“貴長”獼猴桃花粉直感效應研究

楊技超，韓振誠，何茂梅，羅 充，李良良，李葦潔

(1 貴州省山地資源研究所，貴陽，550001；2 貴州師范大學生命科學學院，貴陽，550025)

中國獼猴桃產業栽培面積和產量均居世界第一，但是中國獼猴桃出口競爭力亟待提升[1]，因此改善果實品質，提高市場競爭力是獼猴桃生產上的核心問題。“貴長”獼猴桃為貴州省選育的優良品種[2]，其果肉呈翠綠色，果肉多漿[3]。通過研究“貴長”獼猴桃的花粉直感(xenia)效應，篩選出授粉后著果率高、品質好的優良雄株，對“貴長”獼猴桃優質授粉樹的配置具有指導意義。

花粉直感是指果樹在授粉之后，花粉直接影響當年授粉雌株受精所形成的種子或果實，使其在果實性狀等方面發生變異的現象[4]。花粉直感在植物中普遍存在，無花果[5]、玉米[6]、蘋果[7-8]、板栗[9]、梨[10-11]、番茄[12]等均存在花粉直感現象，通過合理授粉可以提高大多數農作物的產量[13]。花粉直感由Garfield于1876年首次在蘋果上發現[14]。獼猴桃花粉直感現象最早由陳慶紅等[15]在“金魁”獼猴桃上發現，研究表明雄花花粉可以改善金魁獼猴桃果形，提高可溶性固形物及維生素C含量，增強耐貯性；齊秀娟等[16]研究發現獼猴桃在著果率、單果質量、可溶性固形物含量，縱橫徑、果形指數及硬度等方面均表現出明顯的花粉直感效應；肖藝等[17]認為不同品種授粉對湘吉無籽獼猴桃的維生素C含量影響顯著；李亮等[18]研究發現“華優”獼猴桃著果率、單果質量、果形指數、硬度、種子千粒質量、種子數、可溶性固形物及維生素C含量等方面表現明顯的花粉直感效應，而在可滴定酸、干物質、色度方面差異不明顯。

獼猴桃花粉直感現象十分明顯，目前生產上存在授粉樹配置混亂，花粉品質不一[19]等問題，嚴重影響果實品質。“貴長”是貴州省獼猴桃主栽品種，已發展成貴州省特色精品水果之一。目前對“貴長”獼猴桃花粉直感效應的相關研究及報道較少，并且前人對獼猴桃花粉直感研究主要集中在果實著果率和果實品質方面，缺乏對授粉樹性狀研究。果實品質不是選配授粉樹的唯一標準，也應對授粉樹的花期、花粉性狀、花粉量等問題進行綜合考慮。

研究不同品種授粉樹的花粉性狀差異，探討不同授粉樹花粉對“貴長”獼猴桃著果率及果實品質的影響，可為“貴長”獼猴桃選配高效的授粉樹提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雌株品種：“貴長”(在貴州獼猴桃主產區修文縣，選取樹齡相同，管理一致、樹勢健康的掛果樹作為試驗材料)。雄株品種：“紅陽”雄株、“和雄”(生產上常用的晚熟中華系授粉樹)、“陶木里”(布魯諾雄株)、貴州省山地資源研究所選育的5個雄性優良株系(“貴山M1”“貴山M36”“貴山M37”“貴山M38”“貴山M39”)及貴州省修文縣的10種雄性優良株系(“GX1”“GX2”“GX4”“GX5”“GX6”“GX7”“GX9”“GX10”“GX11”“GX12”)。“貴長”雌株及GX系列雄株種植于修文縣谷堡鎮烏栗村(海拔1 120 m),其余雄株種植于貴州省獼猴桃產學研基地(海拔1 080 m)。“紅陽”“和雄”“貴山M37”隸屬中華獼猴桃，其余品種為美味獼猴桃。

1.2 研究方法

1.2.1 物候期觀察 提前觀測試驗需要的所有品種，從出現花蕾時開始觀察，每天2次，直到花期結束為止。每次觀察記錄花的開放狀態和生理表現等。

1.2.2 花粉及果實的采收 大蕾期收集不同雄株無病害花蕾，剝出花藥于28 ℃恒溫箱散粉。花粉用離心管-20 ℃保存備用。

在果實成熟期(干物質≥17.5%、可溶性固形物≥6.5%)采果，室溫下存放至軟熟時測定果實各項指標(保留內果皮)。

1.2.3 授粉處理及著果率調查 用不同花粉(無“和雄”)對“貴長”授粉。授粉處理借鑒Seal等[20]的方法。每個授粉組合選取3～5株長勢相近、管理一致、樹勢健康的雌株，每株選取生長方位、粗度相似的枝條，選取100個未開放的花苞進行套袋。授粉前用離體培養法測花粉活力，所有花粉的活力均≥50%。盛花期時解開袋子授粉，授粉后立即套袋，標簽和花一對一進行掛牌。以園區常用授粉樹“GX7”授粉做對照組。在果園所有雄花開放結束后去袋。雌花花后20 d統計著果率。著果率=(著果數/掛牌數)×100%。

1.2.4 指標測定 花：隨機摘取18個雄株即將開放的花蕾，對單花花藥數、單花花藥質量、單花質量進行統計，每個處理計數20朵，重復3次，結果取平均值。花粉量參照葉正文等[21]和王藍青等[22]的方法，用血球計數板觀察。流式細胞儀(流式細胞儀Partec CyFlow Space，試劑盒：Partec CyStain UV Precise P)檢測授粉雄株倍性。采用花粉離體培養法檢測各個雄株花粉活力，試驗參照陳延惠等[23]，以12%蔗糖+0.01%硼酸配制培養基。用光學顯微鏡觀測并統計花粉粒長軸直徑。此外，取“紅陽♂”、“貴山M1♂”“和雄♂”“陶木里♂”“GX2♂”花粉在-80 ℃干燥保存1年后，測定活力。

果實：用游標卡尺測量不同授粉處理下“貴長”獼猴桃果實的縱橫徑，果形指數=果實縱徑/橫徑。用電子天平測單果質量。參照楊魯瓊[24]測干物質含量。液相色譜法[25]測定維生素C含量。手持測糖儀測定可溶性固形物含量。NaOH滴定法[26]測定可滴定酸含量。蒽酮比色法[27]測可溶性糖含量。考馬斯亮藍法[27]測可溶性蛋白含量。

種子：待不同授粉處理下“貴長”獼猴桃果實放置熟軟，用紗網過濾種子，用針尖去除雜質，每個處理數10個果實的種子數，計算平均值。每種處理數出10組500個種子，用精度0.000 1的電子天平稱質量，計算平均值，結果×2即種子千粒質量。將每種處理的種子于光學顯微鏡觀察縱橫徑。

1.3 數據分析

采用SPSS 21對數據進行聚類分析及差異顯著性分析。選取雄株單花花藥數、單花藥花粉量，以及雄株授粉后“貴長”著果率、單果質量、可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、干物質等，進行隸屬函數分析，以各指標的隸屬函數值平均值為標準，從大到小對供試雄株進行排序。

2 結果與分析

2.1 開花物候期

將18個雄株品種的花期與“貴長”雌株花期進行對比，發現“GX1♂”和“GX2♂”開花比“貴長♀”早，且花期能覆蓋“貴長♀”的花期，能夠滿足雌雄花期相遇的條件(見表1)。若雌雄花期不遇可以干燥冷藏花粉至雌株開花后人工授粉。“紅陽♂”“貴山M1♂”“和雄♂”“陶木里♂”“GX2♂”的花粉在-80 ℃干燥保存一年后，活力均在49.6%～70.1%，可達到獼猴桃生產需求，應對雌雄花期不遇問題。

表1 不同獼猴桃品種開花物候期比較

2.2 雄花性狀

調查結果看出，不同試驗雄株倍性、花冠直徑、花藥數、花藥質量占比、花粉粒長軸直徑及花粉量存在顯著性差異(見表2)。根據這些指標進行聚類分析的結果表明，以相對距離5為界，可把供試雄株花粉分為3個類群。I類群有5個品種，花藥質量占比變幅最大，花粉量變幅較大，平均每枚花藥花粉量為8.84千粒，其余各項指數居中；II類群有10個品種，花粉量變幅較大，平均每枚花藥花粉量為10.92千粒，花藥數顯著高于其他類群；III類群有3個品種，花藥數、花冠直徑以及花粉粒長軸直徑顯著低于其他類群(見圖1)。分析認為，II類群為花粉性狀優良類群，其中，又以“GX2♂”的花粉性狀最優。

表2 不同雄株花器性狀差異

圖1 不同獼猴桃雄株基于倍性、花冠直徑、花藥數、花藥質量占比、花粉粒長軸直徑及花粉量特性的聚類結果

2.3 著果率

試驗結果看出，相同種不同品種授粉后果實著果率差異較大，如“陶木里”授粉“貴長”的果實著果率可達78%，“GX6”授粉“貴長”的果實著果率僅為42%，兩者相差36個百分點；不同種的花粉授粉后著果率相差也較大，如“紅陽”和“陶木里”授粉“貴長”后著果率分別為40%和78%。說明，獼猴桃種內和種間親和性均存在明顯差異。二倍體及四倍體雄株(紅陽♂、貴山M37♂、貴山M39♂)授粉“貴長”后著果率均低于50%，多數六倍體雄株授粉“貴長”著果率相對較高。說明，親緣關系越近其著果率越高，也說明高倍體作為父本易提高著果率。

圖2 不同授粉品種對“貴長”獼猴桃的著果率

2.4 果實品質

種子及外在品質：除了“貴山M1”“貴山M39”“GX6”外，其余各授粉處理單果質量均大于對照(GX7♂)。其中，單果質量“GX12”>“GX11”>“貴山M38”>“GX1”>90 g。不同授粉處理后，種子數存在顯著差異，但是種子數與雄株倍性之間無顯著相關關系。種子縱橫徑存在顯著差異。試驗發現，授粉樹為二倍體時，“貴長”種子出現發育不良或畸形的情況，但其種子數未出現驟減。各授粉處理中，果形指數僅有“GX5”與對照有顯著性差異，該處理有助于果形變長。果皮茸毛受“貴長”雌株性狀影響，未因授粉處理的不同發生改變(見表3和圖3)。

表3 不同授粉品種對“貴長”獼猴桃種子和外在品質的影響

注：從左至右依次為倍性2×、4×、6×的父本對“貴長”授粉。圖3 部分授粉處理下“貴長”獼猴桃果實切面

內在品質：在可溶性糖含量方面，“GX11”>“GX10”>“GX1”>“貴山M37”>12%，且顯著高于對照。各處理可滴定酸含量均低于對照。在可溶性固形物含量方面，“GX1”>“GX11”>“貴山M36”>“貴山M37”>17%，且顯著高于對照。在維生素C含量方面，“GX2”>“GX5”>“GX10”>“紅陽”>“貴山M39”>“貴山M37”>114.3 mg/100 g，且顯著高于對照。在可溶性蛋白含量方面，“GX5”>“GX2”>“GX9”>“GX12”>2.4 mg/g，顯著高于對照。在干物質含量方面，“GX1”>“貴山M36”>“GX12”>22%，但是與對照無顯著性差異(見表4)。

表4 不同授粉品種對“貴長”獼猴桃果實內在品質的影響

2.5 不同授粉品種綜合評價

將不同授粉處理的果實種子數、種子縱橫徑及種子千粒質量的隸屬函數值與對應的單果質量進行相關性分析的結果表明，種子數與單果質量的相關系數r=0.18，相關性極弱；三者的平均隸屬函數值與單果質量的相關系數r=0.63，呈中度相關。說明，單果質量受種子質量、種子數以及種子大小及其他因素共同影響。對單花花藥數、單花藥花粉量、單果質量、可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、干物質、著果率進行隸屬函數分析，以各指標隸屬函數值的平均值為綜合評價標準，可見，“貴長”采用“GX1”和“GX12”授粉的表現較好(見表5)，且花期相遇，兩者適合做“貴長”的授粉樹。

表5 不同授粉品種做“貴長”獼猴桃的授粉樹的綜合評價

3 討論

獼猴桃花期較短，且花粉活力受溫度影響大[28-29]，如遇低溫多雨，將影響花粉傳播和正常發育，進而影響著果率和產量[30]，因此，選擇高效的花粉進行人工輔助授粉對提高獼猴桃產量及品質具有實際意義。本研究對18種獼猴桃花粉進行分類，發現不同品種間花藥數、花粉量、花冠直徑等差異顯著。葉正文等[21]研究表明，單花藥花粉量與品種特性、樹體營養及當年氣候條件等有關，但與品種關系最為密切。吳振玲[31]認為，春季前期積溫的高低對花粉量有決定性的影響。本研究發現，美味獼猴桃單花花藥數與花冠直徑顯著高于中華獼猴桃，該結果與齊秀娟等[32]研究結果一致。本試驗結果顯示，“貴山M1”“貴山M36”“貴山M38”“GX1”“GX2”“GX4”“GX7”“GX10”和“GX12”的花藥數與花粉量較多，花粉性狀優異。較多的研究表明，高倍體獼猴桃作為父本可以提高著果率及果實品質。生產中，可通過授粉樹擇優，建設專門的雄株園，進行超低溫貯藏花粉，在翌年使用，也可達到提高授粉效率的目的。

不同授粉處理對“貴長”獼猴桃的果形指數、可溶性固形物、維生素C含量均有影響，呈現出明顯的花粉直感效應，此結論與陳慶紅等[15]一致。不同授粉處理的“貴長”獼猴桃著果率、單果質量也有顯著性差異，此結論與齊秀娟等一致[16]。本研究發現高倍體獼猴桃作為父本時著果率多數較高，此結論與李志等[33]一致。不同品種授粉下可溶性糖含量、可滴定酸含量具有顯著性差異，此結論與肖藝等[17]、王國立[34]等一致。種子千粒質量與種子數也表現出明顯的花粉直感效應，此結論與李亮等[18]和Chen等[35]一致，與卜范文等[36]不完全一致。此外，本研究發現果實的可溶性蛋白含量與種子縱橫徑也存在花粉直感效應。本試驗發現不同花粉處理對獼猴桃干物質影響較大，如：“GX1”處理與“陶木里”處理的干物質含量相差4.71個百分點，可滴定酸含量也呈顯著性差異，這與李亮等[18]研究結果不完全一致。試驗未發現果皮茸毛存在花粉直感現象，與肖藝[17]，王國立[34])等研究一致，與賈愛平[37]研究不一致。本研究發現單果質量受種子數量、種子質量以及種子大小及其他因素共同影響，這與“授粉影響種子數量，進而影響果實大小”[38]說法不完全一致。

“貴長”獼猴桃在單果質量、種子數、種子質量、種子大小、果形、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量以及干物質含量方面均表現出明顯的花粉直感效應，很難做到所有指標均表現優秀。在實際生產中，可以根據生產需要選擇授粉樹，例如在增大單果質量方面，“貴長”可以用“GX12”授粉樹；在增加果實風味口感上，“貴長”可以用“GX11”授粉樹；若需要高花粉量授粉樹，可以種植“GX2”。有研究表明[39]混合授粉能夠顯著提高植物種質資源的遺傳多樣性，獼猴桃能否采用混合花粉直接應用到生產還有待進一步研究。

4 結論

“貴長”獼猴桃在單果質量、種子數、種子質量、種子大小、果形、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量以及干物質含量方面均表現出明顯的花粉直感效應，而果皮茸毛未表現出花粉直感效應。“貴長”獼猴桃單果質量受種子數、種子大小、種子質量及其他因素共同影響。結合花期、花粉性狀及授粉后果實品質等進行評價，認為在供試雄株中“GX1”和“GX12”用作“貴長”獼猴桃的授粉品種的綜合表現較好，適合作為“貴長”獼猴桃的配套授粉樹。