蘋(píng)果專用授粉品種研究進(jìn)展

摘" "要" "隨著我國(guó)蘋(píng)果新優(yōu)品種推廣力度不斷加大，以及蘋(píng)果花期凍害頻發(fā)問(wèn)題凸顯，蘋(píng)果園配套栽植專用授粉品種這一措施在蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中的作用愈發(fā)重要。專用授粉品種抗逆性強(qiáng)、花量大且易于管理，能夠顯著提高坐果率和果實(shí)品質(zhì)，在優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)中意義重大。從生物學(xué)特性、品種選育、花粉直感效應(yīng)和授粉樹(shù)配置等方面闡述了蘋(píng)果專用授粉品種研究現(xiàn)狀，以期為蘋(píng)果專用授粉品種應(yīng)用提供思路和參考。

關(guān)鍵詞" "蘋(píng)果;新優(yōu)品種;花期凍害;專用授粉品種;花粉直感

中國(guó)是全球最大的蘋(píng)果種植和消費(fèi)國(guó)，蘋(píng)果面積和產(chǎn)量均占全球40%以上，占據(jù)十分重要地位[1]。近年來(lái)，我國(guó)蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)不斷向西北部發(fā)展，蘋(píng)果花期遭遇低溫凍害的頻率和受災(zāi)面積不斷增加[2]。研究表明，不同花粉會(huì)因?yàn)橹备凶饔枚绊懝麡?shù)坐果率以及果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)，主要包括果個(gè)、硬度、果形指數(shù)、糖酸比和維生素C含量等重要指標(biāo)[3-5]。因此，在蘋(píng)果栽培管理過(guò)程中，配置優(yōu)良的授粉樹(shù)是提高坐果率、果實(shí)品質(zhì)的重要手段，也是花期低溫凍害后的主要補(bǔ)救措施之一。隨著近年來(lái)各地接連推出蘋(píng)果新優(yōu)品種，推廣品種專用建園和栽培管理措施，配套栽植不同蘋(píng)果新品種的專用授粉品種越來(lái)越受到重視。

1" "專用授粉品種的特性

蘋(píng)果專用授粉樹(shù)多采用觀賞海棠（Malus spp.），其抗逆性強(qiáng)、花量大且易于管理，能夠顯著提高蘋(píng)果坐果率和果實(shí)品質(zhì)。美國(guó)、日本、加拿大等將海棠作為蘋(píng)果專用授粉樹(shù)，均取得了理想的授粉效果[6]。近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于觀賞海棠用作專用授粉品種的試驗(yàn)研究不斷增多。海棠與蘋(píng)果親緣關(guān)系較近，張寧等研究了24個(gè)觀賞海棠品種間的親緣和遺傳關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與我國(guó)蘋(píng)果屬植物遺傳關(guān)系接近的品種多達(dá)22種，說(shuō)明大部分觀賞海棠能夠作為蘋(píng)果授粉品種使用[7]。薛曉敏等通過(guò)掃描電鏡研究蘋(píng)果專用授粉品種與栽培品種的花粉形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)專用授粉品種和栽培品種花粉粒相似，絕大部分觀賞海棠成花期長(zhǎng)且花量大，與主栽品種花期一致性較高，能夠滿足蘋(píng)果專用授粉品種要求，適合在果園合理配置[8]。張鮮鮮等通過(guò)測(cè)定23種觀賞海棠及選育的海棠優(yōu)系的花粉活力，發(fā)現(xiàn)“鉆石”“雪球”等12種觀賞海棠的花量、花粉粒等能夠滿足蘋(píng)果授粉要求，適合作為專用授粉品種[9]。薛曉敏等對(duì)4種海棠植物學(xué)特征和生物學(xué)特性進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)“紅繡球”抗逆性強(qiáng)，樹(shù)體生長(zhǎng)旺盛且樹(shù)形緊湊，與栽培品種花期相遇，雄蕊數(shù)量多，果實(shí)小，為較適宜的蘋(píng)果專用授粉品種[10]。王貴平等通過(guò)對(duì)“道格”“絢麗”“紅麗”“滿洲里”“雪球”5個(gè)觀賞海棠植物學(xué)特性和生物學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)，供試品種的花期與主栽品種相遇，且花量大、花粉活性高，皆適宜作為國(guó)內(nèi)蘋(píng)果的專用授粉樹(shù)[11]。

2" "專用授粉品種的選育

早在20世紀(jì)80年代，就有關(guān)于從觀賞海棠中選育專用授粉品種的研究試驗(yàn)。Mcnamara等研究了觀賞海棠的抗寒性，從6個(gè)主要方面觀察對(duì)比，選出了耐寒性優(yōu)良的“道格”等海棠品種，作為蘋(píng)果專用授粉品種[12]。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者也已經(jīng)開(kāi)始密切關(guān)注觀賞海棠在蘋(píng)果專用授粉品種和砧木方面的應(yīng)用，并且開(kāi)始引（育）種工作[13]。到目前為止，國(guó)內(nèi)已經(jīng)引種的觀賞海棠品種多達(dá)百種以上，也選育出眾多海棠新品種，而且其推廣應(yīng)用也在不斷發(fā)展，推動(dòng)著海棠資源的開(kāi)發(fā)與利用[14]。

目前，大部分海棠品種的選育依然以觀賞價(jià)值為主要標(biāo)準(zhǔn)，但將海棠用作專用授粉品種為主要目標(biāo)的選育工作也在進(jìn)行中。中國(guó)科學(xué)院和北京植物園引進(jìn)北美海棠，經(jīng)過(guò)選育研究，培育出“王族”“絢麗”“凱爾斯”等新品種[15]。Zhang等以觀賞海棠“王族”作為母本，利用輻射誘變育種技術(shù)成功培育出觀賞海棠新品種“重瓣王”，其花瓣呈紫色且重瓣，觀賞價(jià)值較高，而且具有良好的抗病蟲(chóng)特性，可作為蘋(píng)果砧木和專用授粉品種推廣[16]。劉振中等從“富平楸子”實(shí)生后代中選出了適合作為專用授粉品種的海棠“秋實(shí)”，其花量大、抗逆性強(qiáng)，對(duì)早期落葉病、腐爛病和白粉病抗性強(qiáng)，適合大面積推廣[17]。

3" "專用授粉品種對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

專用授粉品種除了滿足與主栽品種花期相遇、花量大等生物學(xué)特性外，還需要考慮其對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。在果樹(shù)上花粉直感現(xiàn)象表現(xiàn)比較明顯，通過(guò)研究證明，李子、獼猴桃、梨、蘋(píng)果等果樹(shù)均有此現(xiàn)象，但還沒(méi)有研究解釋其內(nèi)部機(jī)理以及規(guī)律性變化[18]。

目前，關(guān)于花粉直感現(xiàn)象的研究多以不同品種授粉后對(duì)坐果率和果實(shí)品質(zhì)的影響為主，對(duì)其發(fā)生機(jī)理研究較少，大部分研究以測(cè)定對(duì)比果實(shí)發(fā)育過(guò)程中內(nèi)源激素含量的變化為主，尚未得到明確結(jié)論[19]。在蘋(píng)果方面，花粉直感現(xiàn)象對(duì)坐果率和果實(shí)品質(zhì)影響比較明顯[20]。授粉對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響的研究大多以單果質(zhì)量、果形指數(shù)、果實(shí)硬度、可溶性糖、可滴定酸、維生素C等為主要指標(biāo)，對(duì)內(nèi)源激素等指標(biāo)的影響研究較少。

董彥等用觀賞海棠選育的高效授粉樹(shù)優(yōu)系給紅富士蘋(píng)果授粉，發(fā)現(xiàn)單果質(zhì)量、果實(shí)硬度、可溶性固形物和維生素C含量都有增加，可滴定酸含量有所下降，對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響比較明顯[21]。徐臣善等用9個(gè)專用授粉品種為長(zhǎng)富2號(hào)授粉，發(fā)現(xiàn)各授粉處理間的果實(shí)花青苷、單果質(zhì)量、維生素C、固酸比、可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸等主要經(jīng)濟(jì)性狀差異較大，果形指數(shù)、硬度差異較小[22]。王延秀等以11個(gè)海棠品種對(duì)長(zhǎng)富2號(hào)蘋(píng)果授粉后發(fā)現(xiàn)，花粉直感現(xiàn)象對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響程度由大到小依次為果實(shí)甜度、果實(shí)酸度、果個(gè)和果形、果梗、果實(shí)硬度、坐果率等[23]。倪偉等采用自育高效授粉樹(shù)對(duì)“富士”“嘎拉”授粉后發(fā)現(xiàn)，不同高效授粉樹(shù)的花粉均能顯著提高蘋(píng)果果實(shí)內(nèi)ASA含量，果實(shí)內(nèi)草酸和酒石酸含量、果糖和蔗糖含量較對(duì)照有所提高[24]。Zhang等用榅桲花粉給煙富3號(hào)和印度蘋(píng)果授粉后發(fā)現(xiàn)，果實(shí)品質(zhì)變化顯著，單果質(zhì)量、硬度、糖酸比、維生素C、總酚和總黃酮含量皆有增高[25]。孫蕊等采用3種海棠對(duì)富士授粉后發(fā)現(xiàn)，富士蘋(píng)果果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)成分種類(lèi)和含量均存在差異，花粉直感對(duì)果實(shí)香氣影響較大[26]。劉業(yè)萍等用不同品種海棠花粉對(duì)富士蘋(píng)果坐果率、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、果實(shí)硬度及可溶性糖、可滴定酸、維生素C和花色苷含量影響顯著[27]。宿夏菲等用“盈香”“盈雪”和“紅玉”3個(gè)海棠品種為“威海金”蘋(píng)果授粉后，可滴定酸、糖酸比、固酸比、維生素C和類(lèi)黃酮變異系數(shù)較大[28]。可見(jiàn)，專用授粉品種能夠明顯改變果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)，是果園生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的重要措施。

4" "專用授粉樹(shù)的配置

在蘋(píng)果園實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，要考慮到專用授粉樹(shù)的配置，才能夠達(dá)到良好的授粉效果。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在蘋(píng)果園中，花粉傳播距離可達(dá)35～86 m[29-30]，授粉樹(shù)位置顯著影響蘋(píng)果授粉效率和坐果率[31]。一般生產(chǎn)中，以觀賞海棠作為紅富士蘋(píng)果授粉樹(shù)的適宜配置距離為12 m，不宜超過(guò)16 m[32]。主栽品種與授粉樹(shù)的配置距離具體應(yīng)根據(jù)昆蟲(chóng)活動(dòng)范圍、授粉樹(shù)花粉量大小以及果樹(shù)栽植方式和栽培環(huán)境而定，一般比例為15%～20%[33]。在自然授粉條件下，常規(guī)蘋(píng)果園按照1 ∶ 8的比例配置授粉樹(shù)即可達(dá)到生產(chǎn)需求，最低也要保持在1 ∶ 10[34]，所以一般矮化密植果園每畝至少要配置10株專用授粉樹(shù)才能保證授粉效果。

果園配置蘋(píng)果專用授粉樹(shù)的方式有中心式、行列式、等量式、復(fù)合式等[35]。小型果園適合使用中心式配置方式，規(guī)模較大的果園采用行列式比較適宜，等量式一般適用于多個(gè)生產(chǎn)品種建園且沒(méi)有配置海棠等專用授粉樹(shù)的果園，復(fù)合式一般用于有三倍體品種的果園且至少要配置兩種專用授粉品種。

配置授粉樹(shù)一般在建園時(shí)就要規(guī)劃完成，但大部分喬化果園通過(guò)主栽品種間相互授粉，且距離配置不合理，授粉效果較差，可以通過(guò)高接專用授粉品種解決授粉不良的問(wèn)題。

5" "問(wèn)題與展望

在蘋(píng)果專用授粉品種篩選研究中，除了要考慮其植物學(xué)特性、生物學(xué)特性和花粉直感效應(yīng)外，還要根據(jù)主栽品種和授粉品種的S基因型來(lái)判斷品種間的遺傳相容性。迄今國(guó)內(nèi)外應(yīng)用這些方法已鑒定出500多個(gè)蘋(píng)果品種的S基因型[36]，但對(duì)海棠品種的S基因型卻了解甚少，這使得生產(chǎn)中在選擇授粉品種時(shí)對(duì)授粉品種的S基因型具有較大的盲目性[37]。因此，鑒定適合作為授粉品種的S基因型，能夠有效避免專用授粉品種篩選過(guò)程中的授粉不親合現(xiàn)象，對(duì)蘋(píng)果專用授粉品種研究意義重大。

蘋(píng)果授粉樹(shù)配置是現(xiàn)代化果園生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果的關(guān)鍵技術(shù)措施之一。觀賞海棠花量多、抗逆性強(qiáng)，相對(duì)于傳統(tǒng)栽培品種相互授粉效果優(yōu)勢(shì)明顯。近年來(lái)，我國(guó)高校和科研院所不斷推出蘋(píng)果新優(yōu)品種，且在區(qū)試階段就開(kāi)始篩選適合的觀賞海棠用作專用授粉品種，利用其抗逆性強(qiáng)、適宜區(qū)廣、能夠顯著提高果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)助力蘋(píng)果新優(yōu)品種推廣。而且隨著氣候的變化，我國(guó)西北黃土高原等蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)蘋(píng)果花期凍害現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，配套栽植專用授粉品種是主栽品種花期受凍后保證授粉質(zhì)量的重點(diǎn)，是蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)必不可少的技術(shù)措施，適合大面積推廣。

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