天然植物生長調(diào)節(jié)劑14-羥基蕓苔素甾醇在獼猴桃授粉中的應(yīng)用

李玉珠，王艷玲，吳 丹，楊艷芹，何 潔，夏麗娟，黃 瑾*

（1 成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司，成都 610000；2 四川省農(nóng)藥檢定所，成都 610000）

授粉是種子植物得以繁衍的重要過程，也是果樹結(jié)實的關(guān)鍵步驟?；ǚ凼侵参锏男叟渥芋w，經(jīng)各種媒介傳播到雌蕊柱頭上后萌發(fā)，花粉管伸長鉆入柱頭，進入子房到達胚珠后，前端破裂釋放出兩個精細(xì)胞，一個與胚珠中的卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，另外一個與中央細(xì)胞的極核形成受精極核，完成植物的雙受精過程[1]。獼猴桃是典型的功能性雌雄異株植物，其果實風(fēng)味獨特，富含維生素C、糖類、礦物質(zhì)等，是我國重要的果樹資源。主要分布在陜西、四川、湖北、貴州等地。獼猴桃花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂發(fā)生在雌雄花形態(tài)分化之后，由于基因型的不同，導(dǎo)致雌花花粉敗育，雄花子房退化，分別形成功能性的單性花[2]。其自然授粉受環(huán)境因素影響大，導(dǎo)致果實坐果率低，果實品質(zhì)不穩(wěn)定，難以達到商品化需求，嚴(yán)重影響果園經(jīng)濟效益[3]。因此在獼猴桃的實際生產(chǎn)過程中多采用人工方式輔助授粉，以提高獼猴桃坐果率和果實品質(zhì)。

蕓苔素甾醇（Brassinosteroids，BRs）是一類參與植物生長發(fā)育的甾醇類激素，在植物體內(nèi)各組織均有分布，但是在花粉中含量最多，可達到1～100 ng/g 鮮重，預(yù)示蕓苔素甾醇參與調(diào)控生殖發(fā)育過程[4]。研究發(fā)現(xiàn)，外源蕓苔素甾醇可促進甜番茄、擬南芥、水稻等多種植物花粉萌發(fā)，且可促進花粉管的伸長，表明蕓苔素甾醇在促進花藥發(fā)育及花粉成熟、促進花粉管伸長、提高授粉質(zhì)量中發(fā)揮積極作用[5～7]。其中14-羥基蕓苔素甾醇是一種結(jié)構(gòu)新穎的蕓苔素甾醇類激素，作為天然植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。

本研究針對四川省成都市蒲江縣的‘東紅’‘紅陽’‘金艷’獼猴桃，探索14-羥基蕓苔素甾醇在獼猴桃人工授粉中的應(yīng)用方式及其對獼猴桃坐果率和果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，14-羥基蕓苔素甾醇能夠明顯提高人工授粉方式下的獼猴桃坐果率，提升果實品質(zhì)，增強果實耐貯運性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗園位于四川省蒲江縣大興鎮(zhèn)爐坪村，供試品種為七八年生的‘紅陽’‘東紅’‘金艷’獼猴桃，管理水平中等，其中‘金艷’整體樹勢較弱。選擇樹冠大小及長勢基本一致的樹供試。

0.01%14-羥基蕓苔素甾醇可溶粉劑、0.007 5%14-羥基蕓苔素甾醇水劑，成都新朝陽作物科學(xué)股份有限公司提供。

吉農(nóng)JYEE NONG 獼猴桃花粉，成都陽山農(nóng)產(chǎn)品服務(wù)有限公司提供。放在-20℃冰箱保存，使用時放到4℃冰箱中復(fù)蘇48h，再常溫放置5～8h 后使用。

1.2 試驗設(shè)計與方法

2020年4—5月，在獼猴桃花開放2/3 以上時，選擇晴朗或無雨陰天進行授粉。為保證授粉質(zhì)量，先后進行3 次授粉。采用粉劑點授和液體噴霧兩種方式。

1.2.1 粉劑點授

在‘東紅’和‘紅陽’獼猴桃上采用粉劑授粉。兩品種均是從紅肉獼猴桃資源中選育出的紅心品種，因其稀有的果肉顏色和口感品質(zhì)，深受種植者和消費者喜愛，栽培面積迅速擴大，并不斷引種到全國各地。紅心獼猴桃對氣候要求較高，坐果率較其他品種低，產(chǎn)量不穩(wěn)定[8]。因此，本研究主要關(guān)注試驗處理對紅心獼猴桃坐果率的影響。

試驗處理 花粉與石松子按照1∶2 的比例（m/m）混合均勻后作為稀釋花粉備用（以下粉劑授粉試驗中如無特別說明均簡稱為花粉），將0.01%14-羥基蕓苔素甾醇可溶粉劑按照0.2∶10、1∶10、4∶10 和6∶10 的比例（m/m）與花粉混合均勻，以未添加14-羥基蕓苔素甾醇的花粉為對照，用點授器對雌花花柱進行點授。每處理3 株為1 個小區(qū)，3 次重復(fù)。

1.2.2 液體噴粉

在‘金艷’獼猴桃上采用液體授粉。該品種是由中科院武漢植物園以‘毛花’獼猴桃ב中華’獼猴桃雜交選育的黃肉獼猴桃，果肉呈黃色，坐果率高，產(chǎn)量大。但其果實品質(zhì)受授粉質(zhì)量影響大，容易造成黃心獼猴桃果實商品性下降[9,10]。因此，本研究主要關(guān)注試驗處理對黃心獼猴桃品質(zhì)的影響。

試驗處理 用0.1%瓊脂溶液將花粉配制成0.5%（m/v）花粉懸浮液，再以該花粉懸浮液將0.007 5%14-羥基蕓苔素甾醇水劑分別稀釋1 000、2 500、5 000 倍，配制成授粉液，以未添加14-羥基蕓苔素甾醇的花粉懸浮液為對照，對雌花花柱進行噴霧授粉。每處理3 株為1 個小區(qū)，3 次重復(fù)。

授粉前選取獼猴桃樹不同部位、長勢相近的結(jié)果枝條進行標(biāo)記，每株5 個枝條，記錄每個枝條上的花蕾數(shù)，生理落果后統(tǒng)計各枝條上的坐果數(shù)，計算坐果率。在果實采收時每個處理采摘50 個果實測定果實橫、縱徑，計算果型指數(shù)；測定單果重、硬度、維生素C、可滴定酸、可溶性固形物、干物質(zhì)和中微量元素含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 14-羥基蕓苔素甾醇輔助粉劑授粉對紅心獼猴桃坐果率的影響

由表1、表2 可以看出，傳統(tǒng)人工點授方式下‘東紅’和‘紅陽’獼猴桃坐果率僅為59.36%和70.48%，使用0.04 μmol/10 g 花粉14-羥基蕓苔素甾醇（藥劑花粉比例0.2∶10）對‘東紅’和‘紅陽’獼猴桃進行授粉，坐果率分別為78.54%和84.45%，依次比傳統(tǒng)方法提高19.18%和13.97%，其中對‘東紅’坐果率的提高達到顯著差異（P≤0.05）。

表1 14-羥基蕓苔素甾醇對‘東紅’獼猴桃坐果率的影響

表2 14-羥基蕓苔素甾醇對‘紅陽’獼猴桃坐果率的影響

2.2 14-羥基蕓苔素甾醇輔助液體授粉對黃心獼猴桃品質(zhì)的影響

從表3 可以看出，當(dāng)14-羥基蕓苔素甾醇用量為0.16 和0.06 μmol/L 時，果實硬度顯著增加，分別為49.62、46.91kg/cm2，依次比對照提高11.58%、5.49%，提升其耐貯運性。但在果型指數(shù)和單果重上無明顯差異。

表3 14-羥基蕓苔素甾醇對‘金艷’獼猴桃果實外在品質(zhì)的影響

獼猴桃的內(nèi)在品質(zhì)包括維生素C、可滴定酸、可溶性固形物、金屬元素等。從表4 可以看出，傳統(tǒng)液體授粉的‘金艷’獼猴桃果實中的維生素C 含量為101.54 mg/100 g；以14-羥基蕓苔素甾醇輔助進行人工液體授粉時可不同程度提高果實中維生素C 含量，其中當(dāng)14-羥基蕓苔素甾醇用量為0.16 和0.06 μmol/L時，果實中維生素C 含量顯著增加，分別為134.99、120.43 mg/100 g，依次比對照提升32.94%、18.60%（差異顯著）?？傻味ㄋ岷坑兴黾樱趟岜扔兴档?，雖然差異均不顯著。

表4 14-羥基蕓苔素甾醇對‘金艷’獼猴桃果實營養(yǎng)指標(biāo)的影響

獼猴桃中含有豐富的微量元素。本研究檢測結(jié)果如表5所示，采用0.16、0.06 μmol/L 14-羥基蕓苔素甾醇輔助‘金艷’獼猴桃液體授粉均可以顯著提高果實中鐵和鋅的含量（差異顯著），使果實中鐵含量提高至1.346 mg/kg 和1.79 mg/kg，分別為對照組鐵含量的9.9倍和13.2 倍；鋅含量提高至4.987mg/kg 和4.106mg/kg，分別為對照組鋅含量的2.1 倍和1.7 倍；鉬含量提高至0.041 和0.038 mg/kg，分別為對照組鉬含量的3.2 倍和2.9 倍，盡管差異不顯著。

表5 14-羥基蕓苔素甾醇對‘金艷’獼猴桃果實中微量元素含量的影響

3 小結(jié)與討論

獼猴桃雌雄異株且不吸引蟲媒的特性決定種植過程中必須通過人工授粉保障果實產(chǎn)量。人工授粉雖然比自然授粉坐果率有所提高，但是在授粉時間、天氣、次數(shù)等方面有較高的要求，如遇陰雨天氣，易造成授粉率低，導(dǎo)致獼猴桃減產(chǎn)。在本研究中，紅心獼猴桃花期遇到陰雨天氣，導(dǎo)致‘東紅’獼猴桃坐果率較低（傳統(tǒng)粉劑點授坐果率59.36±7.07%），但相同氣候條件下0.04 μmol/10 g花粉14-羥基蕓苔素甾醇施用使坐果率顯著提升19.18%和13.97%。已有研究表明，蕓苔素甾醇在植物抗逆境脅迫中發(fā)揮重要作用［11］，推測在環(huán)境脅迫條件下14-羥基蕓苔素甾醇能夠顯著提升坐果率，增加獼猴桃產(chǎn)量。

獼猴桃作為重要的鮮食水果，其外在形態(tài)和內(nèi)在品質(zhì)直接決定商品價值。李躍紅等對不同獼猴桃品種的品質(zhì)指標(biāo)進行主成分分析得出，單果重、果實橫徑和固酸比是反映獼猴桃的外觀品質(zhì)和風(fēng)味品質(zhì)的主要指標(biāo)，維生素C 是重要的營養(yǎng)價值指標(biāo)，F(xiàn)e、Zn、Mn 反映獼猴桃的微量金屬元素指標(biāo)［12］。維生素C 是人體必需的營養(yǎng)素，在人體內(nèi)氧化還原反應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用［8］。Fe 是人體造血合成血紅蛋白最重要的元素，Zn 是很多生物酶組成部分。本研究中0.16、0.06 μmol/L 14-羥基蕓苔素甾醇添加授粉結(jié)實的‘金艷’獼猴桃果實中維生素C、Fe、Zn、Mn 的含量都明顯高于對照，說明14-羥基蕓苔素甾醇輔助授粉可提升果實的營養(yǎng)價值。本研究中‘金艷’獼猴桃單果重、果型指數(shù)各處理無明顯變化，但同時采摘的0.16、0.06 μmol/L 14-羥基蕓苔素甾醇授粉果實硬度高于對照，顯著提升獼猴桃果實的耐貯運性，在貯藏和運輸過程中可減少損失［13］。

粉劑點授和液體噴授是兩種主要的獼猴桃人工授粉方式。粉劑點授是利用點授器蘸取花粉采用人工方式依次完成授粉，花粉用量多、費時費力。本文配制授粉液進行液體噴授，與傳統(tǒng)粉劑點授相比，在獼猴桃坐果率及品質(zhì)上并無明顯差異，但花粉用量僅為粉劑點授的25%左右，大大降低花粉用量，這與前人報道一致[3]。Asteggiano 等利用噴粉器和機掛噴霧器等機械設(shè)備授粉方法來進行液體授粉試驗，授粉效果表現(xiàn)較好［14］。因此，14-羥基蕓苔素甾醇輔助的液體噴授更有利于實現(xiàn)獼猴桃授粉機械化，提升工作效率，降低授粉成本的同時，提升獼猴桃產(chǎn)量、果實品質(zhì)和耐貯運性，可在獼猴桃種植業(yè)中大力推廣使用。