秋季水果黃瓜花粉萌發及其對授粉效果影響的研究

丁小濤，許 真，金海軍，張紅梅，余紀柱*，袁繼芳

（1上海市設施園藝技術重點實驗室，上海市農業科學院園藝研究所，上海201403；2鶴壁技術職業學院食品系，鶴壁458030；3上海市青浦區香花橋農業服務中心，上海201700）

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秋季水果黃瓜花粉萌發及其對授粉效果影響的研究

丁小濤1，許 真2，金海軍1，張紅梅1，余紀柱1*，袁繼芳3

（1上海市設施園藝技術重點實驗室，上海市農業科學院園藝研究所，上海201403；2鶴壁技術職業學院食品系，鶴壁458030；3上海市青浦區香花橋農業服務中心，上海201700）

摘 要：研究了秋季水果黃瓜花粉不同儲藏溫度（5℃、15℃、25℃）對其萌發率及授粉坐果情況的影響，及黃瓜雌花和雄花開放當天不同授粉時間（7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00），花粉的萌發率及授粉坐果情況。結果表明：5℃低溫儲藏黃瓜雄花花粉，花粉萌發率及授粉坐果效果最好，可以有效延長黃瓜授粉時間，至第3天花粉萌發率仍有58" 4％，收獲種子數為第1天授粉的69" 2％，并且種瓜收獲時沒有化瓜或無籽瓜。秋季黃瓜雌花開放當天，早上進行授粉的效果最好，尤其在7：00—9：00，下午授粉也能獲得一定的種子產量，但收獲種子數只有7：00的56" 8％—75" 9％。

關鍵詞：黃瓜；花粉；萌發率；雜交育種

我國是黃瓜生產大國，栽培面積和產量均居世界首位［1］，龐大的市場需求促進了黃瓜育種工作的開展。黃瓜（Cucumis sativus L"）是葫蘆科重要的蔬菜作物之一，為喜溫性植物，溫度過高或過低均會導致其授粉受精作用不良，進而影響種子產量和育種工作的順利進行。同時，黃瓜為單性花作物，尤其對強雌性的水果黃瓜，開放雄花還要進行硝酸銀等化學藥劑處理［2］，這樣在制種過程中就很容易出現花期不遇或者花粉不夠等問題。而對花粉萌發和授粉方面的研究，在牡丹［3］、大花蕙蘭［4］等花卉中研究較多，在番茄［5-6］、西葫蘆［7］、黃瓜［8-9］等蔬菜中也有研究，但這些研究主要集中于花粉萌發的培養條件和儲藏條件上，對蔬菜上花粉萌發率與授粉時間的相關性研究以及授粉時間對種子產量影響的研究較少，尤其是對水果黃瓜的研究更少，為使水果黃瓜的育種、制種和保種工作順利開展，本試驗開展了不同溫度儲藏保持黃瓜花粉萌發率及授粉效果的試驗，同時也研究了不同授粉時間對種子產量的影響，以期為我國水果黃瓜制種和育種工作提供幫助。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

試驗于2012年8—12月在上海市農業科學院莊行綜合試驗站塑料大棚中進行，所用黃瓜為荷短型水果黃瓜，母本編號為12QP-1，父本編號為12QP-2，均為全雌性，由上海市農業科學院園藝所提供。父本黃瓜第一片真葉將要展開時，開始噴施250倍的硝酸銀［2］，之后每3 d噴施1次，共噴施5次。

試驗1：9月25日待母本雌花、父本雄花均開放時，開始不同溫度儲藏花粉授粉的試驗。

試驗2：9月26日開始不同時間進行授粉的試驗。

1．2 試驗方法

1" 2" 1 試驗處理的設置

試驗1設置3個儲藏溫度處理：5℃、15℃和25℃。每個處理用自封袋儲藏，9月25日8：00—9：00對盛開的黃瓜雄花200朵授粉，重復3次。試驗2設置6個授粉時間點：7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00，每隔2 h授粉1次，每次授粉10朵，重復3次。

1" 2" 2 授粉和花粉萌發率

試驗1：分別將不同溫度儲藏0 d、1 d、2 d、3 d、4 d和5 d的黃瓜花粉進行授粉，雌花選擇當天盛開并正常發育的，每次授粉10朵，重復3次，每朵雄花授粉1個雌花，均勻涂抹在雌花柱頭上，選擇每天早上9：00進行授粉；同時分別每次取出5朵雄花，參考許文連等［10］、李靜等［11］方法用10×10的顯微鏡觀察花粉的萌發數，每次至少5個視野，重復3次，取平均值。

試驗2：選擇9月26日當天盛開的發育正常的雄花和雌花進行授粉，每個時間授粉10株，重復3次，每朵雄花授粉1個雌花，均勻涂抹在雌花柱頭上。同時每個時間點取5朵雄花，重復3次，同上觀察每個時間點的花粉萌發數。

1" 2" 3 種子數和化瓜或無籽瓜的統計

所有處理每次授粉后掛吊牌在所授粉果實上，吊牌上標明不同處理，授粉時間。當果實膨大并完全成熟后（授粉后約50 d），采收果實，統計每個處理每個瓜中的種子數，取平均值。同時統計每個處理的化瓜或無籽瓜比例。

2 結果與分析

2．1 不同溫度不同儲藏時間花粉的授粉坐果情況

從單瓜收獲種子數來看（圖1），黃瓜花粉5℃條件下儲藏的效果最好，儲藏1 d后授粉采收的種子數和當天授粉的效果差異不明顯，2 d后單瓜收獲種子數為161" 6粒，是當天授粉收獲種子的69" 2％，3 d、4 d后分別為當天的28" 9％和18" 3％，儲藏5 d后，授粉后沒有收獲到種子；15℃條件下儲藏1 d，單瓜收獲種子為當天授粉收獲種子的84" 6％，而儲藏2 d后降低為6" 0％，3 d后沒有收獲種子；25℃條件下儲藏1 d，平均單瓜收獲種子為14" 8粒，為黃瓜當天授粉收獲種子的6" 3％，儲藏2 d后沒有收獲種子。

圖1　不同儲藏溫度和時間授粉后果實種子數及化瓜或無籽瓜情況Fig．1 Seeds per fruit and percentages of wilted fruits or seedless fruits under different storage temperatures and periods

5℃條件下儲藏黃瓜花粉，儲藏1 d、2 d后授粉，黃瓜沒有出現化瓜或無籽瓜現象，3 d后出現20％的化瓜或無籽瓜，4 d后出現70％，5 d后為100％，即授粉已經沒有效果；15℃條件下儲藏黃瓜，1 d后授粉沒有化瓜或者無籽瓜，2 d后化瓜或無籽瓜比例達到90％，3 d后為100％；25℃條件下，黃瓜花粉儲藏1 d后授粉化瓜或無籽瓜比例便達到50％，2 d后達到100％，授粉即沒有效果。

2．2 不同溫度不同儲藏時間花粉的萌發率

圖2是從電子顯微鏡看到的不同儲藏溫度、不同時間花粉的萌發情況。可以看出，當天早上9：00采收的雄花花粉萌發比例最高，為93" 8％。5℃條件下儲藏1 d后，降低為79" 8％，之后隨著儲藏時間延長，花粉萌發率不斷降低，到第5天降低為1" 6％，5℃條件下儲藏黃瓜花粉，花粉萌發率隨著時間延長降低的比較平緩；15℃下儲藏，花粉萌發率隨著儲藏時間延長降低程度明顯變大，至第4天，花粉萌發率便降低為0；25℃條件下儲藏黃瓜花粉1 d，花粉萌發率便降低為19" 8％，2 d后降低為2" 9％，3 d后黃瓜花粉沒有萌發的。

圖2　不同儲藏溫度和時間后花粉的萌發率Fig．2 Pollen germination rates under different storage temperatures and periods

2．3 當天開放雄花不同時間花粉的萌發率及授粉后的種子收獲情況

從圖3可以看出，當天不同時間授粉的效果差異較大，早上7：00授粉的效果最好，單瓜平均收獲種子數為239" 3粒，9：00授粉的效果次之，和7：00差異不明顯，11：00授粉效果有所降低，單瓜平均收獲種子數198" 3粒，為早上7：00授粉效果的82" 9％，之后每隔2 h，授粉獲得種子數逐漸降低，17：00授粉獲得種子數為7：00的56" 8％。授粉當天不同時間花粉萌發率和單瓜種子采收數量呈現相似變化，同樣早上7：00花粉粒萌發比例最高，以后逐漸降低，至17：00降低為59" 2％。說明花粉萌發率和單瓜種子數的相關性極大，可以用來判斷授粉的好壞及種子的產量。

圖3　當天不同授粉時間黃瓜花粉的萌發率及采收果實的種子數Fig．3 Pollen germination rates and reaped seeds per fruit under different pollination times on the same day

3 結論與討論

育種、制種工作是保證黃瓜正常生產的關鍵。而育種、制種工作中對花粉萌發率的研究又是重中之重，只有保證花粉有足夠的活力和萌發率，才能保證授粉工作的順利進行。黃艷慧等［6］研究表明，番茄在高溫條件下加濕處理，可以明顯提高番茄的花粉活力和萌發率，同時也可以提高番茄的坐果率，易成龍等［8］也研究了不同溫度對黃瓜花粉萌發力的影響，發現5℃和10℃儲藏花粉，花粉的萌發力較好，但試驗樣本較少，處理內差異較大。本試驗系統研究了花粉不同儲藏溫度、不同儲藏天數后花粉的萌發率和授粉后種子的收獲情況，發現5℃條件下儲藏2 d后，花粉的萌發仍在50％以上，授粉后單瓜種子數也有當天雄花授粉收獲種子的69" 2％，并且授粉后的黃瓜沒有化瓜或無籽瓜發生，之后逐漸出現化瓜或無籽瓜，并且花粉萌發率及收獲種子數均逐漸下降，說明5℃儲藏花粉，可以使花粉的有效期延長到第3天授粉的時間，并獲得較高的種子產量。15℃儲藏1 d后花粉萌發率較高，沒有化瓜或者無籽瓜，但儲藏2 d后采收種子數急劇下降，并且化瓜或者無籽瓜比例達到90％，說明15℃儲藏花粉，只有1 d的授粉延長效果。而25℃條件下，黃瓜花粉儲藏1 d后授粉基本沒有效果，說明常溫下黃瓜花粉當天授粉才有效果。

對于黃瓜制種者或育種者，清晨是授粉較為合適的時間，因此，建議下午不要授粉，但是具體清晨不同時間授粉，種子產量的差異，以及下午授粉的效果如何，這方面的研究較少。許利彩等［7］對西葫蘆的花粉生活力研究表明，西葫蘆授粉的最佳時間為6：00—8：00，這個時間西葫蘆結實率最高。本課題研究發現，黃瓜秋季制種，7：00—9：00授粉效果最好，不僅花粉萌發率高，同時單瓜收獲種子數也最多，之后隨著授粉時間推遲，黃瓜花粉萌發率及收獲種子數逐漸降低，但即使17：00授粉，花粉的萌發率也在50％以上，同時單瓜收獲種子數也有7：00授粉的50％以上，說明黃瓜授粉確實清晨進行最好，但是，如果遇到雄花花粉或勞動力等不好協調時，下午授粉也能獲得一定的種子產量。

總之，黃瓜授粉的工作比較集中且勞動量大，如果授粉工作中遇到雌株和雄株花期不遇，那么將對黃瓜種子產量造成很大影響，適當調整雌雄花開放時間或者授粉時間將非常重要，本研究發現5℃低溫儲藏雄花花粉，可以有效延長授粉時間至第3天，這對缺少或者需要長距離調配雄花來開展的授粉工作，起到了非常重要的作用。同時，秋季黃瓜雌花開放當天，早上進行授粉的效果最好，尤其是7：00—9：00，但下午授粉也能獲得一定的種子產量。

參 考 文 獻

［1］侯鋒，李淑菊"我國黃瓜育種研究進展與展望［J］"中國農業科學，2000，33（3）：100-102"

［2］丁小濤，郝婷，金海軍，等"硝酸銀和赤霉素處理對黃瓜雌性系誘雄效果的比較［J］"上海交通大學學報：農業科學版，2013，31（6）：1-5"

［3］賈文慶，張少偉，劉露穎，等"不同培養基和貯藏方法對矮牡丹花粉萌發的影響［J］"西南農業學報，2013，26（1）：338-341"

［4］王利民，王四清，王彩霞，等"大花蕙蘭花粉離體萌發試驗初報［J］"林業科學，2005，21（4）：122-124，161"

［5］閆立英，馮志紅，張慎好，等"番茄花粉生活力研究［J］"種子，2005，24（6）：23-26"

［6］黃艷慧，李亞靈，溫祥珍"高溫下不同空氣濕度對溫室番茄花粉活力和坐果率的影響［J］"西北農業學報，2011，20（11）：105-110"

［7］許利彩，李海真，沈火林"西葫蘆花粉生活力測定方法及最佳授粉時間的研究［J］"河南農業科學，2009（8）：120-124"

［8］易成龍，俞源"低溫保持黃瓜花粉萌發力試驗初報［J］"長江蔬菜，2009（15）：37-38"

［9］李曉麗，閆立英，馮志紅，等"黃瓜花粉生活力的研究［J］"北方園藝，2008（3）：24-26"

［10］許文連，李云霞，孔銀秀"黃瓜花粉萌發的實驗［J］"蔬菜，2008（2）：32-33"

［11］李靜，胡建斌，李建吾，等"運用正交設計優化黃瓜花粉離體萌發條件［J］"貴州農業科學，2008，36（6）：139-140"

（責任編輯：王曉華）

Pollen germination and its effect on pollination of fruit cucumber in autumn

DING Xiao-tao1，XU Zhen2，JIN Hai-jun1，ZHANG Hong-mei1，YU Ji-zhu1*，YUAN Ji-fang3
（1Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology，Horticultural Research Institute，Shanghai Academy of Agricultural Sciences，Shanghai 201403，China；2Department of Food，Hebi Vocational Technical College，Hebi 458030，China；3Qingpu District Xianghuaqiao Agricuttaral Service Center，Shanghai 201700，China）

Abstract：The effects of different storage temperatures（5℃，15℃and 25℃）on the pollen germination rate，pollination and fruit setting of autumn fruit cucumber were studied，and the pollen germination rate，pollination and fruit setting were investigated under different pollination times on blooming date（7：00，9：00，11：00，13：00，15：00 and 17：00）" The results showed that storing the pollen at 5℃had the highest pollen germination rate and the best pollination and fruit setting，effectively prolonged the cucumber pollination time and could still reach 58"4％in pollen germination rate on the third day and get 69" 2％as many as the seeds gained in the first-day pollination，and also there was not any wilted fruit or seedless fruit when reaping" The best pollination time was in the morning，especially during 7：00—9：00 on the blooming date of female flowers" The pollination in the afternoon could also obtain 56" 8％—75" 9％as many as the seeds gained in the pollination at 7：00"

Key words：Cucumber；Pollen；Germination rate；Crossbreeding

*通信作者，E-mail：yy2＠saas" sh" cn

作者簡介：丁小濤（1981—），男，碩士，助理研究員，主要從事設施栽培及黃瓜育種工作的研究。Tel：021-52235451；E-mail：xiaotao198108＠163" com

收稿日期：2015-05-26

文章編號：1000-3924（2016）01-043-04

中圖分類號：S642" 2

文獻標識碼：A

資助項目：上海市農委青年人才成長計劃［滬農青字（2014）第1-10號］；低碳環控型溫室結構及配套裝備研制與產業化示范（2014BAD08B01）；上海市農委項目“設施果菜類主要蔬菜分子標記的開發與新品種選育”［滬農科種字（2013）第5號］；公益性行業（農業）科研專項“長三角地區設施蔬菜高產高效關鍵技術研究與示范”（201403032）