阿月渾花粉萌發力及授粉研究

摘 要：以阿月渾子peters花粉為試材，研究了花期、開花度以及貯藏溫度對花粉活力的影響，同時探討了植物生長調節物質對花粉萌發及花粉管生長的影響；利用人工輔助授粉技術，研究了3種人工授粉方式對阿月渾子雌花品種坐果率的影響。結果表明，-66℃+盛花期+開花度35％的花粉，平均萌發率最高，可達67.98％。適宜阿月渾子花粉萌發和花粉管生長的赤霉素濃度為40mg·L^-1，吲哚乙酸濃度為10mg·L^-1。人工噴粉、人工點授以及液體授粉時以花粉濃度分別為1％、1％和1.5％坐果率最高，分別可達9.2％、9.45％和6.175％。從授粉效率上看，人工噴粉和液體授粉的效率相當，要明顯高于人工點授的效率。

關鍵詞：阿月渾子；花粉萌發；植物生長調節物質；輔助授粉

中圖分類號：S664.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2010)05-807-05

阿月渾子(Pistacia veraL.)的商業名稱為“開心果”，屬于漆樹科黃連木屬落葉小喬木，為世界著名干果樹種，在國外有著廣泛的栽培。從上世紀90年代，我國開展阿月渾子引種試驗，從美國、伊朗、以色列等地引進阿月渾子優良品種，嫁接在中國黃連木上獲得成功。阿月渾子品種間常出現雌雄花非同步開花現象，授粉不足已成為影響阿月渾子果實產量與品質的限制因子[I-2]。為了解決阿月渾子雌雄株配置不當和雌雄花花期不遇帶來的授粉不足問題，提高阿月渾子結實率，我們研究了阿月渾子人工采集花粉、花粉短期貯藏和人工輔助授粉技術。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地為民農場位于甘肅省東南部的天水市甘谷縣，其地理坐標為北緯34°45'，東經105°20'，海拔1272m，為大陸性季風氣候。四季分明，光照充足，雨量偏少，夏熱無酷暑，冬冷無嚴寒。年平均氣溫10.57℃，7月份氣溫21.87℃，1月份氣溫-5.33℃，極端高溫34.5℃，極端低溫-18℃；年均降水量500mm左右，分布極不均勻，一般1至3月雨量偏少，6至9月雨水較多。從采集的氣象數據來看，甘谷縣6月份和9月份為主要降雨季節，6月平均降雨量為125mm，9月平均降雨量為100mm；全年日照2350h左右，日照率約50％，平均光照強度172.39w·m²；土壤主要為粉砂質壤土。土壤pH為8.4～8.8。

1.2 材料

花粉活力測定采集的花粉為15a生成齡黃連木上高接的3-4a生阿月渾子peters的花粉。人工授粉的阿月渾子為長勢良好，花序較多，周圍雄樹較少的雌株。

1.3 方法

1.3.1 花粉采集與貯藏

2009年4月7—15日選擇始花期、開花期、盛花期、末花期的植株為采粉對象，各時期內又按照花序開花百分率的不同，分別采集開花百分率為5％、35％、65％、95％的各種花-序。將采集的花序平鋪在硫酸紙上，室內通風自然陰干后，抖落開裂的花藥，收集花粉并保存于不同溫度即25℃、4℃、18℃、-66℃下，貯藏7～10 d后將花粉均勻播撒于載有基本培養基的培養皿中，花粉密度適中。皿蓋用濾紙吸水，然后置于培養箱中暗培養6 h，之后取出在15～20倍顯微鏡下鏡檢，每個處理重復3次，每個重復觀察5個視野，每個視野花粉粒數>50粒，統計花粉萌發率。花粉萌發率(％)=(花粉萌發數／花粉總數)×100。

1.3.2 植物激素處理將盛花期采集的貯藏在-66℃下7～10d的雄花序，置于室內硫酸紙上自然陰干，收集花粉用于試驗。以15％蔗糖+6 g·L-1瓊脂+100 mg·L^-1硼酸(pH5.8～6.0)為基本培養基，分別配制添加不同濃度的赤霉素、吲哚乙酸和萘乙酸的試驗用培養基，倒于凹槽載玻片上備用。將花粉散播于載有不同處理的載玻片上，置于25℃恒溫培養箱內暗培養6 h后。用裝有測微尺的Olympus顯微鏡觀察統計花粉萌發率。花粉萌發標準以花粉管長度超過花粉粒直徑為準；同時用目鏡測微尺測定30個花粉管長度。

1.3.3 人工授粉 人工授粉的方法選擇人工點授、人工噴粉、液體授粉3種方式。其中人工點授是將花粉與面粉分別按0.5％、1％、5％、10％的比例混合后用毛筆點授在柱頭上；人工噴粉是將花粉與面粉分別按0.5％、1％、5％、10％的比例混合后用吸耳球直接噴在花序上；液體授粉是將花粉與水分別按0.5％、1％、1.5％、2％的比例混合后用噴壺直接噴在花序上。于結實品種盛花初期選壯枝作為處理枝，以含苞待放的花為處理花。單株小區，隨機區組，每個處理重復4次。每次處理18朵花，每個授粉組合共處理72朵花。同時記錄下不同授粉方法所需時間。授粉后30 d(坐果已穩定)調查各處理坐果數，計算坐果率。通過調查坐果率篩選出最適宜的授粉方式及花粉濃度。坐果率(％)=坐果個數，授粉個數~100，授粉效率=授粉72朵花所需要的時間。

2 結果與分析

2.1 不同因素對花粉萌發的影響

從表1可以看出，貯藏溫度、花期和開花度對阿月渾子的花粉萌發均有影響，但各因素之間的影響有差異。試驗發現，常溫25℃下花粉萌發效果比低溫下效果差，花粉萌發率很低。而低溫下，尤其是超低溫下(-66℃)下，能明顯促進花粉的萌發，提高了花粉萌發率。

不同開花度對花粉萌發率的影響(極差值為11，145)小于不同開花期的影響(極差值為15.415)，同時小于不同貯藏溫度的影響(極差值為33.62)，即貯藏溫度為最大影響因素。當開花期為盛花期時，花粉平均萌發率達到最大42，317 5％；當開花度為5％和35％時花粉平均萌發率達到39.085％和38.62％；當貯藏溫度為(-66℃)時花粉萌發率高達56.042 5％。

綜合分析不同因素在不同處理下的組合，總結出對花粉采集及其短暫貯藏的最佳組合為盛花期+開花度(35％)+(－66℃)。

2.2 植物生長調節劑對花粉萌發及花粉管生長的影響

從表2可以看出，低濃度20mg·L^-1和40mg·L^-11GA3處理與對照相比，花粉萌發率分別提高了17％和35％，花粉管長度分別提高了25％和40％。超過40mg·L^-1后，花粉萌發率降低非常快。60mg·L^-1和80mg·L^-1時均不利于花粉萌發和花粉管生長。方差分析表明，濃度40mg·L^-1的GA3處理極顯著高于對照(P=0.01)，說明適宜阿月渾子花粉萌發和花粉管生長的GA3濃度為40mg·L^-1。低濃度的IAA處理5mg·L^-1與對照相比，花粉萌發率和花粉管長度的差異都不明顯。當濃度超過5mg·L^-1后，花粉萌發率快速提高，花粉管生長急劇加快。當達到10mg·L^-1濃度時萌發率達到最大值81.23％，較對照提高了24.6％；花粉管平均長度為452um，是對照的1.24倍。當濃度達到15mg·L^-1時花粉萌發率和花粉管長度分別為對照處理的72.3％和79.7％，均顯著低于對照(P=0.05)，說明最有利于花粉萌發和花粉管生長的IAA濃度為10mg·L^-1。隨著NAA濃度的提高，花粉萌發率明顯下降，10mg·L^-1、20mg·L^-1、30mg·L^-1和40mg·L^-1。處理的花粉萌發率分別為對照的78.4％、72.3％、63.1％和49.2％。說明NAA不利于花粉的萌發且隨著濃度的增加對花粉萌發的抑制作用越強。同時，隨著NAA濃度的提高，花粉管生長也呈現逐漸下降的趨勢。與對照相比，花粉管平均長度分別下降了2.5％、4.6％、16.9％和29.3％。

2.3 輔助授粉對坐果率的影響

由表3可知，在人工噴粉的情況下，花粉濃度低于1％時，坐果率隨花粉濃度的增加而增大，當花粉濃度為1％時，坐果率達到最大值9.2％，是對照的2.27倍，而后，隨著花粉濃度的增加，坐果率有所下降，但均高于對照。在0.05顯著水平下，1％濃度處理的效果顯著好于對照及其他處理。在0.01顯著水平下，各濃度處理之間沒有極顯著的差異。在人工點授的情況下，低濃度的花粉可以明顯的提高坐果率，這可能與花粉直接點授于柱頭上，能于柱頭很好接觸有關。0.5％濃度下，坐果率為8.05％，是對照的2.42倍。1％濃度下，坐果率達到最大值9.45％，是對照的2.84倍。在0.05顯著水平下，各處理間的差異顯著，都顯著的高于對照。在0.01的顯著水平下，除10％的濃度處理外，其余處理極顯著的高于對照。在液體授粉時，1.5％的花粉濃度效果最好，坐果率為6.175％，是對照的2.08倍。1.5％的濃度處理和2％的濃度處理之間無顯著差異，但都顯著的高于對照，而0.5％的濃度處理于對照之間沒有顯著差異。從授粉效率上看，人工噴粉和液體授粉的效率相當，要明顯高于人工點授的效率。

3 討論

以往對卡亡果、獼猴桃及梨等花粉研究表明，低溫可降低花粉呼吸作用及其他生理功能，有利于花粉較長時期保持活力。花粉在貯藏過程中仍然要進行新陳代謝生命活動，低溫貯藏中可溶性糖類和有機酸類消耗較少，所以花粉生活力下降得較慢，而低溫干燥條件更減弱了花粉的代謝作用，故能保持較長的生活力時間。李天菲等對杜鵑山茶花粉的貯藏條件研究表明，常溫下不適宜保存杜鵑紅山茶花粉，4℃冷藏下花粉的萌發力也下降較快，而冰箱冷凍保存和液氮保存是保持杜鵑紅山茶花粉萌發力較好的方法。本試驗結果與前人研究結果基本一致，在溫度為-66℃時，花粉萌發率高達67.98％和63.87％，建議在生產中加以應用。盛花期花朵大量開放，花藥自內向外逐漸成熟，裂開散出大量花粉，始花期和開花期花朵稀少且花藥大部分未開裂，而末花期大量花朵已開始萎焉，導致花藥大部分隨之脫落。本試驗中盛花期花粉萌發率較高，高達42.3175％，與前人研究結果相一致。開花度對阿月渾子采集與短期貯藏存在一定影響，本試驗中開花度在5％和35％時花粉平均萌發率到達39.085％和38.62％，這與劉炳仁㈣研究果樹花粉采集時應選擇含苞待放的花朵研究結果基本一致。

關于赤霉素對花粉萌發和花粉管生長的影響雖然有一些報道，但是研究結果不一。Vitagliano等對桃、杏、巴旦杏的研究表明，低濃度赤霉素對花粉萌發和花粉管生長沒有顯著影響，當濃度超過50mg·L^-1時起抑制作用，但是丁長奎等對枇杷的研究表明，低濃度赤霉素對花粉萌發和花粉管生長有明顯的促進作用。本文以阿月渾子花粉為試材的研究表明。20mg·L^-1和40mg·L^-1的GA3有利于花粉萌發和花粉管生長且效果顯著，試驗結果與后者基本一致。當GA3濃度超過40mg·L^-1時，花粉萌發率降低非常快，花粉管生長急速下降。以往對桃、蘋果和梨等花粉的研究表明，低濃度的萘乙酸和吲哚乙酸對花粉萌發和花粉管生長有促進作用而高濃度時卻抑制花粉萌發和花粉管生長。本試驗結果與上述研究結論基本一致，亦表現為低濃度IAA有促進作用而高濃度IAA有抑制作用。結果表明，當吲哚乙酸濃度為10mg·L^-1時能顯著提高花粉萌發率和增加花粉管長度，這與李旭新等對西班牙的雄株“B”(T-491)阿月渾子研究結果基本一致。在相同用量下，若IAA的相對活性定為1，那么NAA約為3～。本試驗中萘乙酸隨著濃度的增加花粉萌發率和花粉管生長長度均呈下降趨勢，可能原因是萘乙酸的適用范圍較窄，濃度較大對花粉的正常生長產生毒害效應，也可能花粉萌發是一個極其復雜的生理代謝過程，不僅受生長調節物質的影響，還有許多酶的參與，不同的生長調節物質其作用濃度、作用方式、作用時間也存在一定的差異，因而產生不同效果。更低濃度的NAA對阿月渾子花粉萌發的影響需要進一步研究。

利用人工輔助授粉技術，可以明顯提高坐果率。以人工噴粉的方式輔助授粉時，可選用1％的花粉濃度，坐果率高達9.2％；在人212，點授時，花粉濃度以0.5％-1％為宜，坐0果率為8.05％-9.45％；在液體授粉時，1.5％的花粉濃度效果最好，坐果率為6.175％。與人工點授和噴粉相比，液體授粉的坐果率相對較低，建議液體授粉時可添加0.1mg·L^-1的硼酸，以促進花粉管萌發，增加坐果率舊。從授粉效率上看，人工噴粉和液體授粉的效率相當，分別為1min32s、1min10s，要明顯高于人工點授的效率。人工點授的效率太低，不利于在大規模的生產中應用。在生產中建議使用人工噴粉或液體授粉技術。另外，人工輔助授粉還受外界環境條件的影響。如果授粉時遇上惡劣天氣，還要適時補授；授粉時氣溫低于25℃時所配花粉溶液必須在2h內使用完畢；若氣溫高于25℃時所配花粉溶液必須在1h內使用完畢。

4 結論

盛花期，開花度為35％的阿月渾子花朵花粉萌發率高。以盛花期且花朵含苞待放時采集花粉為好，花粉抖落經室內通風自然陰干后直接低溫(-66℃)貯藏可保持較高的萌發率。適宜濃度的赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)均能提高花粉萌發率和花粉管長度，建議生產中添加40mg·L^-1的赤霉素或10mg·L^-1吲哚乙酸。為提高阿月渾子坐果率，建議采用花粉濃度為1％的人工噴粉進行輔助授粉。