西番蓮自交和異交的花粉管熒光顯微觀察及授粉親和性分析

田青蘭　吳艷艷　張英俊　劉潔云　黃偉華　溫放　韋毅剛　牟海飛

關(guān)鍵詞：西番蓮；自交；異交；授粉親和性；花粉管

中圖分類號：S667.9 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-9980（2023）01-0098-13

西番蓮（Passiflora edulis）又名百香果、雞蛋果等，是西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflo-ra L.）藤本植物，也是中國南方重要的特色果樹，可用作鮮食、加工或觀賞綠化。西番蓮栽培食用品種主要有紫色果和黃色果2種類型，紫色果的自交親和性普遍優(yōu)于黃色果，由于西番蓮自交不親和性的存在，有些黃色果品種自然授粉無法坐果或坐果率低，需要匹配異交親和性高的授粉樹，輔助人工授粉，提高生產(chǎn)成本。此外，自交和異交不親和性阻礙了雜交育種獲得純合和雜合后代。授粉與坐果、結(jié)實密切相關(guān)，植物的授粉受精需要經(jīng)歷花粉與柱頭的識別、花粉管與花柱的識別、雌雄配子之間的識別階段，其中任何過程受到阻礙，都會導(dǎo)致授粉受精不良。因此，探明西番蓮自交和異交授粉過程對提高西番蓮坐果率和雜交育種效率均具有重要意義。

在親和互作中，花粉管通過柱頭向子房生長?；ǚ鄹街谥^上后進行水合和萌發(fā)，長出花粉管，花粉管穿透柱頭，并通過花柱引導(dǎo)組織生長，而后花粉管進入子房腔并沿子房內(nèi)壁生長，進行珠孔受精，花粉管由珠孔進入胚囊。每條花粉管都有兩個精子細胞，其中一個與卵細胞融合，形成受精卵，發(fā)育成胚；另一個與中央細胞的兩個極核融合，形成受精極核，發(fā)育成三倍體胚乳。由于自交不親和性的存在，西番蓮高度依賴異花授粉結(jié)實，這種異花雜交的機制促進了物種內(nèi)的遺傳變異。植物常見的自交不親和主要有幾種表現(xiàn)：花粉在柱頭上不能萌發(fā)；花粉可以萌發(fā)但無法穿透柱頭；花粉管能穿透柱頭，但在花柱內(nèi)生長受到抑制；花粉管能進入子房，但不能進入胚珠形成受精卵。前兩者屬于孢子體不親和，后兩者屬于配子體不親和。目前，關(guān)于國內(nèi)西番蓮栽培品種授粉受精過程的研究鮮見報道，多集中在花粉萌發(fā)條件的研究上。鑒于目前國內(nèi)西番蓮栽培品種多而雜，但公知公用和種植面積較大的品種較少，目前獲得新品種保護的品種數(shù)量稀少，其中尚未有廣泛推廣的主栽品種，故筆者在本研究中選取了自交親和性差異較大的5個西番蓮品種（系）作為試驗材料，包含了紫色果主栽品種臺農(nóng)1號和紫色果及黃色果（中果型和大果型）品系。試驗結(jié)合西番蓮雌蕊解剖結(jié)構(gòu)及花粉管的熒光顯微觀察，對供試材料組成的4個自交授粉組合和6個異交授粉組合的花粉萌發(fā)時間、花粉管數(shù)量及花粉管生長速度進行觀察，并結(jié)合田間坐果率，以明確各個組合授粉親和性的強弱、親和及不親和組合花粉萌發(fā)和花粉管生長差異、不親和發(fā)生部位及特征，為西番蓮授粉及雜交育種提供參考。

1材料和方法

1.1試驗點及供試品種

試驗于2021年11月中旬在廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)石埠街道辦美麗南方示范園區(qū)（108°09′E，22°46′N）進行。授粉當(dāng)天和次日最高溫度分別為34.9℃、29.1℃，平均溫度分別為19.2℃、19.9℃，授粉當(dāng)天夜間最低溫度17.0℃，天氣晴朗。供試品種共5個，包括臺農(nóng)1號（簡稱TN，中果型，紫色果皮）和自主選育西番蓮品系4個，均為在黃色果和紫色果雜交后代中選育的品系，分別為H6（大果型，黃色果皮）、MB（中果型，黃色果皮）、H2（中果型，黃色果皮）、ZS（中果型，紫色果皮）；供試品種的花和果實性狀參見圖1，對試驗地植株統(tǒng)一進行常規(guī)水肥管理。

1.2試驗設(shè)計

試驗共設(shè)計4個自交授粉組合和6個異交授粉組合，觀察其授粉后花粉萌發(fā)和花粉管生長的情況，詳見表1。

1.3測定項目與方法

1.3.1授粉 （1）自交：挑選當(dāng)天會開放的成熟花蕾，在上午還未開花前進行套袋，待開花后揭開袋子，用干凈的毛刷蘸上同一朵花的花粉進行點授，在硫酸紙袋上標(biāo)記自交品種和具體的授粉時間，然后立即套袋。（2）異交：挑選當(dāng)天會開放的成熟花蕾，在上午還未散粉前對母本去雄，剪除雄蕊（花藥），然后套袋。父本花粉收集：挑選當(dāng)天會開放的成熟花蕾，在上午還未開花前進行套袋，待散粉后收集用于異交的父本植株花粉。對母本進行授粉，在硫酸紙袋上標(biāo)記父母本和具體的授粉時間，然后立即套袋。

1.3.2熒光顯微觀察 分別采集授粉后0.5、1、2、4、6、8、18、24 h的花朵，每個授粉組合的每個時段各采集4朵花。將花瓣、副花冠花絲、萼片、苞片去掉，留下雌蕊，放入裝有FAA固定液的50 mL離心管中固定24 h，置于4℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｃ總€授粉組合在每個時段分別選取3組雌蕊制作壓片，其中每組雌蕊保留1個柱頭和1個子房用于觀測。先用蒸餾水洗去殘余固定液，加入3 mol·L^-1NaOH于60℃水浴鍋中軟化約1.5 h，用蒸餾水洗去殘余的NaOH。將苯胺藍溶于0.1 mol·L^-1K₃PO₄溶液中配制成0.1%苯胺藍染液，置于黑暗處染色3h。將花柱對半縱切，分別將柱頭外露面和花柱切面置于載玻片上，滴加甘油，加蓋玻片，施力將花柱壓平，以便觀察到柱頭表面花粉粒萌發(fā)情況和柱頭及花柱引導(dǎo)組織中花粉管的伸長情況；將子房從中部縱切，再切取薄片置于載玻片上壓片；用奧特光學(xué)BK-FL熒光顯微鏡觀察花粉行為并拍照，統(tǒng)計柱頭上萌發(fā)的花粉管數(shù)量、進入柱頭引導(dǎo)組織的花粉管數(shù)量、到達花柱中部的花粉管數(shù)量、進入子房的花粉管數(shù)量，每個授粉組合的各取樣時段分別觀察3組數(shù)據(jù)；用Adobe PhotoshopCC軟件對圖片進行處理和排版。

1.3.3石蠟切片制作及觀察 取1.3.2中固定好的MB自交授粉后18 h和24 h的雌蕊樣品經(jīng)脫水浸蠟、包埋、切片（厚度4μm）、脫蠟、番紅一固綠染色、透明封片制作石蠟切片，將切片分別放于奧特光學(xué)BK-FL顯微鏡和奧林巴斯S261解剖鏡下觀察雌蕊的解剖形態(tài)，拍照。

1.3.4坐果率調(diào)查 于2020年9—10月調(diào)查H6xMB、H6×TN、MB×H6、MB×TN共4個異交組合的坐果情況。授粉步驟同1.3.1，套袋后20 d調(diào)查坐果數(shù)、坐果失敗數(shù)和落果數(shù)，計算坐果率和落果率。授粉數(shù)=坐果數(shù)+坐果失敗數(shù)+落果數(shù)，坐果率／%=（坐果數(shù)／授粉數(shù)）×100，落果率（%）=（落果數(shù)／授粉數(shù)）×100。

2結(jié)果與分析

2.1西番蓮雌蕊的解剖結(jié)構(gòu)

西番蓮雌蕊由柱頭、花柱和子房構(gòu)成。由圖1可知，西番蓮的花柱有3個分支，其頂端各連接一個柱頭，花柱底端連接子房。對授粉后18～24 h的西番蓮雌蕊進行顯微觀察，由圖2可以看出，柱頭上密布乳突結(jié)構(gòu)，柱頭乳突長度為90～130μm，呈多細胞緊密排列（圖2-A）；從柱頭乳突的橫截面可觀察到中部空腔，為花粉管穿過乳突中央細胞間隙后花粉管所在的位置（圖2-B）。與柱頭乳突連接的是柱頭引導(dǎo)組織，再往下是實心花柱，引導(dǎo)組織從柱頭延伸至花柱（圖2-C）。柱頭橫截面可觀察到乳突與引導(dǎo)組織的連接（圖2-F），柱頭縱切面可見引導(dǎo)組織呈漏斗狀（圖2-G）。引導(dǎo)組織一直延伸至花柱基部（圖2-C～E），并連接子房。子房內(nèi)可見上百枚倒生胚珠（圖2-H～I），胚珠呈梨形，珠孔在珠柄基部一側(cè)，胚囊呈長橢圓形，胚囊外覆蓋珠被（圖2-1）。

2.2 4個西番蓮自交授粉組合的花粉管熒光顯微觀察及自交親和性比較

苯胺藍染液可與花粉管生長過程中的胼胝質(zhì)結(jié)合，在紫外光的激發(fā)下花粉管壁和胼胝質(zhì)發(fā)出特定的黃綠色熒光。通過對4個不同自交授粉組合的觀察，發(fā)現(xiàn)其自交親和性有較大差異。其中，MB自交授粉后0.5 h未見花粉粒附著或萌發(fā)，可見少量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積；授粉后th少量花粉萌發(fā)出花粉管（圖3-A1）；授粉后2h花粉管伸長，穿過柱頭乳突，但未進入引導(dǎo)組織；授粉后4h少量花粉管進入引導(dǎo)組織（圖3-B1）；授粉后6h大量花粉管穿過引導(dǎo)組織，集中進入花柱上端（圖3-C1）；授粉后8h花粉管到達花柱2/5處；授粉后18 h花粉管到達花柱3/5處（圖3-D1），但未見花粉管進入子房；授粉后24h花粉管到達花柱基部，可見大量花粉管進入子房（圖3-E1），觀察到花粉管進入胚珠（圖3-F1）。

H6自交授粉后0.5 h柱頭可見零星花粉粒附著，幾?；ǚ坶_始萌發(fā)；授粉后th可見零星幾?；ǚ鄹街^，剛開始萌發(fā)，可見柱頭乳突點狀胼胝質(zhì)堆積；授粉2h后可見少數(shù)花粉附著并萌發(fā)出花粉管（圖3-A2）；授粉后4h可見花粉萌發(fā)數(shù)量增多，但花粉管仍然較短，可見花粉管進入柱頭乳突（圖3-B2）；授粉后6h可見部分花粉粒附著在柱頭上，花粉管未繼續(xù)伸長，花粉管底部出現(xiàn)膨大畸形（圖3-C2）；授粉后8h可見大量花粉附著柱頭萌發(fā)，但花粉管較短，未繼續(xù)伸長，花粉管底部變粗，無法繼續(xù)穿透柱頭乳突（圖3-D2）；授粉后18 h可見大量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積，僅見零星花粉粒附著柱頭；授粉后24h少量花粉粒附著柱頭，花粉管較短且未伸長，可見柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積（圖3-E2），同時引導(dǎo)組織未見花粉管進入（圖3-F2）。

此外，TN授粉后0.5 h柱頭已有少數(shù)花粉萌發(fā)出花粉管，并進入柱頭乳突；授粉后1h柱頭可見大量花粉萌發(fā)，花粉管已伸入引導(dǎo)組織；授粉后8h大量花粉管通過花柱基部，少量花粉管到達子房，但未觀察到進入胚珠；授粉后18 h大量花粉管進入子房，少數(shù)花粉管進入胚珠；授粉后24 h可見大量花粉管進入胚珠。H2自交授粉后th大量花粉萌發(fā)，花粉管進入柱頭乳突；授粉后8h花粉管到達花柱1/2處；授粉后18 h大量花粉管到達花柱基部，少量或零星花粉管到達子房；授粉后24 h部分花粉管到達子房，可見花粉管進入胚珠。

結(jié)合表2和表3分析可知，4個自交授粉組合花粉與雌蕊的相互作用表現(xiàn)出較大差異，其中，TN、H2、MB自交授粉后，其花粉均能萌發(fā)并穿過柱頭到達子房，進入胚珠；而H6自交授粉后花粉可以萌發(fā)，但花粉管不能正常伸長，而是出現(xiàn)末端膨大畸形，最終停留在柱頭乳突中。對4個自交組合授粉后8、18、24 h的授粉親和性指數(shù)平均值進行統(tǒng)計，由表3可以看出TN自交親和性指數(shù)為1.25，而H6自交親和性指數(shù)僅為0.03，4個西番蓮品種（系）的自交親和性排序為：TN>H2>MB>H6。

2.3西番蓮6個異交授粉組合的花粉管熒光顯微觀察及異交親和性比較

通過以H6、MB、ZS為母本，分別設(shè)置2個父本，比較不同異交授粉組合的親和性，熒光顯微觀察結(jié)果如下：

2.3.1 H6為母本的異交組合 H6×MB異交組合授粉后4h花粉已萌發(fā)但花粉管較短（圖4-A3）；授粉后6h柱頭引導(dǎo)組織可見花粉管，花粉管進入花柱上端（圖4-B3）；授粉后8h少量花粉管到達花柱中部位置；授粉后18 h大量花粉管到達花柱基部（圖4-D3）；授粉后24 h大量花粉管進入子房（圖4-E3），可見花粉管進入胚珠（圖4-F3），同時柱頭乳突有大量胼胝質(zhì)堆積。H6×TN異交組合授粉后2h未見花粉萌發(fā)（圖4-A4）；授粉后6h可見少數(shù)或幾?；ǚ鄹街^，有少量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積（圖4-B4）；授粉后8h柱頭可見少量花粉萌發(fā)，但花粉管較短（圖4-C4）；授粉后18 h有少數(shù)花粉粒附著在柱頭上，但未能伸長，同時可見大量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積（圖4-D4）；授粉后24 h柱頭可見少量花粉附著在柱頭上，花粉管仍然無法伸長（圖4-F4），且柱頭乳突出現(xiàn)大面積胼胝質(zhì)堆積（圖4-E4）。

結(jié)合自交授粉親和性的結(jié)論和表2可知，西番蓮異交授粉的過程中，花粉和雌蕊的相互作用與自交授粉類似，具有異交親和性的組合花粉管萌發(fā)后最終能進入子房和胚珠，而不具有異交親和性的組合花粉能萌發(fā)但隨后花粉管不能正常伸長，相比于正常的花粉管（圖5-A5），其出現(xiàn)末端膨大變粗的畸形形態(tài)，最終只能停留在柱頭乳突中，不能穿透柱頭（圖5-B5）。此外，由表3可知，H6×MB和H6×TN的授粉親和性指數(shù)分別為0.45和0.01，故以H6為母本的異交組合的親和性，MB作為父本優(yōu)于TN。

2.3.2 MB為母本的異交組合 以MB為母本的異交組合中，MB×H6在授粉后4h柱頭可見少量花粉粒附著并萌發(fā)，柱頭乳突胼胝質(zhì)熒光面積加大；授粉后18 h部分花粉管到達花柱中部，少數(shù)花粉管到達花柱基部；授粉后24 h大量花粉管到達花柱基部，進入胚珠。而MB×TN異交組合授粉后4h柱頭仍未見花粉粒萌發(fā)，可見少部分柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積；授粉后6h柱頭可見零星花粉粒附著并萌發(fā)，柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積增多；授粉后18 h花粉萌發(fā)數(shù)量增多，花粉管集中到達花柱1/3處，少數(shù)花粉管到達花柱中部；授粉后24 h部分花粉管到達花柱基部，但還未進入子房。故MB×H6的花粉萌發(fā)數(shù)量和速度、花粉管生長速度均優(yōu)于MB×TN，且授粉親和性指數(shù)為MB×H6（0.30>MB×TN（0.07），故MB×H6異交親和性優(yōu)于MB×TN。

2.3.3 ZS為母本的異交組合 ZS×MB組合授粉后4h可見大量花粉萌發(fā)，花粉管穿過柱頭乳突進入引導(dǎo)組織；授粉后8h花粉管到達花柱2/3處；授粉后1～8 h均可見部分柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積；授粉后18 h大量花粉管已到達花柱基部并進入子房，部分花粉管進入胚珠；同時授粉后18～24 h可見大量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積。ZS×H6組合授粉后6h可見部分花粉萌發(fā)，花粉管伸長進入花柱上部；授粉后8h可見花粉管到達花柱中部位置；授粉后1～8 h未見明顯的柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積；授粉后18 h大量花粉管到達子房，花粉管進入胚珠，可見大量柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積；授粉后24h大部分胚珠已受精，同時柱頭乳突胼胝質(zhì)熒光覆蓋90%以上。此外，由表3可知授粉親和性指數(shù)ZS×MB（1.12>ZS×H6（0.86），故前者異交親和性優(yōu)于后者，同時，ZS×MB和ZS×H6也是6個異交組合中授粉親和性指數(shù)最高的兩個組合。

2.4不同授粉親和性組合的柱頭乳突和花粉管胼胝質(zhì)積累特性

筆者在自交和異交多個組合中發(fā)現(xiàn)柱頭乳突出現(xiàn)不同程度的胼胝質(zhì)堆積現(xiàn)象（圖5-C5），其中，H6自交和H6×TN異交不親和組合在授粉后24 h柱頭乳突均可見大量胼胝質(zhì)堆積，而TN自交、H2自交2個自交親和性最強的組合均未觀察到明顯的柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積，此外，H6×MB、ZS×MB、ZS×H6異交授粉組合雖然也有花粉管到達子房進入胚珠，但進入子房的花粉管數(shù)量和授粉親和性均低于TN自交和H2自交，且其柱頭上能觀察到大量乳突細胞胼胝質(zhì)堆積。故推測乳突細胞的胼胝質(zhì)堆積可能與授粉親和性有一定關(guān)系，表現(xiàn)出乳突細胞胼胝質(zhì)堆積量隨著親和性的減弱而增加。除了柱頭乳突的胼胝質(zhì)堆積，筆者也發(fā)現(xiàn)花粉管的伸長伴隨著胼胝質(zhì)的積累，在具有親和性組合的花粉管中形成近等距離的胼胝質(zhì)塞（圖5-D5）。

2.5西番蓮4個異交授粉組合的坐果率

前期對H6和MB為母本的4個西番蓮異交授粉組合的坐果率調(diào)查結(jié)果（表4）顯示，異交授粉后部分子房可正常膨大并收獲果實，而部分子房雖然也出現(xiàn)膨大，但在授粉后2～3周提前出現(xiàn)落果現(xiàn)象，未能成功坐果。H6為母本的異交組合中，H6×MB異交坐果率遠高于H6 ×TN，其中H6×TN坐果率為0，與花粉管熒光顯微觀察的結(jié)果一致，證實該組合為異交不親和。MB為母本的異交組合中，MB×H6的坐果率高于MB×TN，但同時分別有18.90%和28.57%的落果率。MB×TN異交組合的熒光顯微觀察顯示其花粉管萌發(fā)數(shù)量較少、花粉管生長速度較慢，授粉后24 h花粉管到達花柱基部但未進入子房，授粉親和性指數(shù)較低，這與坐果率的結(jié)果不一致，可能是由于坐果率調(diào)查時間為10月中旬而花粉管熒光顯微觀察時間為11月中旬，溫度和光照條件相差較大，對TN花粉管的萌發(fā)和生長有影響。此外，對比H6和MB正交和反交的坐果率可知，H6×MB坐果率（60.0%）較MB×H6（37.5%）高出60%，MB×H6落果率較高；同時熒光顯微觀察的授粉親和性指數(shù)H6×MB （0.45）較MB×H6 （0.30）高出50%，故二者均可證實H6xMB異交親和性高于MB×H6。

3討論

授粉受精需要經(jīng)歷3個層次的識別：花粉與柱頭、花粉管與花柱、雌雄配子之間。石蠟切片及熒光顯微觀察均顯示，在具有親和性的西番蓮自交和異交組合中，花粉粒附著在柱頭后，萌發(fā)出花粉管，花粉管是從柱頭乳突細胞間隙穿過進入柱頭的，而非從柱頭乳突之間穿過，乳突橫截面可觀察到花粉管通過乳突中央留下的空腔，與Madureira等的觀察結(jié)果一致。之后花粉管穿過柱頭乳突進入柱頭和花柱引導(dǎo)組織，進入子房和胚珠，完成受精。但在相同的環(huán)境條件下，不同授粉組合的花粉萌發(fā)數(shù)量、開始萌發(fā)時間、花粉管生長速度存在差異。快者在授粉后0.5 h花粉已萌發(fā)出花粉管，如TN自交和H2自交組合；慢者則在授粉后4h才觀察到花粉萌發(fā)，且花粉數(shù)量較少，如MB×H6異交組合。而花粉管的生長速度快者如TN自交組合在授粉后8h已有少量花粉管到達子房，而慢者如MB自交、MB×H6等異交組合在授粉后24 h才觀察到花粉管進入子房。大部分授粉組合花粉管在授粉后18 h或24 h進入子房和胚珠，這與Ishihata和Ho等的報道一致，但也有7h和12h的報道。因此，可以依據(jù)不同組合的花粉萌發(fā)和花粉管生長速度鑒定其親和性強弱，筆者在本研究中依據(jù)上述指標(biāo)計算了授粉親和性指數(shù)從而量化授粉親和性，但前提是在相同環(huán)境下比較，因為環(huán)境因素如溫度、光周期和空氣相對濕度會影響花粉萌發(fā)和花粉管的生長。

自交不親和性（Self-incompatibility，SI）是被子植物阻止自交的一種遺傳機制，SI在自然界中非常常見。自交不親和的過程使雌性生殖細胞能夠區(qū)分遺傳相關(guān)（不親和）和遺傳無關(guān)（親和）的花粉，并明確拒絕不親和花粉。自交不親和過程是由具復(fù)等位基因的單基因位點——S位點（S-locus）控制的。SI根據(jù)花粉粒表達的S等位基因的數(shù)量分為孢子體自交不親和（sporophytic self-incompatibili-ty，SSI）和配子體自交不親和（gametophytic self-in-compatibility，GSI）兩種類型。SSI的抑制發(fā)生在柱頭上，而GSI的抑制發(fā)生在花柱中。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，H6自交不親和的表現(xiàn)為花粉?？梢愿街谥^上并萌發(fā)出花粉管，但花粉管出現(xiàn)末端膨大變粗的畸形形態(tài)，僅停留在柱頭乳突中，不能穿透柱頭；這種不親和的特征表現(xiàn)為孢子體不親和類型。Suassuna等對西番蓮屬植物SI的研究也支持了孢子體同態(tài)不親和假說。有研究認為在西番蓮的SI系統(tǒng)中，不親和花粉粒的排斥以花粉和花粉管的劇烈結(jié)構(gòu)變化為特征，如不親和的花粉粒外壁紋飾改變和花粉管的膜系統(tǒng)受損。此外，有研究表明，成熟柱頭發(fā)出的信號是西番蓮自交不親和反應(yīng)的原因，認為花前24 h的柱頭不能區(qū)分親和和不親和花粉粒，還需進一步研究。

胼胝質(zhì)是一種β-1，3-葡聚糖，普遍存在于高等植物中，多見于細胞壁，在植物生長發(fā)育中起著重要的調(diào)節(jié)作用。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，西番蓮自交和異交多個組合中柱頭乳突均出現(xiàn)不同程度的胼胝質(zhì)堆積，且乳突細胞胼胝質(zhì)堆積量隨著親和性的減弱而增加；可能與乳突細胞的胼胝質(zhì)堆積會阻礙花粉萌發(fā)和花粉管向下伸長有關(guān)。此外，筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)具親和性組合的花粉管伴隨近等距離的胼胝質(zhì)塞積累。前人研究認為親和的花粉管伴有規(guī)則的胼胝質(zhì)堆積，而不親和的花粉管被不規(guī)則的胼胝質(zhì)堆積所封閉，無法正常生長，故筆者在本研究中觀察到的花粉管伴有胼胝質(zhì)堆積為正?，F(xiàn)象。

坐果率是反映親和性強弱的重要指標(biāo)，筆者前期對4個西番蓮品種（系）坐果率的調(diào)查結(jié)果顯示，H6×TN坐果率為0，與花粉管熒光顯微觀察的結(jié)果一致，即H6×TN為異交不親和組合；而對H6田間的觀察也表明其不能自然坐果，為自交不親和品系。此外，MB×TN異交組合雖然熒光顯微觀察下其在11月中旬花粉管生長速度較慢，但該組合10月中旬坐果率可達41.23%，故親和性組合的授粉親和性強弱可能受季節(jié)和環(huán)境條件變化以及花粉活力和柱頭可授性的影響，而不親和組合在環(huán)境改變時仍不具親和性。筆者在試驗中還發(fā)現(xiàn)部分異交組合授粉后，其中一部分子房在授粉后2～3周出現(xiàn)生長停滯和大量落果現(xiàn)象。在其他果樹如榆葉梅、甜櫻桃、棗中均發(fā)現(xiàn)有類似現(xiàn)象，并推測子房生長停滯和落果可能是由胚胎發(fā)育不良、受阻導(dǎo)致胚胎敗育引起的。此外，供試西番蓮品系正交和反交的親和性和落果率存在差異，如H6作為母本，MB作為父本時異交組合的親和性較高且落果率低，反之則親和性降低、落果率升高；說明親本的選擇與異交組合的授粉親和性和坐果有關(guān)。這種現(xiàn)象在遠緣雜交中較為普遍，如李和桃作為親本時正反交親和性差異較大，可能與單側(cè)種間不親和性有關(guān)。

在實際應(yīng)用中，供試材料中黃色果皮的品系中H2的自交親和性較好，MB其次，必要時也可補充人工授粉；黃色果皮大果型的H6為自交不親和品系，需要配置異交親和性較高的授粉樹，MB可作為其授粉樹的選擇之一；臺農(nóng)1號雖然自交親和性較強，但其不宜作為部分黃色果皮品種（系）的授粉樹。由于西番蓮屬于孢子體不親和類型，在雜交育種中，需要克服材料自身的SI和材料間的異交不親和性，如本研究中的H6自交和H6×TN異交組合，以獲得純合和雜合后代，由于不親和反應(yīng)部位在柱頭，可嘗試切柱等方法，并進一步研究花粉與柱頭的交互作用及授粉后的胚胎發(fā)育。

4結(jié)論

具親和性的西番蓮自交和異交組合于授粉后18～24h花粉管進入胚珠，而不親和組合的花粉管出現(xiàn)末端膨大變粗畸形形態(tài)，無法穿過柱頭乳突，屬于孢子體不親和類型，且親和性降低伴隨柱頭乳突細胞胼胝質(zhì)堆積量的增多?？梢罁?jù)花粉萌發(fā)數(shù)量、開始萌發(fā)時間、花粉管生長速度、柱頭乳突胼胝質(zhì)堆積量鑒定親和性強弱。