紅心柚‘橘湘紅’無(wú)核原因初探

屈漢金，龍立長(zhǎng)，張鳳，郝晨星，李娜,2，鄧子牛,2，龍桂友,2*

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紅心柚‘橘湘紅’無(wú)核原因初探

屈漢金1，龍立長(zhǎng)3，張鳳1，郝晨星1，李娜1,2，鄧子牛1,2，龍桂友1,2*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2.國(guó)家柑橘改良中心長(zhǎng)沙分中心，湖南長(zhǎng)沙 410128；3.洪江市農(nóng)業(yè)局，湖南洪江 418116)

以紅心柚‘橘湘紅’為材料，安江香柚為對(duì)照，通過(guò)物候期和花器特征的觀察、花粉活力的測(cè)定、自交和異交花粉管在柱頭中的生長(zhǎng)及果實(shí)種子差異分析，探討‘橘湘紅’無(wú)核的原因。結(jié)果表明：‘橘湘紅’的物候期與對(duì)照僅相差2~3 d，花器發(fā)育均正常；‘橘湘紅’、安江香柚花粉在柱頭上的萌發(fā)率分別為98.81%、97.96%，花粉活力分別為96.75%、94.61%，可育性高；自交與異交授粉96 h后，花粉管生長(zhǎng)開始出現(xiàn)差異，自交花粉管生長(zhǎng)速度減緩，異交花粉管生長(zhǎng)正常，授粉120 h后，自交的花粉管停滯生長(zhǎng)，異交的花粉管生長(zhǎng)到達(dá)花柱基部；‘橘湘紅’異花授粉平均每個(gè)果實(shí)有正常種子103.8粒，自花授粉果實(shí)無(wú)正常發(fā)育的種子。綜合分析認(rèn)為自交不親和性可能是‘橘湘紅’無(wú)核的主要原因。

柚；橘湘紅；無(wú)核；花粉管；自交不親和性

安江香柚是湖南省洪江市的地方特色良種。近年來(lái)，從安江香柚品種中發(fā)現(xiàn)了紅肉和芽變類型(‘橘湘紅’)，其果肉呈艷紅色，晶瑩透亮，肉質(zhì)脆嫩，部分果實(shí)少核或無(wú)核。導(dǎo)致果實(shí)少或無(wú)核的原因較多，如花粉敗育、胚囊育性下降、自交不親和、胚中途敗育等[1–3]。為探明‘橘湘紅’無(wú)核的原因，本研究中，從‘橘湘紅’的物候期、花器特征、花粉活力、自交與異交授粉后花粉粒在柱頭的萌發(fā)和生長(zhǎng)等方面進(jìn)行了觀察和研究，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1　材料與方法

1.1材料

供試材料為湖南省洪江市安江鎮(zhèn)一個(gè)果園的紅心柚‘橘湘紅’，以安江香柚為對(duì)照，均為12年生。

1.2方法

1.2.1物候期及花器形態(tài)觀察

2014—2015年觀察紅心柚‘橘湘紅’和安江香柚的物候期。依據(jù)《柑橘種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[4]劃分時(shí)期，記錄萌芽期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、末花期、第1次生理落果期、第2次生理落果期和果實(shí)成熟期。

開花期，隨機(jī)選取‘橘湘紅’和安江香柚的花器各20朵，測(cè)量花瓣長(zhǎng)、花瓣寬、雄蕊長(zhǎng)度、雌蕊長(zhǎng)度、花柱長(zhǎng)度，記錄雄蕊數(shù)。

1.2.2花粉活力的測(cè)定

參照靳瑞霞[5]的方法測(cè)定花粉活力。具體操作如下：于盛花期取即將開放的新鮮花蕾，將花藥置于干燥器內(nèi)讓其自然散粉，取2滴1%的醋酸洋紅溶液，將花粉染色，室溫下靜置5 min，于顯微鏡下觀察花粉粒的染色情況。花粉活力即為染成紅色花粉粒數(shù)占全部花粉粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)。

1.2.3花粉在柱頭原位萌發(fā)及花粉管在花柱中的生長(zhǎng)行為觀察

于盛花期分別收集‘橘湘紅’和安江香柚的花粉進(jìn)行去雄、授粉。授粉組合分為自花授粉(‘橘湘紅’ב橘湘紅’)和異花授粉(‘橘湘紅’×安江香柚)。具體操作參照高超等[6]的方法進(jìn)行：分別于授粉6、24、48、72、96、120 h后采下雌蕊，置于卡諾氏液中，固定12 h，轉(zhuǎn)入70%乙醇中，于4 ℃冰箱中保存，備用；將花柱切下后復(fù)水，用8 mol/L NaOH軟化5 h，沖洗干凈，加入0.1%苯胺藍(lán)溶液，染色6 h，壓片。采用熒光顯微鏡(Olympus BX–51)觀察并拍照。

1.2.4果實(shí)品質(zhì)分析及種子數(shù)考察

于花蕾期用孔徑為0.3 mm的防蟲網(wǎng)將‘橘湘紅’多個(gè)主枝罩住，讓其自花授粉，未用防蟲網(wǎng)罩住的為自然異花授粉。于成熟期分別取自花和異花授粉的果實(shí)，分析可溶性固形物含量(采用手持測(cè)糖儀測(cè)定[7])、V–C含量(采用碘量法[8]測(cè)定)、可滴定酸含量(采用中和法[9]測(cè)定)、種子數(shù)等。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；運(yùn)用DPS 7.05進(jìn)行方差分析。

2　結(jié)果與分析

2.1物候期及花器形態(tài)特征的觀測(cè)結(jié)果

由表1可知，‘橘湘紅’和安江香柚的物候期基本一致，僅相差2~3 d。3月中旬為萌芽期；經(jīng)歷約20 d的生長(zhǎng)，出現(xiàn)花蕾，初花期為4月中旬；謝花期為5月上旬，花期持續(xù)約17 d；第1次生理落果和第2次生理落果分別在5月中旬和6月中旬；11月下旬果實(shí)成熟。

表1　‘橘湘紅’和安江香柚的物候期

‘橘湘紅’和安江香柚的花器發(fā)育正常，均為完全花。開花時(shí)雌、雄蕊已成熟?；ò昃嗜榘咨瑑烧咴诨ò觊L(zhǎng)、花瓣寬、雄蕊數(shù)量、雄蕊長(zhǎng)度、雌蕊長(zhǎng)度等指標(biāo)上均無(wú)顯著差異(表2)。

表2　‘橘湘紅’和安江香柚的花器形態(tài)特征

2.2花粉活力的測(cè)定結(jié)果

‘橘湘紅’和安江香柚的花粉活力分別為96.75%和94.61%，柱狀上花粉原位萌發(fā)的萌發(fā)率分別為98.81%和97.96%?；ǚ廴旧霸幻劝l(fā)的觀察結(jié)果見圖1。

A　‘橘湘紅’；B　安江香柚；C　‘橘湘紅’自交6 h；D　安江香柚自交6 h。

2.3花粉管在花柱中生長(zhǎng)行為的觀察結(jié)果

授粉24 h后，‘橘湘紅’異交與自交的花粉管均生長(zhǎng)到柱頭下部(圖2–A、A1)；授粉48 h后，異交與自交的花粉管繼續(xù)向下生長(zhǎng)至花柱1/3的部位(圖2–B、B1)；授粉72 h后，異交與自交花粉管生長(zhǎng)到花柱1/2的部位(圖2–C、C1)；授粉96 h后，異交與自交的花粉管均到達(dá)花柱2/3的部位，異交花粉管生長(zhǎng)正常(圖2–D)，而自交花粉管生長(zhǎng)速度減緩，花粉管末端出現(xiàn)膨大、卷曲、異常明亮等不親和性反應(yīng)特征(圖2–D1)；授粉120 h后，異交花粉管生長(zhǎng)到花柱基部(圖2–E)，自交花粉管在花柱2/3的部位停滯生長(zhǎng)(圖2–E1)。

A　異交24 h；A1　自交24 h；B　異交48 h；B1　自交48 h；C　異交72 h；C1　自交72 h；D　異交96 h；D1　自交96 h；E　異交120 h；E1　自交120 h。

2.4果實(shí)品質(zhì)及種子數(shù)的分析結(jié)果

由表3可知，‘橘湘紅’自花授粉的果實(shí)表現(xiàn)無(wú)核，可滴定酸、可溶性固形物及維生素C含量與異花授粉果實(shí)的無(wú)明顯差異(＜0.05)。自花授粉與異花授粉的種子數(shù)差異明顯，自花授粉的果實(shí)無(wú)正常發(fā)育的種子。

表3　‘橘湘紅’果實(shí)種子數(shù)及果實(shí)品質(zhì)

3　結(jié)論與討論

‘橘湘紅’和安江香柚的物候期基本一致，發(fā)育進(jìn)程僅相差2~3 d，物候期不是導(dǎo)致 ‘橘湘紅’無(wú)核的原因，這與已有報(bào)道[10–12]中物候期差異不是導(dǎo)致柚類果實(shí)無(wú)核的結(jié)果一致?！傧婕t’的花器官發(fā)育正常，花粉活力為96.75%，在柱頭上的萌發(fā)率為98.81%，可育性高，這與其他柑橘的芽變株系的萌芽率相近[13–14]，據(jù)此推斷花粉育性與‘橘湘紅’的果實(shí)無(wú)核沒(méi)有關(guān)系?！傧婕t’自交與異交授粉96 h后，自交花粉管在花柱中生長(zhǎng)減緩，而異交花粉管生長(zhǎng)正常；授粉120 h后，自交的花粉管生長(zhǎng)停滯，異交的花粉管生長(zhǎng)到達(dá)花柱基部，異花授粉所結(jié)果實(shí)有正常種子103.8粒，自花授粉果實(shí)無(wú)正常發(fā)育的種子，據(jù)此推測(cè)自交不親和導(dǎo)致‘橘湘紅’自交時(shí)花粉管在花柱中生長(zhǎng)異常，難以到達(dá)子房完成正常授精，這可能是果實(shí)無(wú)正常發(fā)育種子的主要原因。沙田柚存在自交不親和，當(dāng)花粉管伸長(zhǎng)到花柱1/4~1/2時(shí)，自交、異交的花粉管生長(zhǎng)速度和管壁胼胝質(zhì)積累出現(xiàn)差異，自交花粉管在花柱的1/2處停止生長(zhǎng)，異交花粉管正常進(jìn)入胚囊授精[15]。另外，研究[16]發(fā)現(xiàn)自交不親和的奧蘭多橘柚自花授粉后，花粉管在花柱中的生長(zhǎng)速度比自交親和的花粉管的生長(zhǎng)速度慢，而且一直未能進(jìn)入子房。其他類型的柑橘，如南靖14號(hào)無(wú)核椪柑和眉山無(wú)核錦橙[17]等品種也存在自交不親和導(dǎo)致果實(shí)無(wú)核的情況。綜合本研究結(jié)果，‘橘湘紅’自交不親和可能是無(wú)(少)核的重要原因。

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責(zé)任編輯：尹小紅

英文編輯：梁和

Preliminary investigation on the seedless red pulp pomelo of ‘Juxianghong’

QU Hanjin1, LONG Lichang3, ZHANG Feng1, HAO Chenxing1, LI Na1,2, DENG Ziniu1,2, LONG Guiyou1,2*

(1.College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.National Center of Citrus Improvement, Changsha Subcenter, Changsha 410128, China; 3.Hongjiang Agricultural Bureau, Hongjiang, Hunan 418116, China)

The seedless red pulp pomelo of ‘Juxianghong’ was used as material and Anjiangxiangyou as control, to study the reason of seedlessness of ‘Juxianghong’ by observing the phenophase and floral characters, measuring the pollen activity and analyzing the variance of the growth of pollen tube of self–pollinationself and cross–pollination in the stigma with fruit seeds. The results showed that the phenophase of ‘Juxianghong’ was similar to the Anjiangxiangyou and was only two to three days difference; the developments of their floral organ were normal; the pollen germination rates of ‘Juxianghong’ and Anjiangxiangyou in stigma were 98.81% and 97.96% and their pollens had high activities (96.75% and 94.61%) and high fertility; the growth of pollen tube with cross–pollination was normal and reached the base of style after 120 h of pollination, while the growth of pollen tube with self–pollination began to decrease at 96 h and stopped at 120 h after pollination; there were no normal seeds in the fruits by self–pollination, while 103.8 normal seeds were found in the fruits by cross–pollination. Comprehensive analysis shows that self–incompatibility might be the main reason for the seedlessness of ‘Juxianghong’ pumelo.

pomelo;Juxianghong;seedlessness;pollen tube; self–incompatibility

10.13331/j.cnki.jhau.2017.03.009

S666.3

A

1007-1032(2017)03-0270-04

2016–11–02

2017–04–23

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD02B02)；湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家專項(xiàng)(5026301–1116021)

屈漢金（1990—），女，湖南永州人，碩士研究生，主要從事果樹遺傳育種與生物技術(shù)研究，qhj_0402@163.com；

，龍桂友，教授，主要從事果樹遺傳育種與生物技術(shù)研究，longgy63@163.com

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