4個油茶良種授粉組合篩選試驗研究

(貴州大學林學院/貴州省森林資源與環(huán)境研究中心， 貴陽 550025)

油茶(Camelliaoleifera)是山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)中以油料生產(chǎn)為主的植物的總稱，為常綠灌木或小喬木，是我國特有的木本油料樹種之一，與油橄欖、油棕、椰子并稱世界四大木本油料樹種[1]。茶油不飽和脂肪酸含量達90%以上，色清質(zhì)純，營養(yǎng)豐富，耐儲藏，易被人體吸收，是優(yōu)質(zhì)食用油之一，越來越受到大眾的青睞[2]。目前，我國已有油茶林面積約447萬hm2，但油茶單位面積產(chǎn)量較低，油茶花而不實、坐果率低、產(chǎn)量低的現(xiàn)象已成為油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。本課題組前期研究表明，油茶為典型的雌雄同花植物，油茶自花授粉結實率遠低于異花授粉，生產(chǎn)中需配置授粉樹[3,4]。因此，明確油茶品種的授粉結實特性，在生產(chǎn)中合理配置油茶授粉樹，是提高油茶產(chǎn)量和品質(zhì)的關鍵措施之一。

目前關于油茶主栽品種授粉樹配置的研究鮮有報道。本研究以4個國審油茶良種華碩[5]、華金[6]、華鑫[7]和湘林XLC 15[8]為試材，通過4個品種間的正反交雜交授粉試驗，研究授粉樹配置對結實情況的影響，找出各品種最適宜配置的授粉樹，提高其坐果率、結實率等，從而為主栽良種在生產(chǎn)中產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的提高提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在貴州大學油茶科研工作站進行。該地位于東經(jīng)106°66′，北緯26°45′，屬于亞熱帶濕潤溫和型氣候，年平均氣溫為15.3 ℃，年均日照時數(shù)1 148.3 h，年降水量1 129.5 mm，年降雪日數(shù)少，平均僅為11.3 d。試驗地為山地紅黃壤，各組試驗立地條件和水肥管理一致，適宜油茶生長。

1.2 試驗材料及試驗設計

試驗材料為華碩、華金、華鑫、湘林XLC 15(分別用A、B、C、D表示)，樹高約1.5 m，皆為高接換冠5年正常開花結實無病蟲害的油茶樹。用這4個材料進行正、反交授粉處理，以自花授粉和自然授粉為對照，分別用ck1和ck2表示，共20個組合，授粉組合設計見表1。

表1 授粉組合設計

1.3 試驗方法

1.3.1開花物候期觀察

在田間每品種隨機選取30株油茶，記錄初花期(5%～25%花朵開放期)、盛花期(25%～75%花朵開放期)、末花期(75%及以上花朵開放期)3個物候指標，開花以花蕊初露為依據(jù)，每天進行觀測并記錄。

1.3.2花粉量測定及花粉生活力測定

單花藥花粉量的測定參照袁德義等[9]的方法，在盛花期進行?；ǚ凵盍Φ臏y定采用花粉離體萌發(fā)法[10]，所使用的優(yōu)化培養(yǎng)基成分為：10%蔗糖+1%瓊脂。操作步驟：將待測花粉均勻撒播于培養(yǎng)基表面，放入濕潤的培養(yǎng)皿中，置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)，4 h后在Olympus顯微鏡下觀察花粉萌發(fā)情況。每個品種進行3次重復，每個重復隨機選取5個視野，每個視野統(tǒng)計花粉粒數(shù)大于50粒。萌發(fā)標準為觀測到的花粉管的長度超過花粉粒的直徑。取15個視野的平均花粉萌發(fā)率為該品種的花粉萌發(fā)率。

花粉萌發(fā)率(%)=(花粉萌發(fā)數(shù)/花粉總數(shù))×100%。

1.3.3授粉試驗及坐果率調(diào)查

試驗采用完全隨機設計。選擇樹勢均一，生長良好的樹，每3株為一個小區(qū)，重復3次。在每株樹冠中部外圍均勻選取健壯結果枝上的花40朵，對處于盛花期的各母本品種進行去雄授粉，套袋并掛牌標記。授粉2周后拆袋。翌年3月初調(diào)查各授粉組合的坐果率。

坐果率(%)=(坐果總數(shù)/授粉花朵總數(shù))×100%。

1.3.4品種性狀的調(diào)查

果實成熟時，每個組合隨機采摘20個果實并統(tǒng)計每個組合結實率。利用分析天平測量種子百粒重，統(tǒng)計每個果實可育種子數(shù)。

結實率(%)=(結實果數(shù)/授粉花朵總數(shù))×100%。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并作圖，采用SPSS 17.0軟件對試驗結果進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 開花物候觀測

對供試品種進行花期物候觀察記錄，結果見表2。

花期相遇是選擇最佳授粉組合的重要條件，對于任何樹種，盛花期是最佳的授粉期[11]?？煽闯?，4個不同油茶品種的花期一般始于10月下旬，持續(xù)35～40 d，盛花期為17～22 d。各品種的3個花期出現(xiàn)時間基本一致，品種間至少有15 d的盛花可配期，因此各品種有充足的時間相互授粉。

表2 4個油茶品種花期統(tǒng)計

2.2 不同品種花粉量和萌發(fā)率比較

花粉量與花粉萌發(fā)率是油茶授粉品種選擇的重要依據(jù)之一。各品種單花藥花粉數(shù)量和花粉萌發(fā)率的測定結果見表3。由表3可知，花粉量從大到小依次為華金>華碩>華鑫>湘林XLC 15，花粉萌發(fā)率從高到低依次為華金>華鑫>湘林XLC 15>華碩。其中華金花粉量最多，而湘林XLC 15花粉量最少。華碩、華金、華鑫和湘林XLC 15的新鮮花粉在10%蔗糖+1%瓊脂培養(yǎng)基上萌發(fā)率均大于43%。故從花粉數(shù)量和花粉活力方面考慮，所選4個油茶品種均可用作授粉樹配置的備選品種。

注：小寫字母表示5%水平下的顯著性差異。這些字母僅僅表示的是相應組合上的差異(例如第一組是由A×A，A×B，A×C，A×D組成，那在這組上的字母僅僅表示這組里面的差異情況，不涉及其他4組)。下同。圖1 不同授粉組合結實率

表3 不同品種花粉數(shù)量和花粉萌發(fā)率

2.3 不同授粉品種對油茶坐果率的影響

由表4可知，除了華金自交的坐果率較高(80%)外，華碩、華鑫和湘林XLC 15自交的坐果率均很低，分別為26.5%、27.6%、22.4%。經(jīng)不同品種授粉后，華碩、華鑫和湘林XLC 15的坐果率均有提高，且不同授粉組合間效果差異顯著，其中湘林XLC 15授粉后華碩坐果率最高，較華碩自交提高了56.8%，華鑫授粉后華碩坐果率最低，但也比自交提高了44.5%，且亦高于自然授粉。對于華金而言，華鑫和湘林XLC 15授粉顯著提高了華金坐果率，并且高于自然授粉，其中以湘林XLC 15授粉坐果率最高，比華金自交增加了7%，華碩授粉的坐果率小于華金自交，大于自然授粉。對于華鑫而言，華碩、華金和湘林XLC 15授粉顯著提高了華鑫的坐果率，并且均高于自然授粉，其中以湘林XLC 15授粉坐果率最高，華碩授粉坐果率次之，二者差異不顯著；對于湘林XLC 15而言，華碩、華金和華鑫授粉顯著提高了湘林XLC 15坐果率，且都高于自然授粉，其中以華鑫授粉坐果率最高，比湘林XLC 15自交增加了59.4%。

2.4 不同授粉組合對油茶結實率的影響

從圖1可以看出，華碩自交結實率較低，只有16.33%，華金、華鑫、湘林XLC 15均顯著提高了華碩的結實率，且均高于華碩自然授粉條件下的結實率，其中以華金授粉的結實率最高，較自交增加了57.84%。華金自交結實率為67.2%，只有湘林XLC 15授粉提高了華金的結實率，比自交增加了12%，并顯著高于自然授粉條件下的結實率，其余授粉品種授粉均顯著降低了華金的結實率。華鑫自交結實率較低，只有14.1%，華碩、華金、湘林XLC 15均顯著提高了華鑫的結實率，其中以湘林XLC 15授粉的結實率最高，較自交增加了30.9%，并顯著高于自然授粉條件下的結實率。對于湘林XLC 15來說，3個異花授粉處理和自然授粉處理對其結實率的影響均達到極顯著水平，其自花授粉組合結實率分別僅為湘林XLC 15×華碩、湘林XLC 15×華金、湘林XLC 15×華鑫和自然授粉處理結實率的30.2%、19.3%、19.9%和22.2%，可見華金對其結實率影響最大，華鑫對其結實率影響次之。

表4 油茶各授粉組合的坐果情況 單位：%

2.5 授粉品種對可育種子數(shù)的影響

由圖2可以看出，華碩、華金、華鑫和湘林XLC 15的自花授粉組合平均可育種子數(shù)分別為2.25、7.25、3.17和2.09，均為各自授粉組合中最少，使這4個品種平均可育種子數(shù)提升最多的授粉品種為華金、華鑫、華碩和華鑫，較自交時分別提高了18.25%、7.45%、16.28%和9.51%。華碩各異花授粉組合平均可育種子數(shù)均高于自然授粉條件下的平均可育種子數(shù)，但相互間沒有呈現(xiàn)顯著差異。華金各異花授粉組合中只有華金×華碩的平均可育種子數(shù)小于自然授粉條件下的平均可育種子數(shù)，但兩者差異不顯著。華鑫各異花授粉組合的平均可育種子數(shù)均顯著大于自然授粉條件下的平均可育種子數(shù)。湘林XLC 15各異花授粉組合中只有湘林XLC 15×華碩的平均可育種子數(shù)小于自然授粉條件下的平均可育種子數(shù)，但兩者沒有呈現(xiàn)顯著差異。

2.6 授粉品種對種子百粒重的影響

粒重是雜交當代對產(chǎn)量雜種優(yōu)勢影響最大的因素[12]，由圖3可知，各品種不同授粉組合種子百粒重之間呈現(xiàn)出一定的差異，但總體看來所有授粉組合中各自花授粉組合種子百粒重均為5個組合中最重。

圖2 不同授粉組合可育種子平均數(shù)

圖3 不同品種授粉組合種子百粒重

華碩、華金、華鑫和湘林XLC 15的自花授粉種子百粒重分別為69.5 g、146.4 g、91.4 g和84.5 g。華碩×華金的種子百粒重是華碩雜交組合中最重的，顯著高于其他雜交組合；華金×華鑫的種子百粒重是華金雜交組合中最重的，且各雜交組合間未呈現(xiàn)出顯著差異；華鑫×華金的種子百粒重是華鑫雜交組合中最重的，其他雜交授粉組合間差異不顯著；湘林XLC 15×華鑫的種子百粒重是湘林XLC 15雜交組合中最重的，且各雜交組合間差異顯著。

3 討 論

提高油茶產(chǎn)量和品質(zhì)重要的途徑之一是選擇適合的授粉樹，因為不同油茶花柱接受外源花粉的能力以及在同外源花粉的親和力上有差異，所以對授粉樹品種有很強的選擇性。授粉樹不同，油茶的坐果率和結實率也有較大差異，親和力越強的油茶組合，坐果率越高。王倩等在燕山板栗品種配置研究中發(fā)現(xiàn)，異花授粉對坐果率和結實率有顯著影響[13]。趙改榮等在甜櫻桃品種授粉試驗研究中表明，異花授粉顯著提高了甜櫻桃的坐果率[14]。劉曉華在扁桃授粉品種組合篩選試驗中表明，扁桃絕大多數(shù)品種是異花授粉結實，對授粉品種有一定選擇性，極少數(shù)品種雖可自花授粉結實，但結實率很低[15]。李仙蘭在漾濞大泡核桃授粉品種選擇試驗中發(fā)現(xiàn)，異花授粉能顯著提高漾濞大泡核桃坐果率和果實保存率(產(chǎn)量)[16]。本試驗通過對4個油茶品種的坐果率和結實率的研究，結果表明，4個品種中，除華金外，異花授粉均能顯著提高其坐果率和結實率，就坐果率而言，華碩與最佳授粉品種雜交后坐果率是自交的3.1倍、華鑫是自交的1.9倍、湘林XLC 15是自交的3.7倍；就結實率而言，華碩與最佳授粉品種雜交后結實率是自交的4.5倍、華鑫是自交的3.2倍、湘林XLC 15是自交的5倍。本實驗結果與前人的觀點大致相同，根據(jù)主栽品種來合理的配置授粉樹，油茶的產(chǎn)量和品質(zhì)可以得到大幅提升。

不同品種間油茶可配性的高低決定了雜交后產(chǎn)量提升的幅度，可配性越高的2個品種，雜交后產(chǎn)量也越高。本試驗針對授粉品種對可育種子數(shù)的影響結果表明，4種油茶，最后篩選出來的每個品種的最適授粉品種同時也是使其可育種子數(shù)提升最多的授粉品種。

研究結果表明，華碩、華鑫和湘林XLC 15自交坐果率和結實率均很低，需配置授粉樹。這與廖婷[17]認為油茶為自交不親的植物的觀點一致。華金自交坐果率和結實率較高，具有一定的自交親和能力，這與張日清等[18]、陳永忠等[19]、杜洋文等[20]、莊瑞林等[21]、王歡等[22]的研究認為“油茶不但自花可孕，而且有的自花授粉率還很高”的結論相符。但是考慮到豐產(chǎn)目標，部分品種異花授粉優(yōu)于華金自花授粉，因此生產(chǎn)中需要根據(jù)主栽樹種來科學合理配置授粉樹。

4 結 論

4個供試品種的花器發(fā)育正常，具有足夠的花粉量和較高的花粉萌發(fā)率，盛花期相遇，具備互為授粉品種的基本條件。油茶授粉樹配置的主要目標在于提高產(chǎn)量，產(chǎn)量由坐果率、結實率、每個果實種子數(shù)和種粒重決定[13]。試驗結果篩選出供試品種適宜授粉組合方案為：華金是華碩的優(yōu)良授粉品種；華鑫和湘林XLC 15是華金的優(yōu)良授粉品種；湘林XLC 15和華碩是華鑫的優(yōu)良授粉品種；華鑫是湘林XLC 15的優(yōu)良授粉品種。