中國西秦嶺地區(qū)油橄欖花期物候及花粉掃描電鏡觀察

吳文俊，蘆 娟，趙夢炯，姜成英

油橄欖(Olea europaea L.)，又名齊墩果，屬木犀科木犀欖屬，常綠喬木，是世界著名的優(yōu)質(zhì)木本油料兼果用樹種，也是人類最早認(rèn)識、馴化、種植的油料作物之一，有4 000多年的栽培歷史［1］。橄欖油含有固醇類、維生素、多酚等生物活性物質(zhì)［2］，鑒于其高經(jīng)濟價值和保健功能，使得世界上所有位于亞熱帶地區(qū)的國家都對油橄欖引種顯示出濃厚的興趣，從南半球的澳大利亞(37°S)至北半球的俄羅斯(35°N)，許多國家都有引種栽培［3］。我國規(guī)模引種油橄欖始于1964年，經(jīng)過數(shù)十年的艱苦探索和廣泛試驗，油橄欖在中國能夠完成生長、開花、結(jié)實的正常生理過程，但是作為一種引種樹木，由于原產(chǎn)地和實生地的自然環(huán)境的差異［4］，為了適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，其生物學(xué)特性也會發(fā)生改變。由于我國油橄欖適生區(qū)氣候和土壤等自然條件與原產(chǎn)地地中海地區(qū)有一定的差異，而相關(guān)氣象因子的分析對油橄欖的種植發(fā)展有重要意義［5］，加之對油橄欖樹種特性缺乏深入細(xì)致的研究，對油橄欖生物學(xué)、生態(tài)學(xué)習(xí)性還沒有完全掌握，特別是對油橄欖成花過程缺乏認(rèn)識，不能建立與之相適應(yīng)的栽培措施，常常導(dǎo)致油橄欖結(jié)實率低，大小年現(xiàn)象嚴(yán)重，大大地制約了油橄欖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［6］。為此，筆者在甘肅南部白龍江河谷地區(qū)選擇了4個油橄欖品種，對其開花生物學(xué)進行了詳細(xì)的觀察與分析，旨在探討油橄欖在中國適生區(qū)的開花規(guī)律及不同品種不完全花和兩性花在形態(tài)、數(shù)量以及表達特征上的特點，以期為引種和推廣特別是為制定合理的栽培技術(shù)措施提供依據(jù)，同時也為油橄欖馴化育種研究的工作提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

2013～2014年在甘肅省隴南市武都區(qū)大灣溝油橄欖示范園完成了花期物候觀測和供試植物材料的采集，供試品種見表1。試驗地點的花期各月平均溫濕度見表2。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 油橄欖花期物候及兩種花型開花特征觀察 參照Bertin的方法進行［7］。在觀測點各油橄欖品種花序顯露開始每個品種分別隨機標(biāo)記3個植株，每個植株選擇30個花序，觀測并統(tǒng)計開花進程。

1.2.2 油橄欖花器官生物量測定 在3個標(biāo)記油橄欖植株上共采集即將開放的小花30朵，分別對其雄蕊、雌蕊、花瓣在萬分之一天平進行稱質(zhì)量后，置于65℃烘箱中烘72 h，稱其質(zhì)量［8］。

1.2.3 油橄欖花粉掃描電鏡觀察 將新鮮采集的油橄欖花粉直接沾于樣品臺上，送入真空鍍膜機中噴金，在JSM-6300型掃描電鏡下觀察、拍照并記錄［9，10］。

表1 供試油橄欖材料名稱、起源及用途

表2 2013～2014年1～5月甘肅省隴南市武都區(qū)大灣溝油橄欖示范園平均空氣溫濕度

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，用One-way ANOVA分析品種內(nèi)和品種間各變量的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同油橄欖品種的開花規(guī)律

通過2013～2014年2年的觀察統(tǒng)計，在中國北亞熱帶適生區(qū)各油橄欖品種由于花期溫濕度年際間的變化，導(dǎo)致2年油橄欖開花物候期存在一定差異(表2，表3)，花期都集中在5月，全株花期約15～20 d，盛花期持續(xù)約4～5 d，末花期時間一般都大于5 d。單個花序從第一朵小花開放到所有小花完全開放一般持續(xù)5～9 d，單朵花在露瓣后1～3 d開花，開花后可持續(xù)2～3 d，單朵花脫落時花瓣、雄蕊同時脫落，其雌蕊宿存至子房膨大后脫落。4個品種中，城固32在2013和2014年始花最早，佛奧始花最遲，兩品種間花期相差9～10 d。同一植株上分布有兩性花和不完全花，不完全花與兩性花在花序上沒有固定的開放順序。

表3 各油橄欖品種2013年與2014年花期物候期

2.2 油橄欖花序及小花特征

油橄欖花序為有限圓錐狀花序，品種間花序長度，花序著生小花數(shù)量均存在不同程度的差異(表4)。油橄欖花由花萼、4個花瓣及2個雄蕊及雌蕊(包括柱頭、花柱及含有4個胚珠的雙心室子房)組成，不完全花柱頭敗育或退化失去功能，個別具有5花萼及3雄蕊，一般具4個胚珠。各品種小花花瓣直徑、小花縱橫徑、柱頭長度、及子房縱橫徑的方差分析見表4。4個品種花瓣直徑并無顯著性差異，萊星小花橫徑最大，佛奧小花縱徑最大，雖然鄂植8號小花縱橫徑都不是最大，但是雌蕊中柱頭長度及子房大小都最大，分別達到了1.217 mm和1.67 mm×1.24 mm。4個品種花序長度與著生小花數(shù)線性回歸分析，y=0.576 5x+0.472 2，R2=0.528 2，P ＜0.001。

表4 不同油橄欖品種花器官特征表

2.3 各品種花器官生物量

不完全花與兩性花兩種花型花器的花瓣、雄蕊及雌蕊均存在顯著差異，不完全花花器官各部位生物量都小于完全花，兩性花雌蕊的生物量明顯比不完全花大(P＜0.01)，品種間兩性花各器官生物量未達到差異顯著水平(P＞0.05)。

表5 油橄欖不同品種完全花花器官生物量 mg

表6 油橄欖不完全花與兩性花花器官生物量

油橄欖花器官中，兩性花有發(fā)育完全的雌蕊，而且其雌蕊大小與整個花的大小有一定的相關(guān)性(R2=0.551);不完全花中雌蕊敗育，而且其雌蕊敗育的程度與花朵發(fā)育程度并沒有相關(guān)性(R2=0.028)(圖1)。

2.4 油橄欖的花粉電鏡觀察

對4個油橄欖品種完全花和不完全花的花粉分別進行掃描電鏡觀察，各品種間兩性花與不完全花在花粉的形態(tài)、大小、外壁紋飾上并無顯著差異(圖2)。油橄欖花粉粒一般具3個萌發(fā)溝，赤道面為近圓形，萌發(fā)溝長短與花粉粒大小無明顯關(guān)聯(lián)?；ǚ弁獗诩y飾清晰，外壁紋飾在掃描電鏡下網(wǎng)眼有棱角，每一溝間區(qū)赤道線上具7～9個網(wǎng)眼，網(wǎng)眼不拉長，網(wǎng)脊不具明顯的峰。具溝膜，溝膜無明顯顆粒。

圖2 不同品種油橄欖花粉粒電鏡掃描結(jié)果

3 討論與結(jié)論

北亞熱帶北緣內(nèi)陸氣候條件下，油橄欖開花物候期一般在5月，單株全株花期15～21 d，花期前空氣溫度是影響其形態(tài)建成的主要因素，盛花期長短只與5月(開花期間)空氣溫度與濕度有關(guān)系。植物的有性繁殖過程中，雄性功能和雌性功能所起的作用不同，因此對不同性功能的資源投入也有差異［12］，通過2年在中國引種地區(qū)的研究，研究結(jié)果同Vito S.Polito［13］的研究結(jié)論相似，油橄欖兩性花與不完全花花粉都可育，兩者的差別在于兩性花具有發(fā)育完全的子房，能夠最終發(fā)育成果實，而不完全花子房退化，不能發(fā)育成果實，只能行使其雄性功能，兩種花型生物量的差異集中在雌蕊上，兩性花雌蕊的生物量明顯比不完全花大(P＜0.01)，可以認(rèn)為在花器官的形態(tài)建成過程中，產(chǎn)生兩性花要比產(chǎn)生不完全花需要更多的資源量。通過對4個品種花粉粒電鏡掃描觀察發(fā)現(xiàn)，其不完全花與兩性花在花粉量、花粉粒形態(tài)上并沒有顯著差異，不完全花在其行使雄性功能方面沒有優(yōu)勢，另一方面不完全花在行使完其雄性功能后迅速脫落，同樣是為了減少營養(yǎng)的消耗，從而增加花序軸上兩性花最終發(fā)育成果實的幾率。研究油橄欖不完全花和兩性花在形態(tài)、個體與花序水平上的分布及其開花式樣等方面的特點，可以為以后闡明油橄欖性比與油橄欖生殖成功的關(guān)系，通過栽培手段的調(diào)節(jié)使油橄欖獲得最優(yōu)的產(chǎn)量提供部分依據(jù)。

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