花齡對兔眼藍莓自花授粉花粉管動力學和胚囊壽命的影響

關鍵詞藍莓;花齡；自花授粉;花粉管動力學;胚囊壽命

中圖分類號S663.9 文獻標識碼A 文章編號1007-7731（2025）09-0015-05

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.09.004

AbstractTo investigate the effectofflower ageon the growth ofself-pollinated pollen tubesand the lifespan of embryo sacs in rabbit-eye blueberries，‘Powderblue’rabbit-eye blueberrywas usedas experimental material，the flowersof differentflowerages （O，1，2，3，4，5，6，and7daysaftermaleremoval） wereself-pollinated.Andthethe germination of pollen，growth of pollen tube，and embryosac longevity development were observed.The results showed thatflowerage hadasignificant effecton the dynamicsof pollentubes inself-polliationrabbit-eye blueberies.During the ballon flowering period（Odaysafter male removal），self-polination delayed the germination of pollen tubes，but theproportionof styleswith pollen tube growth tothebase was the highest.The larger theflowerage，the lower the proportion of styles with pollen tubes growing to the base.Theratio of callose in theembryo sac increased with the increase of theageofself-pollnating flowers，among them，theratioof callus formation intheovules was lowerfromOto 1dayafter maleremoval，indicating thattheolder theflowerage，themoreseverethedegenerationofovules in the ‘Powderblue’rabbit-eye blueberry. Comprehensive analysis showed that pollination during the ballon flowering period of‘Powderblue’rabbit-eye blueberry can alleviate self incompatibility to a certain extent.

Keywords blueberry; flower age; self-pollination; pollen tube dynamics; embryo sac longevity

自交不親和是一種廣泛存在于開花植物中的生殖隔離現(xiàn)象，可有效阻止自交，促進雜交，維持基因多樣性，保持高度雜合性，是維持植物多樣性的重要驅動力。根據(jù)調控機制不同，植物自交不親和分為配子體自交不親和（GSI）和孢子體自交不親和（SSI）[2]。GSI僅由雌雄配子S因子類型決定，廣泛分布在植物界，指花粉管不能正常生長完成受精。一般花粉在柱頭上不能正常萌發(fā)；或花粉萌發(fā)后，花粉管無法穿透柱頭或在花柱中上部1/3處停止生長[]。SSI由花柱和花粉的S因子共同決定。一般花粉管可穿透柱頭，但無法穿透花柱基部，或花粉管能長到子房，但無法完成正常受精[1-2。隨著對自交不親和研究的逐漸深人，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象存在于許多木本果樹中，如梨[4、李5和枇杷等果樹均存在自交不親和現(xiàn)象。

藍莓是杜鵑花科越橘屬的多年生落葉小槳果類灌木果樹，其果實含有人體所需的多種氨基酸、黃酮類、多酚類及花青素等活性物質，并富含鈣、鐵、鋅、鉀、糖、酸和維生素C等營養(yǎng)成分[7-8]，既可以鮮食，也可以加工制成果汁、果脯、果粉和果酒等。此外，藍莓果實具有抗氧化、增強記憶、增強免疫力、緩解眼部疲勞和降低膽固醇等作用。兔眼藍莓是長江流域以南藍莓產區(qū)的主要栽培類型，其具有自交不親和、自花結實率不高等特性，在生產中需配置授粉樹以保證獲得較高產量。

目前，藍莓自交不親和的研究從坐果率的差異分析上逐漸向花粉管動力學、分子機制等方面深入。本研究團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，藍莓花后2～4d，柱頭分泌黏液較多，可授性強，選擇在果樹蕾期授粉具有較好親和性，，能最大限度改善自交不親和[?；谇捌谘芯砍晒?，本試驗以‘粉藍'兔眼藍莓為材料，對其不同花齡的花進行自花授粉，通過觀察授粉后不同時間花粉管在花柱內的生長差異和胚囊內胼胝質的產生情況，研究兔眼藍莓發(fā)生自交不親和的時期和位置，以及授粉期對藍莓自交不親和性的影響，明確不同花齡自花授粉花粉管及胚囊受到抑制的位置及因素，為選擇適宜的授粉時期提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

兔眼藍莓種植于凱里學院卓越農林人才培養(yǎng)實訓基地，隨機選取20株生長健壯、無病蟲害且

長勢一致的5年生兔眼藍莓‘粉藍’作為參試植株，自花授粉的花粉采自同園地內5年生‘粉藍’植株。

1.2試驗方法

1.2.1花粉收集 于大蕾期在授粉品種的花粉采集植株上每天掛牌5朵花作為對照。以掛牌花為標準，于授粉當天選擇開 2 ～ 4 d 的花，放置 2 . 0 m L 的離心管于花朵正下方，用鑷子觸碰花冠，使花粉落入管中，收集花粉。

1.2.2去雄和授粉 于盛花期在生長健壯、長勢良好的植株樹冠外圍中上部選取長度 3 5 ～ 4 5 c m 的5個花枝，每個花枝保留20朵大蕾期花，并用鑷子剝掉花瓣和雄蕊，保留柱頭。去雄后0、1、2、3、4、5、6和7d分別對柱頭進行自花授粉，授粉結束后立即套袋，防止外源花粉污染。

1.2.3材料收集與處理 于不同花齡授粉后2、4、8、12、24、48、72和 9 6 h 取樣，3次重復，每個重復20朵，每個處理取60朵。將樣品裝入盛有FAA固定液的小瓶中處理備用。用鑷子和解剖針將花柱、胚珠進行分離，并用 1 m o l / L N a O H 溶液軟化

1.2.4熒光顯微鏡觀察 樣品軟化透明后，用蒸餾水漂洗3次，用 0 . 1 % 苯胺藍染色液染色 2 4 ～ 4 8 h O隨后將材料取出置于載玻片上，蓋上蓋玻片，用鑷子稍加壓力，使花柱、胚珠展開，在OLYMPUS-BX53型熒光顯微鏡下觀察，統(tǒng)計有花粉管萌發(fā)的花柱比率，花粉管生長穿過上部、中部和基部的花柱比率，胚囊內胼抵質產生情況，并用DP70攝像頭拍照保存。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，將所有百分率數(shù)據(jù)進行反正弦轉換；采用SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1花齡對‘粉藍'自花授粉花粉管萌發(fā)的影響

不同花齡‘粉藍’兔眼藍莓自花授粉有花粉管萌發(fā)的花柱比率存在差異。從去雄0d（氣球花）開始，隨著花齡增加，授粉后 有花粉萌發(fā)的花柱比率在3＼～4d達到峰值，后隨著花齡增加， 內有花粉管萌發(fā)的花柱比率逐漸降低，其中氣球花授粉后 有花粉管萌發(fā)的花柱比率較低，為0.38。氣球花自花授粉后 2 4 h 有花粉管萌發(fā)的花柱比率達峰值，為0.98;在去雄后1～3d自花授粉，授粉后 8 h ，有花粉管萌發(fā)的花柱比率較高，均為 0 . 9 6 。去雄后5d自花授粉， 2 ～ 4 h 內有花粉管萌發(fā)的花柱比率較低， 時達較高水平，與去雄后0～4d授粉 的有花粉管萌發(fā)的花柱比率差異無統(tǒng)計學意義 P gt; 0 . 0 5 ）。去雄后6～7d授粉，有花粉管萌發(fā)的花柱比率較低（表1）。綜上，‘粉藍'兔眼藍莓開氣球花時，自花授粉的花粉管萌發(fā)較遲，但對其最終的萌發(fā)比率影響較小，從去雄后6d開始，有花粉管萌發(fā)的花柱比率明顯降低。

2.2花齡對‘粉藍’自花授粉花粉管動力學的影響

2.2.1花粉管生長穿過上部的花柱比率 不同花齡‘粉藍'兔眼藍莓自花授粉后花粉管生長穿過上部的花柱比率差異較大。不同花齡自花授粉 后均有部分花粉管生長穿過花柱上部，去雄后0～3d自花授粉，在授粉后 2 ～ 1 2 h ，隨時間推移，花粉管穿過上部的花柱比率逐漸增加；去雄后3d自花授粉，花粉管生長穿過上部的花柱比率在授粉后 2 4 h 達到峰值，為0.93；去雄后0～3d自花授粉的有花粉管穿過上部的花柱比率在授粉后 9 6 h 差異無統(tǒng)計學意義（ 。去雄后5＼～7d自花授粉，授粉后 2 ～ 4 h 花粉管生長穿過上部的花柱比率較0～4d明顯降低（ P lt; 0.05）（表2）。

2.2.2花粉管穿過中部的花柱比率 自花授粉處理后 未觀察到花粉管穿過中部。不同花齡‘粉藍’自花授粉后 有少量花粉管生長穿過花柱中部，以去雄后3d自花授粉的花粉管穿過中部的花柱比率較高，說明去雄后3d自花授粉的花粉管生長速率較快。去雄后0～5d自花授粉，授粉后 9 6 h 時，花粉管生長穿過中部的花柱比率在 0 . 7 6 ～ 0 . 8 8 ，差異無統(tǒng)計學意義（ Pgt;0 . 0 5 ）。去雄后5～7d開始，隨著花齡增大，‘粉藍’兔眼藍莓自花授粉的花粉管生長穿過中部的花柱比率逐漸降低，到去雄后7d時，其比率僅為0.31（表3）。

2.2.3花粉管生長至基部的花柱比率 自花授粉處理后 2 ～ 4 8 h 未觀察到花粉管生長至花柱基部。去雄0～2d自花授粉，授粉后 有少量花粉管生長至花柱基部，到 9 6 h 時，其花粉管生長至基部的花柱比率有所增加。去雄后3～7d自花授粉，在授粉后 9 6 h 有較低比率的花柱花粉管生長至基部。隨著花齡增加，花粉管生長至基部的花柱比率逐漸降低，在氣球花期授粉，花粉管生長至基部的花柱比率最高，為0.33，其次為去雄后1d自花授粉（0.26），去雄后2～7d自花授粉，花粉管生長至基部的柱頭比率在 0 . 0 1 ～ 0 . 0 8 ，均低于0.1（表4）。

綜合來看，花齡對‘粉藍’自花授粉后花粉管生長速度以及最終能生長到花柱基部的花柱比率均有影響。以去雄后0～3d授粉的花粉管生長速度較快。

2.3花齡對‘粉藍'兔眼藍莓自花授粉后胚囊壽命的影響

不同花齡‘粉藍’兔眼藍莓自花授粉后，隨著取樣時間推移，胚囊出現(xiàn)胼抵質的比率逐漸增加；隨著花齡增大，其胚囊出現(xiàn)朕抵質的比率也逐漸增加。不同花齡授粉后 9 6 h ，以去雄0＼～1d自花授粉胚囊出現(xiàn)胼抵質的比率較低，均為 0 . 6 9 明顯低于其他花齡授粉處理（ P lt; 0 . 0 5 ）；以去雄后6＼～7d授粉，在授粉后 9 6 h 時，胚囊出現(xiàn)朕抵質比率較高，均為0.94（表5）。表明‘粉藍'兔眼藍莓自花授粉后的胚囊壽命隨著花齡增大而縮短。

3結論與討論

植物授粉受精是一個復雜的過程，從花粉落到柱頭表面，花粉與柱頭需要經過黏附、識別和水合等過程，然后花粉萌發(fā)，花粉管生長，進入花柱，逐漸生長穿過花柱，到達子房發(fā)生受精作用[12]。柱頭是花粉萌發(fā)和生長的通道，不同花齡的柱頭對花粉的萌發(fā)、花粉管生長情況的影響也存在差異[13]。相關研究表明，杏[14]梨[15]等果樹不同花齡時期授粉，對花粉萌發(fā)和花粉管在柱頭中的生長情況有著重要影響。

本研究結果發(fā)現(xiàn)，花齡對‘粉藍'兔眼藍莓自花授粉后花粉管萌發(fā)的速度、花粉管生長速度以及最終能生長到花柱基部的柱頭比率均有影響?；g越大，花粉萌發(fā)速度越快。花粉在柱頭上萌發(fā)越早，花粉管在花柱中的生長速度越快，最終到達花柱基部的比率越大。這和梨自交不親和表現(xiàn)一致[5]。氣球花期授粉的花粉管萌發(fā)和生長速度較低，但其最終花粉管生長至基部的花柱比率最高；去雄后2～5d自花授粉，雖然花粉管生長至柱頭中上部的比率差異不大，但其花粉管較難生長至基部，且出現(xiàn)胼抵質的胚囊比率增加。說明‘粉藍’自交不親和主要發(fā)生部位為花柱的下部，該結果與部分配子體不親和研究結果相同2。綜合來看，以氣球花期自花授粉，花粉管生長至基部的花柱比率高于其他時期，同時其胚囊出現(xiàn)胼抵質的比率較低，表明在氣球花期自花授粉，可在一定程度上緩解藍莓自交不親和。

參考文獻

[1]何敏，谷超，吳巨友，等.果樹自交不親和機制研究進展[J].園藝學報，2021，48（4）：759-777.

[2]趙洪，薛勇彪.顯花植物自交不親和性的分子與演化機制[J].遺傳，2024，46（1）：3-17.

[3]楊芩，陳磊，張婷渟，等.花齡對‘燦爛'兔眼藍莓花粉原位萌發(fā)和花粉管生長的影響[J].北方園藝，2018（9）：57-61.

[4]梁文杰，譚曉風，烏云塔娜.梨自交不親和基因克隆及其進化分析[J].果樹學報，2021，38（10）：1621-1637.

[5]趙雅楠，鄭乾明，張敏，等.20個中國李品種自交不親和S-RNase基因型的鑒定[J].中國果樹，2023（11）：37-42.

[6]楊芩，付燕，王永清，等.溫度對枇杷花粉管生長和胚囊壽命的影響[J].果樹學報，2015，32（4）：646-652，737.

[7]陳雪妮.兩個藍莓品種對水分脅迫的適應性研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學，2019.

[8]王雪松，馬文漢，徐德冰，等.云南麗江6個藍莓品種物候期和果實品質研究[J].東北農業(yè)科學，2016，41（6）：100-103.

[9]楊芩，李性苑，秦紹釗，等.結果枝類型對兔眼藍莓著果率和果實品質的影響[J].中國南方果樹，2015，44（3）：133-135，138.

[10]楊芩，李性苑，田鑫，等．‘粉藍'兔眼藍莓適宜授粉品種的篩選[J].北方園藝，2015（6）：5-7.

[11]楊芩，付燕，宋宇，等.授粉受精關鍵生物學因素對兔眼藍莓自花授粉坐果率的影響[J].浙江農業(yè)科學，2023，64（2）：344-350.

[12]張瀟，廖明安，王永清，等.枇杷少核株系花粉管生長差異研究[J].西北植物學報，2014，34（1）：26-31.

[13]楊芩，任永權，廖優(yōu)江，等.花齡對藍莓柱頭可授性及花粉活力的影響[J]中國南方果樹，2012，41（5）：25-27.

[14]韓雪平，王金政，薛曉敏，等.杏的自交不親和機制研究進展[J].落葉果樹，2016，48（4）：14-17.

[15]陳迪新，張紹鈴.梨不同花齡自花與異花授粉的花柱內花粉管生長及坐果率的比較[J].果樹學報，2007，24（5）：575-579.

（責任編輯：李媛）