗(yàn)，同時(shí)也研究了不同授粉時(shí)間對(duì)種子產(chǎn)量的影響，以期為我國(guó)水果黃瓜制種和育種工作提供幫助。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012年8—12月在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站塑料大棚中進(jìn)行，所用黃瓜為荷短型水果黃瓜，母本編號(hào)為12QP-1，父本編號(hào)為12QP-2，均為全雌性，由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所提供。父本黃瓜第一片真葉將要展開時(shí)，開始噴施250倍的硝酸銀［2］，之后每3 d噴施1次，共噴施5次。

試驗(yàn)1：9月25日待母本雌花、父本雄花均開放時(shí)，開始不同溫度儲(chǔ)藏花粉授粉的試驗(yàn)。

試驗(yàn)2：9月26日開始不同時(shí)間進(jìn)行授粉的試驗(yàn)。

1．2 試驗(yàn)方法

1" 2" 1 試驗(yàn)處理的設(shè)置

試驗(yàn)1設(shè)置3個(gè)儲(chǔ)藏溫度處理：5℃、15℃和25℃。每個(gè)處理用自封袋儲(chǔ)藏，9月25日8：00—9：00對(duì)盛開的黃瓜雄花200朵授粉，重復(fù)3次。試驗(yàn)2設(shè)置6個(gè)授粉時(shí)間點(diǎn)：7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00，每隔2 h授粉1次，每次授粉10朵，重復(fù)3次。

1" 2" 2 授粉和花粉萌發(fā)率

試驗(yàn)1：分別將不同溫度儲(chǔ)藏0 d、1 d、2 d、3 d、4 d和5 d的黃瓜花粉進(jìn)行授粉，雌花選擇當(dāng)天盛開并正常發(fā)育的，每次授粉10朵，重復(fù)3次，每朵雄花授粉1個(gè)雌花，均勻涂抹在雌花柱頭上，選擇每天早上9：00進(jìn)行授粉；同時(shí)分別每次取出5朵雄花，參考許文連等［10］、李靜等［11］方法用10×10的顯微鏡觀察花粉的萌發(fā)數(shù)，每次至少5個(gè)視野，重復(fù)3次，取平均值。

試驗(yàn)2：選擇9月26日當(dāng)天盛開的發(fā)育正常的雄花和雌花進(jìn)行授粉，每個(gè)時(shí)間授粉10株，重復(fù)3次，每朵雄花授粉1個(gè)雌花，均勻涂抹在雌花柱頭上。同時(shí)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取5朵雄花，重復(fù)3次，同上觀察每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的花粉萌發(fā)數(shù)。

1" 2" 3 種子數(shù)和化瓜或無籽瓜的統(tǒng)計(jì)

所有處理每次授粉后掛吊牌在所授粉果實(shí)上，吊牌上標(biāo)明不同處理，授粉時(shí)間。當(dāng)果實(shí)膨大并完全成熟后（授粉后約50 d），采收果實(shí)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理每個(gè)瓜中的種子數(shù)，取平均值。同時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的化瓜或無籽瓜比例。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同溫度不同儲(chǔ)藏時(shí)間花粉的授粉坐果情況

從單瓜收獲種子數(shù)來看（圖1），黃瓜花粉5℃條件下儲(chǔ)藏的效果最好，儲(chǔ)藏1 d后授粉采收的種子數(shù)和當(dāng)天授粉的效果差異不明顯，2 d后單瓜收獲種子數(shù)為161" 6粒，是當(dāng)天授粉收獲種子的69" 2％，3 d、4 d后分別為當(dāng)天的28" 9％和18" 3％，儲(chǔ)藏5 d后，授粉后沒有收獲到種子；15℃條件下儲(chǔ)藏1 d，單瓜收獲種子為當(dāng)天授粉收獲種子的84" 6％，而儲(chǔ)藏2 d后降低為6" 0％，3 d后沒有收獲種子；25℃條件下儲(chǔ)藏1 d，平均單瓜收獲種子為14" 8粒，為黃瓜當(dāng)天授粉收獲種子的6" 3％，儲(chǔ)藏2 d后沒有收獲種子。

圖1　不同儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間授粉后果實(shí)種子數(shù)及化瓜或無籽瓜情況Fig．1 Seeds per fruit and percentages of wilted fruits or seedless fruits under different storage temperatures and periods

5℃條件下儲(chǔ)藏黃瓜花粉，儲(chǔ)藏1 d、2 d后授粉，黃瓜沒有出現(xiàn)化瓜或無籽瓜現(xiàn)象，3 d后出現(xiàn)20％的化瓜或無籽瓜，4 d后出現(xiàn)70％，5 d后為100％，即授粉已經(jīng)沒有效果；15℃條件下儲(chǔ)藏黃瓜，1 d后授粉沒有化瓜或者無籽瓜，2 d后化瓜或無籽瓜比例達(dá)到90％，3 d后為100％；25℃條件下，黃瓜花粉儲(chǔ)藏1 d后授粉化瓜或無籽瓜比例便達(dá)到50％，2 d后達(dá)到100％，授粉即沒有效果。

2．2 不同溫度不同儲(chǔ)藏時(shí)間花粉的萌發(fā)率

圖2是從電子顯微鏡看到的不同儲(chǔ)藏溫度、不同時(shí)間花粉的萌發(fā)情況?？梢钥闯?，當(dāng)天早上9：00采收的雄花花粉萌發(fā)比例最高，為93" 8％。5℃條件下儲(chǔ)藏1 d后，降低為79" 8％，之后隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)，花粉萌發(fā)率不斷降低，到第5天降低為1" 6％，5℃條件下儲(chǔ)藏黃瓜花粉，花粉萌發(fā)率隨著時(shí)間延長(zhǎng)降低的比較平緩；15℃下儲(chǔ)藏，花粉萌發(fā)率隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)降低程度明顯變大，至第4天，花粉萌發(fā)率便降低為0；25℃條件下儲(chǔ)藏黃瓜花粉1 d，花粉萌發(fā)率便降低為19" 8％，2 d后降低為2" 9％，3 d后黃瓜花粉沒有萌發(fā)的。

圖2　不同儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間后花粉的萌發(fā)率Fig．2 Pollen germination rates under different storage temperatures and periods

2．3 當(dāng)天開放雄花不同時(shí)間花粉的萌發(fā)率及授粉后的種子收獲情況

從圖3可以看出，當(dāng)天不同時(shí)間授粉的效果差異較大，早上7：00授粉的效果最好，單瓜平均收獲種子數(shù)為239" 3粒，9：00授粉的效果次之，和7：00差異不明顯，11：00授粉效果有所降低，單瓜平均收獲種子數(shù)198" 3粒，為早上7：00授粉效果的82" 9％，之后每隔2 h，授粉獲得種子數(shù)逐漸降低，17：00授粉獲得種子數(shù)為7：00的56" 8％。授粉當(dāng)天不同時(shí)間花粉萌發(fā)率和單瓜種子采收數(shù)量呈現(xiàn)相似變化，同樣早上7：00花粉粒萌發(fā)比例最高，以后逐漸降低，至17：00降低為59" 2％。說明花粉萌發(fā)率和單瓜種子數(shù)的相關(guān)性極大，可以用來判斷授粉的好壞及種子的產(chǎn)量。

圖3　當(dāng)天不同授粉時(shí)間黃瓜花粉的萌發(fā)率及采收果實(shí)的種子數(shù)Fig．3 Pollen germination rates and reaped seeds per fruit under different pollination times on the same day

3 結(jié)論與討論

育種、制種工作是保證黃瓜正常生產(chǎn)的關(guān)鍵。而育種、制種工作中對(duì)花粉萌發(fā)率的研究又是重中之重，只有保證花粉有足夠的活力和萌發(fā)率，才能保證授粉工作的順利進(jìn)行。黃艷慧等［6］研究表明，番茄在高溫條件下加濕處理，可以明顯提高番茄的花粉活力和萌發(fā)率，同時(shí)也可以提高番茄的坐果率，易成龍等［8］也研究了不同溫度對(duì)黃瓜花粉萌發(fā)力的影響，發(fā)現(xiàn)5℃和10℃儲(chǔ)藏花粉，花粉的萌發(fā)力較好，但試驗(yàn)樣本較少，處理內(nèi)差異較大。本試驗(yàn)系統(tǒng)研究了花粉不同儲(chǔ)藏溫度、不同儲(chǔ)藏天數(shù)后花粉的萌發(fā)率和授粉后種子的收獲情況，發(fā)現(xiàn)5℃條件下儲(chǔ)藏2 d后，花粉的萌發(fā)仍在50％以上，授粉后單瓜種子數(shù)也有當(dāng)天雄花授粉收獲種子的69" 2％，并且授粉后的黃瓜沒有化瓜或無籽瓜發(fā)生，之后逐漸出現(xiàn)化瓜或無籽瓜，并且花粉萌發(fā)率及收獲種子數(shù)均逐漸下降，說明5℃儲(chǔ)藏花粉，可以使花粉的有效期延長(zhǎng)到第3天授粉的時(shí)間，并獲得較高的種子產(chǎn)量。15℃儲(chǔ)藏1 d后花粉萌發(fā)率較高，沒有化瓜或者無籽瓜，但儲(chǔ)藏2 d后采收種子數(shù)急劇下降，并且化瓜或者無籽瓜比例達(dá)到90％，說明15℃儲(chǔ)藏花粉，只有1 d的授粉延長(zhǎng)效果。而25℃條件下，黃瓜花粉儲(chǔ)藏1 d后授粉基本沒有效果，說明常溫下黃瓜花粉當(dāng)天授粉才有效果。

對(duì)于黃瓜制種者或育種者，清晨是授粉較為合適的時(shí)間，因此，建議下午不要授粉，但是具體清晨不同時(shí)間授粉，種子產(chǎn)量的差異，以及下午授粉的效果如何，這方面的研究較少。許利彩等［7］對(duì)西葫蘆的花粉生活力研究表明，西葫蘆授粉的最佳時(shí)間為6：00—8：00，這個(gè)時(shí)間西葫蘆結(jié)實(shí)率最高。本課題研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜秋季制種，7：00—9：00授粉效果最好，不僅花粉萌發(fā)率高，同時(shí)單瓜收獲種子數(shù)也最多，之后隨著授粉時(shí)間推遲，黃瓜花粉萌發(fā)率及收獲種子數(shù)逐漸降低，但即使17：00授粉，花粉的萌發(fā)率也在50％以上，同時(shí)單瓜收獲種子數(shù)也有7：00授粉的50％以上，說明黃瓜授粉確實(shí)清晨進(jìn)行最好，但是，如果遇到雄花花粉或勞動(dòng)力等不好協(xié)調(diào)時(shí)，下午授粉也能獲得一定的種子產(chǎn)量。

總之，黃瓜授粉的工作比較集中且勞動(dòng)量大，如果授粉工作中遇到雌株和雄株花期不遇，那么將對(duì)黃瓜種子產(chǎn)量造成很大影響，適當(dāng)調(diào)整雌雄花開放時(shí)間或者授粉時(shí)間將非常重要，本研究發(fā)現(xiàn)5℃低溫儲(chǔ)藏雄花花粉，可以有效延長(zhǎng)授粉時(shí)間至第3天，這對(duì)缺少或者需要長(zhǎng)距離調(diào)配雄花來開展的授粉工作，起到了非常重要的作用。同時(shí)，秋季黃瓜雌花開放當(dāng)天，早上進(jìn)行授粉的效果最好，尤其是7：00—9：00，但下午授粉也能獲得一定的種子產(chǎn)量。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］侯鋒，李淑菊"我國(guó)黃瓜育種研究進(jìn)展與展望［J］"中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，33（3）：100-102"

［2］丁小濤，郝婷，金海軍，等"硝酸銀和赤霉素處理對(duì)黃瓜雌性系誘雄效果的比較［J］"上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2013，31（6）：1-5"

［3］賈文慶，張少偉，劉露穎，等"不同培養(yǎng)基和貯藏方法對(duì)矮牡丹花粉萌發(fā)的影響［J］"西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，26（1）：338-341"

［4］王利民，王四清，王彩霞，等"大花蕙蘭花粉離體萌發(fā)試驗(yàn)初報(bào)［J］"林業(yè)科學(xué)，2005，21（4）：122-124，161"

［5］閆立英，馮志紅，張慎好，等"番茄花粉生活力研究［J］"種子，2005，24（6）：23-26"

［6］黃艷慧，李亞靈，溫祥珍"高溫下不同空氣濕度對(duì)溫室番茄花粉活力和坐果率的影響［J］"西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（11）：105-110"

［7］許利彩，李海真，沈火林"西葫蘆花粉生活力測(cè)定方法及最佳授粉時(shí)間的研究［J］"河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（8）：120-124"

［8］易成龍，俞源"低溫保持黃瓜花粉萌發(fā)力試驗(yàn)初報(bào)［J］"長(zhǎng)江蔬菜，2009（15）：37-38"

［9］李曉麗，閆立英，馮志紅，等"黃瓜花粉生活力的研究［J］"北方園藝，2008（3）：24-26"

［10］許文連，李云霞，孔銀秀"黃瓜花粉萌發(fā)的實(shí)驗(yàn)［J］"蔬菜，2008（2）：32-33"

［11］李靜，胡建斌，李建吾，等"運(yùn)用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化黃瓜花粉離體萌發(fā)條件［J］"貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（6）：139-140"

（責(zé)任編輯：王曉華）

Pollen germination and its effect on pollination of fruit cucumber in autumn

DING Xiao-tao1，XU Zhen2，JIN Hai-jun1，ZHANG Hong-mei1，YU Ji-zhu1*，YUAN Ji-fang3
（1Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology，Horticultural Research Institute，Shanghai Academy of Agricultural Sciences，Shanghai 201403，China；2Department of Food，Hebi Vocational Technical College，Hebi 458030，China；3Qingpu District Xianghuaqiao Agricuttaral Service Center，Shanghai 201700，China）

Abstract：The effects of different storage temperatures（5℃，15℃and 25℃）on the pollen germination rate，pollination and fruit setting of autumn fruit cucumber were studied，and the pollen germination rate，pollination and fruit setting were investigated under different pollination times on blooming date（7：00，9：00，11：00，13：00，15：00 and 17：00）" The results showed that storing the pollen at 5℃had the highest pollen germination rate and the best pollination and fruit setting，effectively prolonged the cucumber pollination time and could still reach 58"4％in pollen germination rate on the third day and get 69" 2％as many as the seeds gained in the first-day pollination，and also there was not any wilted fruit or seedless fruit when reaping" The best pollination time was in the morning，especially during 7：00—9：00 on the blooming date of female flowers" The pollination in the afternoon could also obtain 56" 8％—75" 9％as many as the seeds gained in the pollination at 7：00"

Key words：Cucumber；Pollen；Germination rate；Crossbreeding

*通信作者，E-mail：yy2＠saas" sh" cn

作者簡(jiǎn)介：丁小濤（1981—），男，碩士，助理研究員，主要從事設(shè)施栽培及黃瓜育種工作的研究。Tel：021-52235451；E-mail：xiaotao198108＠163" com

收稿日期：2015-05-26

文章編號(hào)：1000-3924（2016）01-043-04

中圖分類號(hào)：S642" 2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

資助項(xiàng)目：上海市農(nóng)委青年人才成長(zhǎng)計(jì)劃［滬農(nóng)青字（2014）第1-10號(hào)］；低碳環(huán)控型溫室結(jié)構(gòu)及配套裝備研制與產(chǎn)業(yè)化示范（2014BAD08B01）；上海市農(nóng)委項(xiàng)目“設(shè)施果菜類主要蔬菜分子標(biāo)記的開發(fā)與新品種選育”［滬農(nóng)科種字（2013）第5號(hào)］；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)“長(zhǎng)三角地區(qū)設(shè)施蔬菜高產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（201403032）