三個油橄欖品種花芽分化和果實發(fā)育過程觀測

牛二利，裴紅賓，丁 檢，朱申龍，*

(1.浙江省農業(yè)科學院 作物與核技術利用研究所，浙江 杭州 310021； 2.山西師范大學 生命科學學院，山西 臨汾 041000； 3.浙江省農業(yè)技術推廣中心，浙江 杭州 310021)

油橄欖(. L)為木犀科木犀欖屬小喬木，是世界著名的木本油料樹種。自公元前6000年在地中海東部開始栽培以來，目前在歐洲、亞洲、非洲、美洲和大洋洲均有分布，遍及南緯和北緯25°—45° 40多個國家和地區(qū)，其中，西班牙、意大利和希臘為主要栽培區(qū)。新鮮的油橄欖果實經過物理方法榨取的橄欖油，是當今唯一采用鮮果、冷榨即食的天然木本植物油，其單不飽和脂肪酸含量高達86.5%以上，并含有豐富的多酚、角鯊烯等抗氧化物質，具有降低膽固醇、預防心血管疾病、抗癌防癌等功效，是國際公認的高品質食用油，深受消費者青睞。

不同于地中海夏干型氣候、土壤中性偏堿的特點，中國南方多數引種區(qū)為夏雨型氣候，雨熱同步，且土壤多為酸性紅黃壤。實踐表明，除花芽分化過程外，同一品種在不同引種區(qū)果實的大小和含油率也呈現明顯區(qū)別，直接影響樹體的栽培管理和果實的適時采收等。浙江地處我國東南沿海長江三角洲南翼，周年溫度和光照等自然條件滿足油橄欖生長發(fā)育的需要，廣袤的山地和丘陵為發(fā)展油橄欖產業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間。經過多年的田間試驗，已篩選出豆果、柯基和尼Ⅰ等多個適宜酸性紅壤種植的良種。本研究以這3個品種為試驗材料，對其在1個生育周期內的生長發(fā)育狀況進行跟蹤調查，包括花芽分化、花期物候與果實發(fā)育等過程，了解油橄欖在立地環(huán)境條件下的生育規(guī)律，為有效開展油橄欖科學栽培管理提供依據，促進油橄欖的開花坐果和增產豐收。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗地概況

參試材料為3個油橄欖品種豆果(Arbequina)、柯基(Koroneiki)和尼Ⅰ(Nichiskii I)，均為初果期第3年樹，試驗地位于浙江省杭州市(118°21′-120°30′E，29°11′-30°33′N)，屬典型的夏雨型氣候，酸性土，肥力中等。

1.2 花芽分化顯微觀察

選擇各品種生長健壯、大小一致的植株，分11個時期(1月1日、1月15日、2月3日、2月18日、3月4日、3月19日、4月3日、4月10日、4月17日、4月24日和5月1日)對向陽面中上部枝條上生長飽滿的花芽(頂芽)進行取樣，并立即用50% FAA(50%乙醇450 mL+冰醋酸25 mL+40%甲醛25 mL)固定樣品，每個樣品取3～5個重復備用。

采用脫水機JJ-12J(武漢，俊杰電子)進行全封閉式脫水，JB-P5組織包埋機(武漢，俊杰電子)進行石蠟包埋，并借助RM2016切片機(上海，徠卡儀器)沿縱軸將樣品切割至厚度為4 μm的薄片。將切片依次放入二甲苯Ⅰ20 min、二甲苯Ⅱ20 min、無水乙醇Ⅰ10 min、無水乙醇Ⅱ10 min、95%乙醇5 min、90%乙醇5 min、80%乙醇5 min、70%乙醇5 min，最后用蒸餾水完成脫蠟。使用甲苯胺藍染液染色10 min、95%乙醇分化后吹干，中性樹膠封片后進行顯微鏡鏡檢、圖像采集分析。

1.3 花期物候的確定和花序調查

花期時長包含初花期、盛花期和終花期3個階段。按照全樹花開放的比例，第1朵花開放到全樹25%的花開放為初花期，25%～75%花開放為盛花期，75%以上的花開放為終花期，每個品種調查10株樹?；ㄐ虻恼{查選取生長健壯的枝條進行，要求花序數量不小于30個，對花序長度和每個花序的小花數量進行統(tǒng)計調查。

1.4 果實特征觀測

在果實生長發(fā)育期，分別于8月15日、8月29日、9月12日、9月26日、10月10日和10月24日共6個時期取每株樹向陽面枝條著生的果實，調查單果重、果實成熟度，并測定鮮果含油率。

各品種選取50個鮮果，取其平均值作為單果重。果實成熟指數按照果皮和果肉的著色面積和顏色分為不同等級，具體參照鄧明全等的方法。含油率的測定方法在索氏抽提法的基礎上稍作修改，具體為：將3～10個完整鮮果充分粉碎，稱取適量()后移至濾紙中，先置于60 ℃烘箱中24 h，后升至105 ℃烘至質量不變()；取另一濾紙將烘干后的樣品密封后置于索氏抽提器中，用無水乙醚回流提取12 h以上，并置于60 ℃烘2 h后升至105 ℃烘至恒重()。含油率(%)=(-)/×100。所有樣品均設3個生物學重復。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 13.0軟件對試驗數據進行整理和分析，其中顯著性分析采用單因素方差分析法(<0.01)進行。

2 結果與分析

2.1 油橄欖花芽分化過程

油橄欖花芽的形態(tài)分化源自上一年度已完成生理分化的新梢，集中在春季開始生長期。分期取樣觀察表明，開花當年1月1日至2月下旬，3個受試品種豆果、柯基和尼Ⅰ的花芽在本試驗地條件下尚處于未分化期(圖1、圖2、圖3)，此時芽體呈長卵形，較小?？v向截面顯微觀察顯示，芽體被苞葉包圍，向內包裹著頂端分生組織和腋生分生組織，頂端生長點較尖，由一對苞葉包裹。約3月上旬開始，頂端生長點開始膨大，逐步變寬，頂部由尖轉為圓弧形(圖1-E，圖2-E，圖3-E)，標志著花芽分化的開始。頂端生長點先形成3個突起，其中，中部的突起分化速度最快。突起首先分化出花萼和花蕾原基(圖1-F，圖2-F，圖3-F)，花蕾原基繼續(xù)分化出花冠和雄蕊(圖1-G，圖2-G，圖3-G)，在此期間，腋生分生組織、頂花的兩側突起也逐步擴大、分化。4月中旬開始，雄蕊逐步成熟，可見明顯的花藥，雌蕊開始分化(圖1H-1I，2H-2I，3H-3I)。4月下旬至5月初，花粉逐漸形成，雌蕊分化出明顯的柱頭、花柱、子房和胚珠(圖1J-1K，2J-2K，3J-3K)，花芽分化過程基本結束。

對比發(fā)現，3個品種花芽分化均起始于3月上旬，分化過程和持續(xù)時間基本一致，品種間差異較小，豆果雄蕊出現時間為3月19日(圖1-F)，而柯基和尼Ⅰ在3月19日僅分化出花萼(圖2-F，3-F)，雄蕊出現的時間介于3月19日～4月3日(圖1-G，圖2-G)，即豆果花芽分化前期進程略快于柯基和尼Ⅰ。

ap.m，頂端分生組織；ax.m，腋生分生組織；br，苞葉；sp，花萼；pt，花冠；st，雄蕊；pi，雌蕊；an，花藥；p，花粉；s，柱頭；sy，花柱；o，子房；ov，胚珠。標尺為500 μm。下同。

圖2 柯基花芽分化過程的顯微結構

圖3 尼Ⅰ花芽分化過程的顯微結構

2.2 油橄欖花芽特征

油橄欖的芽有葉芽和花芽之分，受樹齡和栽培條件等影響。例如樹體自身營養(yǎng)過旺的徒長枝由于C/N比例失衡通常發(fā)育為葉芽(圖4-A)，而枝葉生長健壯、芽體飽滿的芽則發(fā)育為花芽(圖4-B)。研究顯示，各品種花芽特征一致，以豆果頂部花芽為例，其包含1對腋芽和1個頂芽，頂芽先于腋芽發(fā)育，1個頂芽將來發(fā)育為3朵小花，腋芽分化為含1～5朵小花的側軸花序，芽軸分化為花序軸(圖4-C，4-D)。油橄欖為合瓣花，花開4瓣，花萼4片，雄蕊2個，子房上位(圖4-D)。

ap.b，頂芽；ax.b，腋芽。

2.3 花期物候與花序特征

受試品種均在5月上旬開花，其中，豆果和尼Ⅰ的初花期均為5月3日，而柯基初花期晚1 d，為5月4日。從初花期到終花期，豆果、柯基和尼Ⅰ的花期分別持續(xù)10、11、6 d(表1)，尼Ⅰ花期最短，柯基最長。

表1 油橄欖不同品種花期物候與花序特征

各品種花序長度和單個花序的小花數量變化幅度較大。豆果的花序長度介于0.4～4.2 cm，平均2.5 cm，單個花序小花數最少為4個，最多為29個，平均16.3個，其花序長度和單個花序的小花數變幅均最大；柯基花序長度為1.4～3.8 cm，平均2.9 cm，小花數最少為13個，最多為26個，平均17.9個；尼Ⅰ花序長度為1.4～4.0 cm，平均2.5 cm，小花數最少為9個，最多為22個，平均14.9個。

2.4 果實生長發(fā)育與油分積累特征

自5月初開花坐果后，幼果經過約180 d的生長發(fā)育，至10月下旬3個品種的果實進入成熟期(圖5-A)。8月15日即開花約100 d后，柯基、豆果和尼Ⅰ的單果重分別達0.48、0.69、1.76 g，平均為0.98 g，此時含油率分別為3.96%、5.20%和3.19%，平均為4.11%(圖5-B)。至10月24日即開花約180 d后，柯基的果皮轉紅，且著色面積>1/2，果實成熟指數達M4階段；而豆果和尼Ⅰ的果皮轉為黑色，果肉呈白色，果實成熟指數均已達M5階段；柯基、豆果和尼Ⅰ的單果重分別為0.77、1.15、3.40 g，平均為1.77 g，較8月15日增加81.66%；果實含油率分別為12.31%、14.31%和13.05%，平均為13.22%，較8月15日增加221.39%(圖5-B)。油橄欖果實的生長貫穿從開花至成熟的全過程，8月15日即開花后前100 d以果重的增長為主，而開花后100～180 d(8月15日～10月24日)則主要進行油分的積累，且在此期間3個品種都經歷了果實轉色期，尼Ⅰ品種的果色從9月26日開始由綠轉紅，為最先轉色的品種；而柯基直至10月10日才開始轉色，是轉色最晚的品種，豆果轉色期介于兩者之間(圖5-A)。

3個品種在各個發(fā)育階段的果實大小均存在顯著差異，均以尼Ⅰ最大，豆果次之，柯基最小(圖5-B)。但不同品種呈現不同的果重變化特征?？禄投构?個品種的果實生長存在兩快兩慢時期，即8月29日—9月12日、9月26日—10月24日兩個果重快速增長期和8月15日—8月29日、9月12日—9月26日兩個果重緩慢增長時期；而尼Ⅰ除8月15日—8月29日發(fā)育緩慢外，其余時期均呈快速增長趨勢。

S1～S6分別代表6個不同時期，即8月15日、8月29日、9月12日、9月26日、10月10日和10月24日。

果實含油率也隨其生育進程而逐步提高，但3個品種油分積累速率不盡相同?？禄?月29日—9月12日和9月26日—10月10日分別有2個平穩(wěn)期，其余時期的油分積累迅速；豆果在9月12日—9月26日增長緩慢；而尼Ⅰ的油分積累呈現前快后慢趨勢，9月12日前果實含油率保持持續(xù)快速增長，尤其是8月15日—9月12日增速較大(<0.01)，之后增速減緩。

3 結論與討論

油橄欖是地中海的典型樹種，經幾千年的自然選擇和人工馴化，形成了適宜地中海夏干型氣候和中性至偏堿土壤等環(huán)境條件生長的作物特性。花芽分化是油橄欖開花掛果的物質基礎，受遺傳和環(huán)境條件的共同影響，關系到新產區(qū)引種成敗和產業(yè)化生產前景。包括浙江省在內的我國南方多數地區(qū)夏季雨熱同步，土壤呈酸性，是制約油橄欖在我國進一步引種的兩個主要因素，國際上尚無相關耐逆品種的報道。本研究結果顯示，豆果、柯基和尼Ⅰ3個油橄欖品種均于3月上旬開始花芽分化，5月初開花。前期試驗中，3個品種也表現出幼樹期短、初果期產量高、含油率適中等優(yōu)良特性，表明浙江的氣候條件能夠滿足這3個品種花芽分化的要求，并實現開花掛果和出油，可作為油橄欖良種在適宜地區(qū)進行推廣種植。

對于油橄欖花芽分化國際上已有一些深入研究，建立了數個不同的基于地中海主產區(qū)氣候條件的預測模型。我國多個引種區(qū)的試驗結果表明，花芽分化存在明顯的地區(qū)差異。云南省永仁縣油橄欖花芽分化約始于1月下旬，3月中下旬進入初花期，是國內油橄欖花芽分化和開花最早的地區(qū)；四川省金堂縣不同品種于2月下旬至3月上旬開始分化，4月下旬至5月上旬開花；湖北省不同品種的花芽分化期介于2月20日(巴東)至3月20日(武昌)，5月上旬開花，與本研究結果基本一致，反映了緯度相近、周年氣候變化類似的長江流域油橄欖花芽分化與開花時間大致相似的事實。雖然云南永仁花芽分化開始時間與長江流域存在明顯差異，但從花芽開始分化至開花的時間兩地則大體一致，約為2個月，基本符合熱時模型理論。

3個受試油橄欖品種花期物候大體一致，花期吻合度較高，可以互為授粉品種進行搭配種植，這與前期的試驗結果完全一致。但果實發(fā)育進程存在品種間差異，從5月初開花掛果后，幼果經180 d的生長發(fā)育，到10月下旬豆果和尼Ⅰ果實的成熟度已達M5階段，即果皮為黑色，1/2果肉為紅色，而柯基的果皮雖為黑色，但果肉仍為白色，成熟度處于M4階段，表明柯基的成熟期較另兩個品種稍晚，因此豆果和尼Ⅰ兩品種若以柯基為授粉品種進行搭配種植，不僅能實現完美的花期相遇、提高坐果率，還能實現錯時收獲，避免單一品種種植時因成熟期過于集中造成的階段性勞動力不足和收獲不及時等問題。

3個品種果實生長和油分積累貫穿坐果初期至成熟的全過程，但在不同發(fā)育階段，果重的增加與油分的積累有快慢之別，且兩者并非完全同步(圖5)。各品種果重增加以開花后前100 d(5月上旬至8月中旬)為主，8月中旬單果重達成熟時單果重的55%，而油分的積累則主要集中在開花后100～180 d(從8月中旬至10月下旬)，該期間果實油分積累量占總量的69.89%；其中，柯基和尼Ⅰ單果重的增速與含油率增速呈顯著負相關趨勢，皮爾遜相關指數分別達0.98和0.86，即果實快速增重時油分的積累往往減速。果實含油量的高低因品種而異，也與栽培條件密切相關。Conde等研究指出，油分積累的多少取決于果實和葉片中碳水化合物的含量高低，即在植株的生長發(fā)育過程中，應加強肥水管理，確保樹體處于良好的營養(yǎng)水平以促進果實生長，為油分積累提供物質和能量基礎。需要指出的是，在果實膨大和油分積累前期，我國南方大部分地區(qū)正處于梅雨季節(jié)，階段性降雨量大、雨日多，因此，田間管理要特別預防因長時間降雨積水造成的樹勢衰弱和落果落葉。

綜上所述，本研究對油橄欖在酸性土壤、夏雨型氣候環(huán)境的花芽分化、果實發(fā)育等過程進行觀測，3個適生良種豆果、柯基和尼Ⅰ均于3月上旬完成花芽分化，5月初進入開花期，花期持續(xù)6～11 d，花序長度和小花數量差異明顯；開花后前100 d主要為果實的膨大、增重期，開花后100～180 d主要完成油分的積累；果實轉色早晚依次是尼Ⅰ、豆果、柯基，與各階段單果重由大到小保持一致，截至10月24日，含油率從高到低為豆果、尼Ⅰ、柯基。