基于花序坐果數和果實直感篩選庫爾勒香梨適宜的授粉品種

程嘉寶 薛大虎 張峰 王言君 王春峰 李養義 何天明

摘 要 ‘庫爾勒香梨屬于異花授粉的梨品種。在主產區立地田間下篩選合適的授粉品種是實現提質增效的重要技術措施。試驗選擇13個梨品種作為父本對‘庫爾勒香梨進行授粉，自然授粉作為對照，分別于授粉后20 d和80 d對花序坐果數進行調查，待果實成熟后將授粉果實的部分指標和種子特性進行測定和比較分析，采用相關性分析和主成分分析對授粉果實的12項指標進行果實性狀綜合評價并計算綜合得分，為‘庫爾勒香梨篩選高效授粉品種提供參考。結果表明：不同授粉組合中，花序坐果數較對照顯著提高，在單果質量、偏斜指數、果實硬度、可溶性固形物含量、石細胞團含量、種子數、鮮籽質量和干籽質量方面果實直感效應明顯，但在果形指數、可食部分大小（心果比）和飽籽數果實直感效應不完全明顯。部分果實指標間存在著顯著或極顯著的相關性。通過主成分分析所提取的4個主成分累計方差貢獻率達89.298%，包含了果實指標的大部分信息，綜合得分結果顯示‘南果梨‘園黃‘寒紅‘碭山酥梨和‘新妃5個梨品種對‘庫爾勒香梨授粉效果較好。

關鍵詞 庫爾勒香梨；授粉品種；花序坐果數；果實直感；果實性狀；綜合評價

新疆是中國重要的梨產區，‘庫爾勒香梨是新疆古老的地方優良品種（以下簡稱香梨），已有1400多年的栽培歷史，主要分布在巴州庫爾勒和阿克蘇等地區［1］。香梨作為新疆特色林果業支柱產業之一，在新疆地方梨品種栽培面積和產量中占據較大比重［2-3］，既是新疆梨品種的代表，又是聞名海內外的中國農產品的象征，在林果業增效、果農增收等方面發揮著重要作用［4-5］。

庫爾勒香梨是嚴格的異花授粉植物，栽培時需配置授粉樹和人工授粉才可以保證產量［6］。隨著產業化發展，以香梨為主栽的單一品種帶來了一些負面效應；梨品種結構相對單一，嚴重影響了其競爭力，長期以來以‘碭山酥梨和‘鴨梨為主的授粉樹配置也造成了品質下降，偏斜果增多的現象。

早在20世紀80年代，在香梨產業起步發展時，周其石［7］對‘庫爾勒香梨的花粉直感現象進行了研究，認為‘假把子‘茌梨‘鴨梨和‘碭山酥梨是香梨較適合的授粉品種。近些年來，在新疆的許多梨育種工作者努力下，育出了‘新梨7號［8］‘新梨9號［9］‘雪香［10］等新品種，也陸續從國內外引進許多優秀的梨品種。隨著梨品種種類的增多和香梨品質的降低，新的問題又浮出水面：這些新育成以及引進的梨品種哪些可以作為香梨更適合的授粉品種？篩選出以后是否可以作為香梨的輔栽品種？既能充當授粉樹的作用，又可以調整優化新疆梨品種的結構。這方面的研究和報道甚少。

鑒于此，筆者課題組在前期基于開花物候期和花粉質量的篩選有了一定的研究基礎，本文主要從供試梨品種對香梨授粉后的花序坐果數和果實直感等角度對其進行了進一步研究。

1 材料與方法

1.1 材? 料

1.1.1 試驗地概況 本研究的田間調查于2022年在庫爾勒沙依東園藝場十分場新疆農業大學梨育種基地（86°00′35″E，41°73′69″N）及周邊梨園進行。實驗室測定工作在新疆農業大學國家瓜果改良中心新疆分中心育種實驗室完成。沙依東園藝場十分場，位于新疆庫爾勒市境內，屬暖溫帶大陸性干旱氣候，年降水量87 mm，年蒸發量2 800 mm，無霜期210 d，7月份平均氣溫28? ℃，1月份平均氣溫- 12.1? ℃，年均溫度11.4 ℃，有效日照時數2 460? h，≥10 ℃年有效積溫3 800 ℃，土壤為戈壁荒漠灌淤土，pH為8.3，含鹽量? 0.6%［11］，土壤有機質含量為1.3%，栽培管理? 一致。

1.1.2 試驗材料 在試驗前期研究的基礎下，選取的授粉組合詳見表1。

1.2 方 法

1.2.1 授粉處理 考慮到每株樹體營養不同導致授粉的差異，在氣球期選擇樹勢健壯、樹齡相近的12～15 a生香梨樹若干，以庫爾勒香梨任意主枝為一個授粉單位進行授粉，每個品種設置3次重復，共計39個主枝，保留2、3、4序位花，摘除剩余序位花并統計好花序數、花朵數，隨后進行去雄和套袋。待花期將套袋拆開進行授粉，授粉后重新套袋。授粉完畢后掛牌標記區分授粉品種。

1.2.2 授粉花序坐果數調查 授粉后20 d后把套袋摘掉，并調查記錄不同梨品種對香梨授粉后各花序的坐果數情況，授粉后80 d和采前再調查兩次，共計調查3次。

1.2.3 授粉果實各項指標的測定 果實成熟度的確定參照王大江等［12］的方法，每個品種（系）以單株90%～95%均達到成熟特征為成熟期標準。每個授粉品種隨機采集30個果實，10個果實為1個重復。采集后保溫箱帶回實驗室，置于冷藏柜（0～4 ℃）放置3～7 d完成生理后熟取出進行相關指標的測定。

單果質量，用果實專用電子稱稱量；果形指數，使用數顯游標卡尺量取各個果實的縱徑、橫徑，并計算對應果實的果形指數：縱經/橫徑；偏斜指數，使用數顯游標卡尺量取最大縱徑和最小縱徑，參考張宗坤［13］和孫建設等［14］的方法計算偏斜指數（DD）：

DD=2（HR-hr）HR+hr×100%

心果比，使用數顯游標卡尺量取果心橫徑，計算心果比：果心橫徑/果實橫徑；果實去皮硬度，采用德克數顯水果硬度計測量；可溶性固形物，采用德克手持數顯折光儀測量；石細胞：采用冷凍法測量［15］。

1.2.4 授粉果實中種子特征調查 每個授粉組合隨機選取10個果樣，取出每個果實中種子，調查記錄種子數和飽籽數，再將全部種子稱取鮮籽質量，然后放置于烘箱烘干稱取干籽質量。

1.3 數據分析與處理

使用Excel 2016進行數據統計整理，分析軟件DPS進行差異性顯著性分析（Duncans新復極差法，P<0.05），數據以“平均值±標準偏差”表示。采用軟件Origin 2018進行圖片處理。軟件SPSS進行果實指標的相關性分析和主成分分析，提取成分特征值大于1，以各項主成分所對應的貢獻率作為權重，計算不同梨授粉組合果實性狀的綜合得分［16］。

2 結果與分析

2.1 不同梨品種授粉后花序坐果數比較

8月下旬至9月上旬正值庫爾勒香梨采摘期，大風天氣過多導致的落果易造成數據誤差。因此主要以授粉20 d和授粉80 d（兩次生理落果）后的調查結果進行分析。不同品種授粉后不同時期的花序坐果數如表2所示。授粉20 d和80 d不同品種授粉的花序坐果數均高于對照（香梨自然授粉，下同）。授粉20 d和80 d花序坐果數最高的授粉品種均為‘黃花，授粉20 d花序坐果數最低的授粉品種是‘鄂梨1號，授粉80 d花序坐果數最低的授粉品種是‘紅云；采摘前花序坐果數最高的授粉品種是‘寒紅，最低的是‘明月，授粉品種為‘鴨梨‘雪花梨‘寒紅‘黃花‘早酥和‘新妃的花序坐果數均顯著高于對照，剩余授粉品種花序坐果數與對照相比顯著性差異不明顯。

2.2 不同梨品種授粉后果實品質比較

不同梨品種授粉的果實各項指標如表3所示。單果質量較高的授粉品種是‘園黃‘寒紅‘中梨1號和‘新妃，最低的是‘明月，授粉品種為‘鴨梨‘明月‘鄂梨1號和‘早酥的果實單果質量顯著低于對照，其余梨品種授粉的果實單果質量與對照相比顯著性差異不明顯；果實橫徑最大的授粉品種是‘寒紅，最小的是‘明月，授粉品種為‘鴨梨和‘明月的果實橫徑顯著低于對照，授粉品種為‘寒紅的果實橫徑顯著高于對照，其余梨品種授粉的果實橫徑與對照相比顯著性差異不明顯；果實縱徑最大的授粉品種是‘紅云，最小的是‘明月，授粉品種為‘鴨梨‘明月‘鄂梨1號和‘早酥的果實縱徑顯著低于對照，其余梨品種授粉的果實縱徑與對照相比顯著性差異不明顯；果形指數由果實的縱橫徑相比得來，0.6～0.8為扁圓形，0.8～0.9為圓形或近圓形，0.9～1.0為橢圓形或圓錐形，1.0以上為長圓形。本次授粉試驗不同梨品種授粉果形指數均大于1.0，均與對照一致；果心橫徑最大的授粉品種是‘寒紅，最小的是‘明月，所有梨品種授粉的果心橫徑均顯著高于對照；心果比由果心橫徑與果實橫徑相比得來，可用作可食部分指標的參考，心果比最大的授粉品種是‘寒紅，較小的是‘南果梨和‘紅云，所有梨品種授粉的心果比均高于對照；偏斜指數較大的授粉品種‘鴨梨和‘早酥，較小的是‘雪花梨‘南果梨‘寒紅和‘鄂梨1號，所有梨品種授粉的果實的偏斜指數均低于對照。

2.3 不同梨品種授粉后果實硬度比較

不同梨品種授粉的果實去皮硬度的差異性如圖1所示。果實去皮硬度最大的授粉品種是‘寒紅，最小的是‘碭山酥梨。其中授粉品種為‘碭山酥梨‘園黃‘南果梨和‘早酥的果實去皮硬度顯著低于對照，剩余梨品種授粉的果實去皮硬度與對照相比顯著性差異不明顯。

2.4 不同梨品種授粉后果實可溶性固形物含量比較

不同梨品種授粉果實可溶性固形物含量差異如圖2所示。可溶性固形物含量最高的授粉品種是‘碭山酥梨和‘南果梨，最低的是‘明月。授粉品種為‘碭山酥梨‘南果梨和‘新妃果實的可溶性固形物含量顯著高于對照，授粉品種為‘明月果實可溶性固形物含量顯著低于對照，其余品種授粉的可溶性固形物含量與對照相比無顯著性差異。

2.5 不同梨品種授粉后果實石細胞團含量比較

不同梨品種授粉果實石細胞團含量的差異如圖3所示。石細胞團含量最高的授粉品種是‘早酥，最低的是‘南果梨和‘新妃。授粉品種為早酥的果實石細胞團含量顯著高于對照，授粉品種為‘鴨梨‘明月和‘黃花果實的石細胞團含量與對照相比顯著性差異不明顯，剩余品種授粉果實的石細胞團含量顯著低于對照。

2.6 不同梨品種授粉后種子性狀比較

不同梨品種授粉的種子特性差異如表4所示。單果種子數和飽籽數最多的授粉品種均為‘寒紅，單果種子數較低的授粉品種是‘明月‘紅云和‘中梨1號，飽籽數最低的授粉品種是‘明月。授粉品種為‘南果梨和‘寒紅果實的單果種子數顯著高于對照，其余品種授粉果實的種子數與對照相比顯著性差異不明顯。授粉品種為‘明月和‘紅云的飽籽數顯著低于對照，其余品種授粉的飽籽數對照相比顯著性差異不明顯。

鮮籽質量和干籽質量最大的授粉品種均為‘寒紅，最小的均為‘明月。授粉品種為‘早酥‘紅云和‘明月的鮮籽質量和干籽質量均比對照低。

2.7 不同梨品種授粉后果實各項指標的相關性分析

不同品種授粉果實性狀的相關性分析表明（表5），授粉20 d和80 d的花序坐果數之間呈極顯著的正相關；單果質量與飽籽數和鮮籽質量之間呈顯著正相關，與可溶性固形物含量和干籽質量之間呈極顯著正相關，與石細胞團含量之間呈顯著負相關；果形指數與偏斜指數之間呈顯著正的相關，與鮮籽質量之間呈顯著負相關；偏斜指數與石細胞團含量之間呈極顯著正相關；可溶性固形物含量與飽籽數和干籽質量之間呈顯著正相關；石細胞團含量與單果種子數和干籽質量之間呈顯著負相關；干籽質量與鮮籽質量、單果種子數和飽籽數之間均呈極顯著正相關；鮮籽質量與單果種子數和飽籽數之間呈極顯著正相關。其余果實性狀之間未呈現顯著的相關性。

2.8 不同梨品種授粉后果實各項指標的主成分分析

根據不同品種授粉果實性狀相關性分析可以看出心果比的相關系數均小于0.3，與其余授粉果實性狀的相關性不大，因此去掉該指標將其余12項果實指標進行主成分分析。經過最大方差正交旋轉后，結果顯示前4個主成分貢獻率分別為33.996%、20.720%、19.177%和? 15.406%，累計貢獻率為89.298%（表6）。可以用這4個主成分代表12項果實指標進行不同梨授粉組合果實性狀的分析和評價。其中第1個主成分主要包含單果質量、果形指數、鮮籽質量、干籽質量、種子數和種子飽籽數6個指標，主要反映授粉果實的大小和種子特性；第2個主成分包含石細胞團含量和偏斜指數2個指標，主要反映授粉果實的石細胞含量和果形優劣；第3個主成分包含授粉20 d和80 d后的花序坐果數2個指標，反映授粉果實的坐果情況；第4個主成分包含果實去皮硬度和可溶性固形物含量2個指標，主要反映授粉果實的口感和營養物質。

2.9 不同梨品種授粉后果實各項指標的綜合評價

利用以上4個主成分得出的因子得分和其對應的特征值占總特征值得比值為權重，計算不同梨授粉組合果實指標綜合評價模型：F綜合=? （33.996% F1 + 20.720% F2 + 19.177% F3 +?? 15.406% F4）/ 89.298%，計算不同梨授粉組合得分和排名，結果顯示（表7），授粉品種為‘南果梨的綜合評價最好，其次為‘園黃‘寒紅‘碭山酥梨和‘新妃等11個品種授粉的果實綜合評價均優于對照。

3 討論與結論

花粉直感的研究可以為生產上果實性狀的改良、優質授粉品種的選擇和豐富果實遺傳性狀等提供理論依據，對果樹經濟效益的提高產業的發展具有深遠的意義［17-18］。不同的授粉組合對果實性狀的影響主要是花粉直感的作用。周其石［7］的研究表明，不同梨授粉品種的花粉主要影響香梨果實大小、石細胞、風味等方面的品質，且變化方向的趨勢是傾向于授粉品種，而在果形指數方面卻很難看出變化趨勢。田瑞等［19］以11個品種花粉對‘園黃梨進行了花粉直感效應的研究，結果表明不同授粉組合果實在單果質量上表現出了明顯的花粉直感效應，但在果形指數上表現不明顯。劉妮等［20］的研究發現不同梨品種對‘碭山酥梨授粉對其雜交果實的影響中發現，授粉品種可顯著影響‘碭山酥梨果實可溶性固形物含量和石細胞團含量。劉婉君等［21］以18個不同品種花粉對‘鴨梨進行授粉，研究結果表明各授粉組合果實在單果質量上有著顯著差異。周曉明等［22］選用‘喜水‘清香‘初夏綠‘鴨梨這4個品種花粉對‘翠冠梨進行授粉，結果表明不同授粉組合果實在單果質量、橫縱徑、果形指數方面均存在顯著差異。花粉直感效應對蘋果［23］、油桃［24］、獼猴桃［25］等植物果實的性狀同樣存在明顯的影響。本研究結果表明不同品種授粉的花序坐果數為0.57～1.79，均顯著高于對照，說明人工授粉可有效提高香梨的花序坐果數；不同品質授粉的單果質量范圍在78.90～122.85 g，偏斜指數變化范圍（12.32～26.65）且偏斜指數均低于對照，說明花粉直感對果實大小和偏斜指數影響明顯；不同品種授粉果形指數和對照均大于1，未對其果形產生明顯變化，心果比均高于對照，且心果比之間差異性不完全顯著，說明果形指數和心果比花粉直感效應不明顯。在內在品質變化方面，與對照相比，不同品種授粉果實的果實硬度、可溶性固形物含量和石細胞團含量有不同程度的影響。在種子特性方面，不同梨品種授粉的種子數和飽籽數除個別授粉組品種外，影響并不完全顯著，但不同梨品種授粉果實的鮮籽質量和干籽質量與對照差異較大。

果實各項指標是果樹品種科學評價的基礎和前提［26］，但評價果實品質的指標繁多，同一種事物含有不同的屬性，且每項指標在果品綜合評價中的重要性也迥然有有別。本試驗通過對不同梨授粉組合和香梨自然授粉果實的12項指標進行主成分分析，提取4個主成分，累計貢獻率為? 89.298%，包含果實指標的大部分信息，分別反映授粉果實的大小和種子特性、石細胞含量和果形的優劣、坐果情況、口感和營養物質。通過主成分得出的因子得分和其對應的特征值占總特征值得比值為權重，計算不同梨授粉組合果實指標綜合得分，得分的高低直接反映授粉品種的優良程度，其中得分排名前5的授粉品種由高到低分別為‘南果梨‘園黃‘寒紅‘碭山酥梨和‘新妃。

綜上所述，將13個梨品種對香梨授粉的試驗從花序坐果數、果實直感的角度比較分析，不同品種授粉的果實性狀與對照相比，花序坐果數顯著提高，授粉果實在單果質量、偏斜指數、果實硬度、可溶性固形物含量和石細胞團含量等指標花粉直感效應明顯，但在果形指數和可食率方面直感效應不明顯。在種子特性方面，飽籽數影響不完全明顯，但種子數、鮮籽質量和干籽質量有明顯差異。部分果實指標間存在著顯著或極顯著的相關性。利用主成分分析計算授粉果實綜合得分，結果表明‘南果梨‘園黃‘寒紅‘碭山酥梨和‘新妃5個授粉品種對花序坐果數和各項果實指標有著顯著提高。但是本試驗在選取授粉品種的種類和果實測定指標方面還不夠完善，此外授粉品種的選擇還需考慮香梨授粉樹的配置以及引種在香梨產地的栽培適應性等其他因素。

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Screening of Suitable Pollination Varieties for ‘Korla Fragrant Pear Based on Fruit-setting Inflorescence and Metaxenia

CHENG Jiabao1，XUE Dahu1，ZHANG Feng2，WANG Yanjun1，

WANG Chunfeng2， LI Yangyi2 and HE Tianming1

（1.College of Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China； 2.Research Centre

for Korla Fragrant Pear，Bayinguoleng Mongolian Autonomous Prefecture? Xinjiang 841000，China）

Abstract ‘Korla Fragrant Pear is a cross-pollinated pear variety，and selecting appropriate pollinatin varieties in the main production area is an important technique for enhancing quality and efficiency.In this experiment，13 pear varieties were chosen as male parents to pollinate? ‘Korla Fragrant Pear，with natural pollination as a control.The number of inflorescence fruit was assessed at 20 days and 80 days of post-pollination.After fruit ripening，various parameters and seed characteristics of pollinated fruit were measured and compared.Correlation analysis and principal component analysis were used to comprehensively evaluate the fruit traits based on 12 indexes of pollinated fruits.The comprehensive scoring provides a reference for effective selection of pollination varieties for ‘Korla Fragrant Pear.The results showed that，in different pollination combinations，the number of fruit-setting inflorescence was significantly higher than that of the control.The fruit quality，skewness? index，fruit hardness，soluble solids content，stone cell mass content，seed number，fresh seed mass and dry seed mass were significantly affected by the fruit metaxenia.However，the fruit shape index，edible part size（heart furit ratio），and full seed number were not completely obvious.There were significant or extremely significant correlations among some fruit indexes.The cumulative variance contribution rate of the four principal components extracted by principal component analysis was 89.298%，which contained most of the information of fruit index.The comprehensive scoring results showed that ‘Nanguoli‘Wonhwang‘Hanhong ‘Dangshansuli and ‘Xinfei had positive effect on pollination of ‘Korla fragrant pear.

Key words Korla Fragrant? Pear; Pollination varieties; Inflorescence fruit number; Metaxenia;? Fruit characters; Comprehensive evaluation

Received ?2023-02-10??? Returned 2023-04-14

Foundation item Key Agricultural R&D Program of the Xinjiang Production and Construction Corps（No.2021AB016）; Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region：Improvement of the Quality and Efficiency in Forest Fruits （No.XJLYKJ-2021-013）;Special Project for the Construction of National Modern Agriculture（Pear） Industry Technology System（No.CARS-28-48）.

First author CHENG Jiabao，male，master student.Research area：development of efficient cultivation technology of Korla Fragrant Pear.E-mail：cjb1635754566@qq.com

Corresponding?? author HE Tianming，male，professor，doctoral supervisor.Research area：pear breeding.E-mail：1554272245@qq.com

（責任編輯：潘學燕 Responsible editor：PAN Xueyan）