‘紅陽(yáng)’獼猴桃花粉直感效應(yīng)研究*

楊技超，韓振誠(chéng)，何茂梅，羅 充，李良良，李葦潔

（1 貴州省山地資源研究所，貴陽(yáng) 550001）（2 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）

我國(guó)獼猴桃栽培面積和產(chǎn)量均居世界第一，但是我國(guó)獼猴桃出口競(jìng)爭(zhēng)力亟待提升[1]，因此，改善果實(shí)品質(zhì)、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是獼猴桃生產(chǎn)上的核心問(wèn)題?！t陽(yáng)’獼猴桃是四川省選育出的世界上首個(gè)紅肉型獼猴桃品種，被列為“國(guó)家級(jí)品種保護(hù)資源”[2]，其果實(shí)無(wú)毛，成熟時(shí)橫切面上心皮之間的腹縫線呈紅色放射狀[3]，具有高糖、高維生素C、高黃酮和膳食纖維等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。通過(guò)研究‘紅陽(yáng)’獼猴桃的花粉直感效應(yīng)，選育出授粉后坐果率高、品質(zhì)好的優(yōu)良雄株，并投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用或其他研究，對(duì)篩選‘紅陽(yáng)’的最佳配套授粉樹(shù)具有指導(dǎo)意義，可為獼猴桃高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

花粉直感是指果樹(shù)在授粉之后，花粉直接影響當(dāng)年授粉雌株受精所形成的種子或果實(shí)，使其在果實(shí)性狀等方面發(fā)生變異的現(xiàn)象[6]。花粉直感在植物中普遍存在，無(wú)花果[7]、玉米[8]、蘋(píng)果[9-10]、板栗[11]、梨[12-13]、番茄[14]等均存在花粉直感現(xiàn)象，通過(guò)合理授粉可以提高大多數(shù)農(nóng)作物的產(chǎn)量[15]?；ǚ壑备凶畛跤蒅arfield 于1876 年首次在蘋(píng)果上發(fā)現(xiàn)[16]。獼猴桃花粉直感現(xiàn)象最早由陳慶紅等[17]在‘金魁’獼猴桃上發(fā)現(xiàn)，研究表明雄花花粉可以改善‘金魁’獼猴桃果形、提高可溶性固形物及維生素C 含量、增強(qiáng)耐貯性；齊秀娟等[18]研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃在坐果率、單果重、可溶性固形物含量，果實(shí)縱橫徑、果形指數(shù)及硬度等方面均表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)；肖藝等[19]認(rèn)為，不同品種授粉對(duì)‘湘吉’無(wú)籽獼猴桃的維生素C 含量影響顯著；李亮等[20]研究發(fā)現(xiàn)，‘華優(yōu)’獼猴桃坐果率、單果重、果形指數(shù)、硬度、種子千粒重、種子數(shù)、可溶性固形物及維生素C 含量等方面表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)，而在可滴定酸與干物質(zhì)含量、色度方面差異不明顯。

獼猴桃花粉直感現(xiàn)象十分明顯，目前生產(chǎn)上存在授粉樹(shù)配置混亂、花粉品質(zhì)不一[21]等問(wèn)題，嚴(yán)重影響果實(shí)品質(zhì)。‘紅陽(yáng)’作為國(guó)內(nèi)紅肉獼猴桃主栽品種，發(fā)展迅速。目前對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃花粉直感效應(yīng)的相關(guān)研究及報(bào)道較少，其次前人對(duì)獼猴桃花粉直感研究主要集中在坐果率和果實(shí)品質(zhì)方面，而缺乏對(duì)授粉樹(shù)性狀的研究。果實(shí)品質(zhì)不是選配授粉樹(shù)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)對(duì)授粉樹(shù)的花期、花粉性狀、花粉量等問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮。因此，本文研究不同授粉樹(shù)的花粉性狀差異，探討不同花粉對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃坐果率及果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為‘紅陽(yáng)’獼猴桃選配高效的授粉樹(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

雌株品種：‘紅陽(yáng)’，在貴州省獼猴桃主產(chǎn)區(qū)水城縣選取管理一致、樹(shù)勢(shì)健壯的6 年生結(jié)果樹(shù)作為試驗(yàn)材料。雄株品種：‘紅陽(yáng)’雄株、‘和雄1 號(hào)’（生產(chǎn)上常用的晚熟中華獼猴桃授粉樹(shù)）、‘陶木里’（‘布魯諾’雄株），以及貴州省山地資源研究所選育的5 個(gè)雄性優(yōu)良株系貴山M1、貴山M36、貴山M37、貴山M38、貴山M39。

以上品種（優(yōu)株）均種植于貴州省獼猴桃產(chǎn)學(xué)研基地，海拔1 080 m?！t陽(yáng)’‘和雄1 號(hào)’和貴山M37 屬于中華獼猴桃，其余屬于美味獼猴桃。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 物候期觀察

提前觀測(cè)試驗(yàn)需要的所有品種（優(yōu)株），從出現(xiàn)花蕾時(shí)開(kāi)始觀察，每天2 次，直到花期結(jié)束為止。每次觀察記錄花的開(kāi)放狀態(tài)和生理表現(xiàn)等。

1.2.2 花粉及果實(shí)的采收

大蕾期收集不同雄株無(wú)病害花蕾，剝出花藥于28 ℃恒溫箱散粉?；ǚ塾秒x心管保存在-20 ℃冰箱中備用。

在‘紅陽(yáng)’果實(shí)成熟期（干物質(zhì)含量≥16.5%、可溶性固形物含量≥6.5%），采收果實(shí)，室溫下存放至軟熟時(shí)測(cè)定果實(shí)（保留內(nèi)果皮）各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.3 授粉處理及坐果率統(tǒng)計(jì)

用不同花粉分別對(duì)‘紅陽(yáng)’授粉。授粉處理借鑒Seal 等[22]的方法，每個(gè)授粉組合選取3～5 株長(zhǎng)勢(shì)相近、管理一致、樹(shù)勢(shì)健壯的雌株，每株選取生長(zhǎng)方位、粗度相似的枝條，選取100 個(gè)未開(kāi)放的花苞進(jìn)行套袋，授粉前用離體培養(yǎng)法測(cè)定花粉活力，所有花粉的活力均≥50%，授粉時(shí)解開(kāi)袋子，授粉后立即套袋，標(biāo)簽和花一對(duì)一進(jìn)行掛牌。以‘紅陽(yáng)’雄株作為對(duì)‘紅陽(yáng)’雌株授粉的對(duì)照組，在獼猴桃園所有雄花開(kāi)放結(jié)束后去袋，花后20 d 統(tǒng)計(jì)坐果率。

1.2.4 各指標(biāo)的測(cè)定

花：隨機(jī)摘取8 個(gè)雄株即將開(kāi)放的花蕾，對(duì)單花花藥數(shù)、單花花藥重、單花重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每個(gè)處理20 朵花，重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值；花粉量參照葉正文等[23]和王藍(lán)青等[24]的方法，用血球計(jì)數(shù)板觀察；流式細(xì)胞儀檢測(cè)授粉雄株倍性（檢測(cè)儀器：流式細(xì)胞儀Partec CyFlow Space，試劑盒：Partec CyStain UV Precise P）；采用花粉離體培養(yǎng)法檢測(cè)各個(gè)雄株花粉活力，參照陳延惠等[25]以12%蔗糖＋0.01%硼酸配制培養(yǎng)基；用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)并統(tǒng)計(jì)花粉粒長(zhǎng)軸直徑。

果實(shí)：用游標(biāo)卡尺測(cè)量不同授粉處理下獼猴桃果實(shí)的縱橫徑，果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/橫徑；用電子天平稱量單果重；參照楊魯瓊等[26]的方法測(cè)定干物質(zhì)含量；采用液相色譜法[27]測(cè)定維生素C 含量；采用手持測(cè)糖儀測(cè)定可溶性固形物含量；采用NaOH滴定法[28]測(cè)定可滴定酸含量；采用蒽酮比色法[29]測(cè)定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)法[29]測(cè)定可溶性蛋白含量。

種子：待獼猴桃果實(shí)放至軟熟，用紗網(wǎng)過(guò)濾種子，用針尖去除雜質(zhì)，每個(gè)處理統(tǒng)計(jì)10 個(gè)果實(shí)的種子，計(jì)算平均值；每個(gè)處理統(tǒng)計(jì)10 組500 粒種子，用精度0.000 1 的電子天平稱重，計(jì)算平均值，結(jié)果×2 即為種子千粒重；將每個(gè)處理的種子于光學(xué)顯微鏡下觀察縱橫徑。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2010 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及圖表繪制，采用SPSS 21 進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同獼猴桃品種（優(yōu)株）的開(kāi)花期

將8 個(gè)雄株花期與‘紅陽(yáng)’雌株花期進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)除了‘紅陽(yáng)’雄株，僅有貴山M37 可以覆蓋‘紅陽(yáng)’雌株的花期（表1）。花期可以作為選擇授粉樹(shù)的標(biāo)準(zhǔn)之一，也應(yīng)結(jié)合雄株花粉性狀繼續(xù)篩選授粉樹(shù)。若雌雄花期不遇可以干燥冷藏花粉至雌株開(kāi)花后人工授粉。本研究對(duì)‘紅陽(yáng)’雄株、貴山M1、‘和雄1 號(hào)’做了花粉貯藏試驗(yàn)，花粉在-80 ℃干燥保存1 年后其活力在49.6%～70.1%，可達(dá)到獼猴桃生產(chǎn)需求，應(yīng)對(duì)雌雄花期不遇問(wèn)題。

表1 不同獼猴桃品種（優(yōu)株）的開(kāi)花期

2.2 不同授粉品種（優(yōu)株）的雄花性狀

如表2 所示，不同雄株的倍性、花冠直徑、花藥數(shù)、花藥重占比、花粉粒直徑及花粉量存在顯著差異。高倍體雄株表現(xiàn)出花藥數(shù)多、花冠直徑大、花粉粒大的特點(diǎn)，如貴山M37 花藥數(shù)僅35 粒，貴山M1 花藥數(shù)高達(dá)182 粒，貴山M38 的花粉粒直徑最大（32.28 μm）且花藥數(shù)較多（167 粒）。

表2 不同授粉品種（優(yōu)株）的雄花性狀

2.3 不同授粉品種（優(yōu)株）對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃坐果率的影響

由圖1 可知，不同品種（優(yōu)株）花粉對(duì)‘紅陽(yáng)’授粉后，其坐果率普遍較高（均大于50%），其中貴山M1 授粉后坐果率最高，為85%。這說(shuō)明‘紅陽(yáng)’獼猴桃坐果率較高，但是不同授粉處理之間還是存在一定差異。

圖1 不同授粉品種（優(yōu)株）對(duì)‘紅陽(yáng)’坐果率的影響

2.4 不同授粉品種（優(yōu)株）對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

從表3 可以看出，各授粉處理中，‘和雄1 號(hào)’、貴山M38、貴山M37、貴山M36 授粉處理的單果重與對(duì)照無(wú)顯著性差異，其余3 個(gè)授粉處理的單果重均顯著低于對(duì)照。除‘和雄1 號(hào)’授粉處理的單果種子數(shù)顯著大于對(duì)照外，其余授粉處理與對(duì)照無(wú)顯著性差異，‘和雄1 號(hào)’授粉后單果種子數(shù)達(dá)到560粒，且單果重最高。各授粉處理的種子千粒重差異顯著，最大值和最小值之間相差約3 倍。各授粉處理的種子縱橫徑存在顯著差異，均小于對(duì)照。不同授粉處理下，僅貴山M1 和貴山M38 處理的果形指數(shù)與對(duì)照具有顯著性差異，均顯著高于對(duì)照。綜合單果重分析認(rèn)為，貴山M38 授粉可以改善‘紅陽(yáng)’獼猴桃果形（果形指數(shù)提高0.075 9），且不影響著色。果皮茸毛受‘紅陽(yáng)’品種特性影響，未因授粉處理不同而發(fā)生改變（圖版1）。

表3 不同授粉品種（優(yōu)株）對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃種子和果實(shí)外觀品質(zhì)的影響

從表4 可以看出，在可溶性糖含量方面，貴山M38＞貴山M39＞貴山M36＞貴山M37＞11.5%，且均顯著高于對(duì)照。所有授粉處理的可滴定酸含量均顯著低于對(duì)照。在可溶性固形物含量方面，貴山M37＞貴山M36＞貴山M39＞貴山M1＞貴山M38＞16.0%，且均顯著高于對(duì)照。各授粉處理的維生素C 含量均顯著低于對(duì)照。貴山M37 授粉處理的可溶性蛋白含量顯著高于對(duì)照，其余授粉處理均顯著低于對(duì)照。在干物質(zhì)含量方面，僅貴山M39 顯著高于對(duì)照。

表4 不同授粉品種（優(yōu)株）對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.5 ‘紅陽(yáng)’綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

將不同授粉處理的單果種子數(shù)、種子縱橫徑及種子千粒重的隸屬函數(shù)值與對(duì)應(yīng)的單果重進(jìn)行相關(guān)性分析，單果種子數(shù)與單果重的相關(guān)系數(shù) r=0.18，相關(guān)性極弱；三者的平均隸屬函數(shù)值與單果重的相關(guān)系數(shù)r=0.63，呈中度相關(guān)。說(shuō)明單果重受種子重量、種子數(shù)、種子大小及其他因素的共同影響，例如貴山M1 授粉處理的單果重較小，種子數(shù)卻較多；不同授粉處理對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃果實(shí)品質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生影響，合適的花粉可以提高果實(shí)品質(zhì)，改善口感。

對(duì)單花花藥數(shù)、單花藥花粉量、單果重、可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、干物質(zhì)、坐果率進(jìn)行隸屬函數(shù)分析（表5），綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為貴山M38 較適合作為‘紅陽(yáng)’雌株的授粉樹(shù)，但花期不遇，可以考慮當(dāng)年進(jìn)行花粉制備貯藏，翌年進(jìn)行人工輔助授粉，果園內(nèi)授粉樹(shù)還是建議種植‘紅陽(yáng)’雄株。

表5 ‘紅陽(yáng)’綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 討論與結(jié)論

獼猴桃的花期較短，且花粉活力受溫度影響較大[30-31]，如遇低溫多雨，將影響花粉傳播和正常發(fā)育，進(jìn)而影響坐果率和產(chǎn)量[32]，所以選擇高效的花粉進(jìn)行人工輔助授粉對(duì)提高獼猴桃產(chǎn)量及品質(zhì)具有實(shí)際意義。本研究對(duì)8 種獼猴桃花粉進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同品種（優(yōu)株）間花藥數(shù)、花粉量、花冠直徑等差異顯著。葉正文等[23]研究表明，單花藥花粉量與品種特性、樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)及當(dāng)年氣候條件等有關(guān)，但與品種關(guān)系最為密切。吳振玲[33]認(rèn)為春季前期積溫的高低對(duì)花粉量有決定性的影響。本研究發(fā)現(xiàn)美味獼猴桃單花花藥數(shù)與花冠直徑顯著高于中華獼猴桃，該結(jié)果與齊秀娟等[34]研究結(jié)果一致。較多研究表明高倍體獼猴桃作為父本可以提高坐果率及果實(shí)品質(zhì)，因此，可通過(guò)授粉樹(shù)擇優(yōu)，建設(shè)專門的雄株園，進(jìn)行超低溫貯藏花粉，翌年使用，也可達(dá)到提高授粉效率的目的。

不同授粉處理對(duì)‘紅陽(yáng)’獼猴桃的果形指數(shù)、可溶性固形物含量、維生素C 含量均有影響，呈現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)，此結(jié)論與陳慶紅等[17]一致。其坐果率、單果重也有顯著性差異，此結(jié)論與齊秀娟等[18]一致?！t陽(yáng)’獼猴桃坐果率較高，研究認(rèn)為低倍體獼猴桃作為母本時(shí)更易受精，發(fā)育成果實(shí)[35]。不同授粉處理下可溶性糖含量、可滴定酸含量具有顯著性差異，此結(jié)論與肖藝等[19]、王國(guó)立等[36]一致。種子千粒重與種子數(shù)也表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)，此結(jié)論與李亮等[20]和Chen 等[37]一致，與卜范文等[38]不完全一致。此外，本研究發(fā)現(xiàn)果實(shí)的可溶性蛋白含量與種子縱橫徑也存在花粉直感效應(yīng)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同花粉處理的獼猴桃干物質(zhì)含量、可滴定酸含量有顯著性差異，這與李亮等[20]研究結(jié)果不完全一致。本試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)果皮茸毛存在花粉直感現(xiàn)象，與肖藝等[19]、王國(guó)立等[36]研究一致，與賈愛(ài)平[39]研究不一致。本研究發(fā)現(xiàn)‘紅陽(yáng)’獼猴桃單果重受種子數(shù)量、種子重量、種子大小及其他因素的共同影響，這與“授粉影響種子數(shù)量，進(jìn)而影響果實(shí)大小”[40]的說(shuō)法不完全一致。

‘紅陽(yáng)’獼猴桃在單果重、種子數(shù)、種子重量、種子大小、果形指數(shù)、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(zhì)含量方面均表現(xiàn)出明顯的花粉直感效應(yīng)，很難做到所有指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)秀。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)生產(chǎn)需要選擇授粉樹(shù)，例如在增大單果重方面，‘紅陽(yáng)’可以用‘和雄1 號(hào)’作授粉樹(shù)；在增加果實(shí)風(fēng)味口感上，‘紅陽(yáng)’可以用貴山M38 作授粉樹(shù)。有研究表明混合授粉能夠顯著提高植物種質(zhì)資源的遺傳多樣性[41]，能否采用獼猴桃花粉混合直接應(yīng)用到生產(chǎn)還有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

在本研究供試8 個(gè)雄株中，結(jié)合花期、花粉性狀及授粉后果實(shí)品質(zhì)等綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，‘紅陽(yáng)’雄株仍然適合作為‘紅陽(yáng)’雌株的配套授粉樹(shù)，也可以根據(jù)貯藏條件（-80 ℃干燥貯藏）及生產(chǎn)需要，以貴山M38 進(jìn)行人工授粉，用來(lái)提高果實(shí)含糖量、改善果形。