軟棗獼猴桃傳粉生態(tài)學(xué)研究

陳昌健 ，辛樹權(quán)，時(shí)東方，楊 蕾 ，趙驥民

(1.長春大學(xué) 園林學(xué)院，吉林 長春 130012；2.長春師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130022)

1 引言

軟棗獼猴桃(ActinidiaargutaSieb.etZucc.)是一種野生的藤本植物，在我國東北地區(qū)資源豐富[1]。軟棗獼猴桃果實(shí)無毛、光滑，是一種營養(yǎng)成分極高的小型食用漿果[2]，根、莖、葉均有藥用價(jià)值，抗寒性、抗病蟲害強(qiáng)，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、發(fā)展前景廣闊的野生果樹[3]，軟棗獼猴桃果實(shí)外觀形狀美麗，果皮顏色艷麗，果肉細(xì)嫩多汁，深受消費(fèi)者的歡迎[4]。隨著栽培面積的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量逐年增加，但對軟棗獼猴桃的生長發(fā)育規(guī)律研究卻很少。軟棗獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也受到雌雄花期不同步、果實(shí)品質(zhì)不均衡等因素的嚴(yán)重影響。本文中的“龍成2號”與“綠王”品種是吉林地區(qū)栽培面積較大的品系，以其花朵為試材，通過對花朵綜合特征、花粉活力和柱頭可授性、人工授粉試驗(yàn)及訪花昆蟲方面的綜合研究，了解軟棗獼猴桃當(dāng)?shù)厥诜垡?guī)律，為發(fā)展軟棗獼猴桃優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

2 材料與方法

2.1 研究材料

選取5年生雌株品種‘龍成2號’、雄株品種‘綠王’為試驗(yàn)材料。所觀測軟棗獼猴桃為多年生落葉藤本植物，植株高度187.4±5.2 cm，東西冠幅178.2±7.1 cm，南北冠幅157±6.9 cm。各樹體樹勢基本相同。

2.2 研究地點(diǎn)

觀察和試驗(yàn)于2021年5月上旬至8月上旬在吉林省長春市長春師范大學(xué)軟棗獼猴桃資源圃(坐標(biāo)125.67～125.68E，44.06～44.07N，海拔177.8 m)進(jìn)行，資源圃年有效積溫2964 ℃，年平均降水量575.6 mm。

2.3 軟棗獼猴桃花部綜合特征

隨機(jī)選取處于盛開的雌雄單花各30朵，測量花冠直徑、花柄長度、花柱長度和子房橫縱徑，并在JEOL掃描電子顯微鏡下觀察雌花柱頭表面結(jié)構(gòu)[5]。

2.4 柱頭可授性檢測

用聯(lián)苯胺-過氧化氫法測定軟棗獼猴桃雌花柱頭可授性。采集4 個(gè)不同時(shí)期的花朵，用解剖刀切下柱頭后浸入載玻片反應(yīng)液中。若柱頭周圍出現(xiàn)大量氣泡，說明柱頭有活力，具有可授性[6]。

2.5 花粉活力檢測

軟棗獼猴桃花粉活力檢測采用TTC法、I2-KI染色法與離體培養(yǎng)法檢測，比較3種檢測方法，確定適宜檢測花粉活力的方法。接著測定4 ℃冷藏條件下花粉活力變化，為軟棗獼猴桃授粉提供技術(shù)支持[7]。

2.5.1 TTC 染色法

取花粉散落到載玻片上，滴1～2滴TTC反應(yīng)液，蓋好玻片后置于37 ℃遮光條件下3 h，于光學(xué)顯微鏡下觀察統(tǒng)計(jì)視野中變紅的花粉數(shù)目[8]。

2.5.2 I2-KI染色法

取花粉散落到載玻片凹陷處，加1～2滴I2-KI染液，蓋好玻片后室溫染色，光學(xué)顯微鏡下觀察統(tǒng)計(jì)視野中藍(lán)黑色花粉數(shù)(含有累積的淀粉)。

2.5.3 離體培養(yǎng)法

三角瓶中加入硼酸0.1 g，硝酸鈣0.3 g，硫酸鎂0.2 g，硝酸鉀0.1 g，瓊脂0.5%，蒸餾水100 mL。培養(yǎng)基121 ℃條件下滅菌20 min 后在培養(yǎng)基未凝固時(shí)倒在載玻片凹陷處，用發(fā)絲粘取少量花粉均勻彈播于培養(yǎng)基后萌發(fā)4 h。以花粉管長度達(dá)花粉粒直徑2倍以上作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 人工授粉試驗(yàn)

對“龍成2號”花蕾開花前2 d進(jìn)行不同套袋授粉處理。(Ⅰ)自花授粉，套羊皮紙袋，開花后授自身花粉；(Ⅱ)開花前去雄，套羊皮紙袋，不授粉；(Ⅲ)開花前去雄，)套80目防蟲網(wǎng)，開花后不授粉；(Ⅳ)人工異交，開花前去雄，套羊皮紙袋，開花后授‘綠王’花粉；(CK)自然授粉，不做任何處理。待果實(shí)成熟后收獲，并計(jì)算坐果率。

2.7 訪花昆蟲觀察

試驗(yàn)于氣候晴朗的5月19日至5月21 日進(jìn)行，隨機(jī)選取3株軟棗獼猴桃植株為觀察對象。每天8:00至20:00在離植株1 m遠(yuǎn)的地方連續(xù)觀察和記錄昆蟲的訪花行為，有效昆蟲種類物種和造訪花藥和/或柱頭次數(shù)。

所有訪花媒介昆蟲收集在乙醚制成的毒氣瓶中，然后返回實(shí)驗(yàn)室，用70%酒精沖洗，在光學(xué)顯微鏡下觀察花粉。攜帶軟棗獼猴桃花粉的昆蟲，以及在訪花過程中與花藥和/或柱頭接觸的昆蟲，被認(rèn)為是有效的傳粉者。

3 結(jié)果與分析

3.1 花部綜合特征

在當(dāng)年春季抽生出花序，每個(gè)花序有1～3 朵輻狀花冠。花徑(2.47±0.28)cm，柄長(2.15±0.32)cm,，花瓣雪白色．花萼5～6片。子房上位，縱徑長(2.73±0.21)mm。雄蕊花藥多黃黑色，花絲退化。柱頭表面結(jié)構(gòu)在電子顯微鏡下可觀察到凹凸不平，溝壑縱橫，有利于嵌合外來花粉。

3.2 柱頭可授性與花粉活力檢測

觀察圖1不同階段柱頭產(chǎn)生氣泡量可知，軟棗獼猴桃單花未開放時(shí)，柱頭開始具有可授性，花瓣稍張開時(shí)，可授性增強(qiáng)(圖1A)，單花開至盛花期時(shí)，柱頭可授性最強(qiáng)，產(chǎn)生氣泡最多(圖1B)，隨后柱頭可授性慢慢減弱。當(dāng)花瓣全部凋落后，柱頭仍具有較弱的可授性(圖1D)，以保證充足的授粉時(shí)間。

通過觀察不同測定方法下軟棗獼猴桃花粉萌發(fā)率(表1)的結(jié)果可以看出，3種測定花粉活力的方法中，離體培養(yǎng)法最為適宜。通過離體培養(yǎng)法測定4 ℃條件下貯藏的花粉活力可以看出(圖2)，花粉貯藏30 d左右依舊具有50%的活力，可以用于軟棗獼猴桃授粉。

A：花朵初開期柱頭可授性；B：花朵盛開期柱頭可授性；C：花朵衰敗期柱頭可授性；D.：花朵凋落期柱頭可授性；E.：由左至右階段依次為：初開期、盛開期、衰敗期、凋落期

表1 不同測定方法下軟棗獼猴桃花粉萌發(fā)率

3.3 人工授粉試驗(yàn)檢測

通過授粉試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同套袋授粉方式的坐果率具有較大差異(表2)。“龍成2號”以人工異交處理的坐果率最高，高達(dá)84.73%；其次，對照組(CK)的坐果率為78.52%。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，自花授粉與開花前去雄不授粉的坐果率均為0%，表明該物種不能自花結(jié)實(shí)，應(yīng)該是雌性品種。此外，開花前去雄不授粉有0%的坐果率，而開花前去雄套網(wǎng)的處理73.28%的坐果率，表明在試驗(yàn)園中存在風(fēng)媒傳粉。處理Ⅲ的坐果率略低于對照組處理，表明試驗(yàn)園內(nèi)存在蟲媒授粉。

由表3可見，人工異交處理所得到的果實(shí)單果重、橫縱徑和種子數(shù)均高于自然授粉(CK)，說明人工授粉有利于提高果實(shí)重量，增加果實(shí)種子數(shù)。

3.4 訪花昆蟲觀察

蜜蜂科蜜蜂屬的中華蜜蜂(ApisceranaceranaFabricius)是軟棗獼猴桃主要的有效傳粉者。訪花行為表現(xiàn)為：蜜蜂采花時(shí)，通常直接停留在花蕊上或匍匐在花蕊上，前后拍打前腳，在后腳的“花粉籃”上收集花粉。它通常從軟棗獼猴桃樹的中上部進(jìn)入花叢，在同一軟棗獼猴桃樹的周圍一行一行地觀賞幾朵花，然后飛向鄰近的樹上花朵。蜜蜂訪花時(shí)間的長短取決于蜜蜂的性別，體質(zhì)強(qiáng)弱和采集花粉的能力。并不是每只蜜蜂拜訪的時(shí)間都一樣。當(dāng)蜜蜂在花蕊上移動時(shí)，附著在身體上的花粉和由后腳攜帶的花粉就會與柱頭接觸，這樣就完成了授粉。

4 小結(jié)與討論

花的形態(tài)結(jié)構(gòu)、性別、交配系統(tǒng)等都是個(gè)體發(fā)展和進(jìn)化適應(yīng)博弈的結(jié)果，所以花是體現(xiàn)資源分配格局的重要器官[9]。不同的植物在不同的資源分配環(huán)境中具有不同的花的特性和繁殖策略，同株植物在資源分配微環(huán)境上的差異還可以體現(xiàn)在雄蕊、花藥和花粉活力上，自然選擇和人工干預(yù)都會留下痕跡[10～13]。

本試驗(yàn)中，軟棗獼猴桃花朵未開時(shí)，柱頭便具有可授性，花瓣稍張開時(shí)，可授性增強(qiáng)，單花開至盛花期時(shí)，柱頭可授性最強(qiáng)，隨后柱頭可授性慢慢減弱。當(dāng)花瓣全部凋落后柱頭仍具有較弱的可授性，以保證充足的授粉時(shí)間。離體培養(yǎng)法對比TTC染色法以及I2-KI染色法具有顯著性，通過離體培養(yǎng)法測定4 ℃條件下貯藏的花粉活力，貯藏30 d左右軟棗獼猴桃花粉依舊具有50%的活力，可以用于軟棗獼猴桃的授粉。人工授粉有利于提高果實(shí)大小、重量與果實(shí)種子數(shù)。果實(shí)品質(zhì)的測定有待試驗(yàn)下一步研究。蜜蜂科蜜蜂屬的中華蜜蜂(ApisceranaceranaFabricius)是軟棗獼猴桃主要的有效傳粉者。