影響番茄花粉活力和制種產量的主要因素

摘要:以6種不同的番茄自交系為材料，對貯藏條件和貯藏時間與花粉生活力的關系以及授粉次數對制種產量的影響進行了研究。發現花粉活力對貯存條件和貯存時間的敏感性在基因型間有顯著差異，對多數基因型而言，4 ℃干燥器中保存2 d的花粉仍具有50%以上的萌發能力。重復授粉顯著提高單果內的種子重量、種子數量和坐果率，對粒質量和果質量沒有顯著影響。果重對果內的種子重量和數量沒有顯著影響。

關鍵詞:番茄;花粉生活力;種子產量

中圖分類號:S641.2文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.03.029

Main Factors of Influencing Pollen Viability and Seed Production in Tomato

JIA Yan-hong， WANG Shu， LIU Zhong-qi

(Tianjin Agricultural Research Center of Biotechnology， Tianjin 300192， China)

Abstract:Effects of different storage conditions and time on tomato pollen viability as well as relationship between pollination times and hybrid seed yield were studied based on 6 different tomato inbred lines. The results showed that there was significant difference among genotypes in sensitivity of pollen viability on the storage conditions and storage duration. For most genotypes more than 50% pollens could germinate after being kept in desiccators at 4 ℃ for 2 days. Repeated pollination significantly increased seed weight and seed numbers in fruits as well as fruit set percentage， but imposed little effect on seed weight itself and fruit weight. The effect of single fruit weight on seed weight and quantity in fruits was not significant.

Key words: tomato; pollen viability; seed yield

普通番茄(Lycopersicon esculentum Mill)為茄科番茄屬中以漿果為產品的一年生蔬菜作物，具有明顯的雜種優勢，目前使用的番茄品種絕大多數為雜交一代。番茄屬自花授粉作物，雌蕊被雄蕊包裹，花粉在花瓣張開時就已成熟，柱頭在開花前兩天就具備受粉能力。為了保證雜交種子的純度，一般在花瓣呈小喇叭口狀、花藥筒呈淡綠色時人工去除母本的花藥筒，讓母本的柱頭繼續生長發育1~2 d后，把父本的花粉接種在母本的柱頭上。母本的坐果率和果實中的種子數量以及父本的花粉量在基因型間存在很大的差異。從理論上講，一個花藥筒可以釋放出數以萬計的花粉粒，幾十株父本就足以保證幾千株母本對花粉的需要?？稍谏a實踐中，為了保證授粉時有充足的花粉，父母本的比例一般為1∶5～8[1]。有些研究認為，花粉在20~25 ℃的常溫和干燥條件下，花粉生活力可保持4~5 d[2]，但用經過保存的番茄花粉授粉，經常出現果實中雜交種子數量極少或有果無籽的現象，降低了雜交種子的生產效率。為了充分地挖掘父本花粉的利用效率和母本果實中的種子生產潛力，本研究對影響番茄花粉活力和雜交制種產量的關鍵因素進行了研究。

1材料和方法

1.1材料

番茄自交系T4、MF6001、MFg、MC1、 Ta-BD、RomaVFP。MFg為自封頂品種，其余為無限生長型。

1.2方法

1.2.1番茄父母本田間育苗及栽培共設6個組合(父本×母本):T4×MF6001;MF6001×T4;MFg×MC1;MC1×MFg; Ta-BD×RomaVFP;RomaVFP×Ta-BD。每個品種120株。2009年2月1日播種，3月30日定植于冷棚，株距×行距為30 cm×40 cm;5月中旬雜交，6月底收獲。日常管理與大田生產相同。

1.2.2去雄和授粉選擇發育正常、處于小喇叭期的花蕾去雄，此時花藥的顏色偏綠。分單次授粉和重復授粉2個處理，授粉時間在上午9—11時，重復授粉在第2天上午進行。授粉時撕去兩枚萼片作標記，以左手拇指和食指持花，以右手拇指和食指持授粉器。將當天取的花粉授于柱頭上。選擇低花序和接近花序基部的花。隨機選30個果進行統計分析，3次重復。

1.2.3花藥干燥和檢驗生活力的方法(1)自然干燥，在室內將花藥攤放在光滑干凈的紙上，置于通風干燥處晾干，室溫25℃左右;(2)接在無風的日光下曬4 h，20 h室溫陰干;(3)硅膠低溫干燥，在密閉的干燥器內放上硅膠，鋪一層紙，花藥攤放在上面，4 ℃下保存24 h。

采用離體萌發檢驗法檢驗花粉生活力，花粉粒萌發培養基為0.001%硼酸+10%蔗糖，25 ℃暗培養3 h。3次重復。0.03%中性紅或卡寶染色觀察。

1.2.4清洗種子方法[2]收獲雜交的果實，后熟1~2 d后，掏籽，裝在非金屬容器內發酵1~2 d(不加水)，當種子與果膠物質和中壁分離時停止發酵，并把沉底的的種子用清水漂洗干凈，清除癟籽。對沒有完全洗凈果膠物質的種子，用1%稀鹽酸溶液浸泡10~15 min后瀝出，再用清水漂洗干凈。

1.2.5數據分析方法用SPSS軟件通過LSD單因素方差分析。

2結果與分析

2.1不同貯存條件下花粉萌發率的變化

番茄花藥呈綠色和白色時花粉粒沒有萌發能力，花藥發育成熟呈黃色，花粉粒具有萌發能力。成熟的番茄花粉有3個萌發孔，花粉萌發后在花粉管里形成2個精子(圖1)為二核花粉粒。

不同貯存條件的F=516.98，P﹤0.01，不同基因型的F=18.406，P﹤0.01，貯存條件和不同基因型互作的F=9.729，P﹤0.01;表明貯存條件、不同基因型及其互作對花粉的萌發率均有極顯著的影響。因此，對不同貯存條件和不同基因型間進行多重比較分析。陽光暴曬使花粉粒嚴重失活，所有基因型的花粉萌發率都在10%以下。通風涼干使絕大多數基因型的花粉?；盍Υ蠓认陆担挥蠷omaVFP的花粉粒保持了75%以上的萌發率。4 ℃保存條件對花粉活力的影響取決于基因型的敏感性，Ta-BD和T4的花粉粒顯然對低溫貯存不敏感，所以花粉粒的萌發率與對照沒有顯著差異，而其它4個自交系的花粉活力都顯著低于對照(表1)。由此可見，保存花粉最好的方法是在4 ℃條件下陰干，其次遮陰通風晾干，陽光暴曬最不可取。

2.2不同基因型番茄離體花粉萌發率的變化

一般認為，在20~25 ℃的常溫和干燥條件下，花粉生活力可保持4~5 d[1]。通過對室溫遮陰和4℃干燥器條件下，保存7 d的花粉粒萌發率的變化進行統計發現，隨著時間的延長，6種基因型的花粉萌發率急劇下降。室溫條件下，第2天只有2種基因型花粉萌發率高于50%，3 d后花粉萌發率都低于50%，5 d后沒有萌發能力。在4 ℃干燥器中保存，第2天各基因型的花粉萌發率均高于或接近50%，4 d后萌發率全部低于50%，7 d后除Ta-BD外，萌發率都降低到20%以下。從圖2可以看出，MF6001、MC1和MFg花粉萌發率降低較快，T4、Ta-BD和RomaVFP花粉萌發率降低相對較慢，說明花粉活力對貯存時間的敏感性在基因型間有顯著差異。

花粉萌發時花粉管長短也反映了花粉粒的生活力。從圖3可以看出，新鮮花粉粒的萌發率較高，花粉管較長;放置一定時間后萌發率降低，花粉管短。不同品種可以保存的時間不同，有的品種放置較長時間后花粉粒干癟，如番茄RomVFP。

2.3不同基因型組合和授粉方式的雜交種子產量

單果質量的F=13.159，P﹤0.01，單果結籽量F=15.197，P﹤0.01，種子/果的F=15.031，P﹤0.01 ， 千粒質量F=86.304，P﹤0.01;座果率F=36.974， P﹤0.01，表明不同基因型組合之間單果質量、單果結籽量、單果種子數、千粒質量和座果率差異極顯著，因此，分別對其進行多重比較分析。

從表2可以看出，重復授粉明顯比單次授粉單果結籽量、單果種子數多，除MFg和MC1組合差異不顯著外，其余組合差異均極顯著。MC1×MFg的千粒質量是否重復授粉差異不顯著，其余組合重復授粉比單次授粉高。重復授粉顯著提高坐果率，對果質量沒有影響，各組合正反交果質量差異不顯著。

單果質量對單果內的種子重量和數量沒有顯著影響。從表2可以看出，6個組合的雜交果分別屬于大果和小果2種類型，T4×MF6001、MFg×MC1和RomaVFP×Ta-BD雜交果屬于小果;MF6001×T4、MC1×MFg和Ta-BD×RomaVFP雜交果屬于大果。但小果和大果的單果結籽量和單果種子數差異不顯著，說明果重對果內的種子重量和數量沒有顯著影響，其中MF6001×T4組合單果種子數最高。

3討論

花粉生活力是花粉具有存活、生長、 萌發或發育的能力。番茄花藥生活力的檢測方法多種多樣，大多數檢測方法結果比實際值偏高[3-6]。在農業生產中，因為一些不確定的自然因素，花粉粒越早萌發授粉的機率越大，用花粉離體萌發檢驗法檢驗花粉粒在3 h內的萌發率，不僅較準確的反映了花粉的生活力，也客觀地體現了實際生產中授粉的因素。

3.1貯存條件和貯藏時間對花粉活力的影響

花粉活力對貯存條件和貯存時間的敏感性在基因型間有顯著差異。不同貯存條件對花粉萌發影響不同。對照、4 ℃、室溫保存和陽光曬后花粉萌發率差異極顯著，4 ℃低溫、室溫干燥和陽光曬干都使花粉萌發率降低，4 ℃低溫干燥萌發率降低最少，陽光曬后萌發率降低最多，花粉只有0~10%的萌發率。因此，在農業生產中可以在4 ℃低溫干燥器中保存花粉，陽光曬干的花粉沒有利用價值。不同基因型番茄花粉受貯存環境影響不同。T4、Ta-BD和RomaVFP在4℃條件下還有較高的萌發率，在生產上可以優先作為父本;而MF6001、MFg和 MC1下降了近50%，不利于作為父本。

花粉粒的萌發率和花粉管的長短可以反映花粉粒的生活力，生活力強的容易授粉成功。有人認為，花粉在20~25 ℃的常溫和干燥條件下，花粉生活力可保持4~5 d[2]。而我們的研究證明，隨著離體時間的延長，花粉的萌發率急劇下降，室溫條件下2 d只有2種基因型花粉萌發率高于50%，3 d后都低于50%，5 d后完全喪失萌發能力;在4℃干燥器中，2 d花粉萌發率高于或接近50%，4 d后萌發率也都低于50%。因此，生產上可以用室溫下當天的花粉，4 ℃干燥器貯存2 d的花粉進行授粉。這與王吉慶等[3]的研究結果類似。花粉粒離體后只能存活一段時間，Firas Bou等[7]對冷凍的擬南芥花粉通過增加鈣離子提高了它的萌發率，為我們今后增加營養提高花粉生活力提供了依據。

3.2基因型和授粉方式對種子產量的影響

不同基因組合雜交重復授粉的單果籽粒質量明顯比單次授粉高，單果籽粒質量增加4.46%~62.86%，單果種子數增加6.03%~75.13%。與楊德江等[8]認為授粉后2 d進行重復授粉，單果種子數可比一次授粉增加9%~51%的結論類似。不同基因型組合之間單果質量、單果結籽量、單果種子數、千粒質量和座果率差異極顯著。果質量對單果種子重量和數量沒有顯著影響，這與在生產上一般選擇大果型作母本，認為大果生產種子多的結論不同。

參考文獻:

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