全 文 ：果树学报 2015，32（5）: 909-913
Journal of Fruit Science
DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20140481
草原樱桃种内和种间授粉亲和性的荧光显微观察
杨凤军，臧忠婧，吴 瑕
（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆163319）
摘 要：【目的】研究草原樱桃（Prunus fruticosa）与不同樱桃远缘杂交亲和性的关系。【方法】以草原樱桃为母本，采用自
交、品种间杂交、远缘杂交（毛樱桃、中国樱桃和欧洲甜樱桃），不同时间进行取样，荧光显微镜观察花粉管萌发生长状
况。【结果】1）草原樱桃存在自交不亲和现象，需要品种间杂交授粉结实。2）草原樱桃与毛樱桃远缘杂交表现为配子
体不亲和；草原樱桃与中国樱桃远缘杂交亲和，结实率为10%～52%；草原樱桃与欧洲甜樱桃远缘杂交表现为孢子体
不亲和。【结论】草原樱桃存在自交不亲和现象，与同属的不同种樱桃远缘杂交亲和性有显著差异。
关键词：草原樱桃；毛樱桃；中国樱桃；欧洲甜樱桃；远缘杂交；亲和性
中图分类号：S662.5 文献标志码：A 文章编号：1009-9980(2015)05-0909-05
Fluorescent microscope observation on pollination compatibility of
Ground cherry[Cerasus fruticosa (Pall.)]crossing with different cherry
cultivars
YANG Fengjun，ZANG Zhongjing，WU Xia
(College of Life Science and Technology，HLJ August First Reclamation University，Daqing 163319，Heilongjiang，China)
Abstract:【Objective】Using Ground cherry [Cerasus fruticosa (Pall.)] and different cherries to study the
crossing-compatibility between species or cultivars. 【Methods】Self-pollination，cross-pollination be⁃
tween cultivars，and distant hybridization were used to observe the growth and development of pollen tube
with the Ground cherry as female parent.【Results】1) Ground cherry was of self-incompatibility. 2) The
crossing between Ground cherry and Cerasus tomentosa (Thunb.)Wall. caused gametophytic incompatibili⁃
ty，the fruit- setting rate of Ground cherry pollinated with chinese cherry (Cerasus pseudocerasus) was
35%，but Ground cherry pollinated with European cherry (Cerasus avium ) caused sporophytic incompati⁃
bility.【Conclusion】Ground cherry is self-incompatibility，and the compatibility with other cherries var⁃
ies significantly.
Key words: Cerasus fruticosa(Pall.)；Cerasus tomentosa (Thunb.)Wall.；Cerasus pseudocerasus；Cerasus
avium；Distant hybridization；Compatibility
收稿日期：2015-01-13 接受日期: 2015-03-29
基金项目：黑龙江省大庆市科研基金项目
作者简介：杨凤军，男，副教授，博士，主要从事园艺植物栽培生理生态方面研究，Tel: 13766783589，E-mail: zangzhj@126.com
草原樱桃（Prunus fruticosa）（2n=32），属蔷薇科
李属樱桃亚属。原产于欧洲东部、中部及西伯利亚
地区，生长于森林草原中，对各类土壤适应性强，具
有耐寒、耐旱、耐瘠薄、早实丰产性的特点。果实柔
嫩多汁，可以鲜食，也可加工成糖苷或饮品，部分抗
性品种可以作为水土保持树种，也可作园林绿化树
种。国内最早由东北农业大学从俄罗斯西伯利亚地
区引入 3个草原樱桃品种，在哈尔滨地区适应性栽
培，表现良好[1]。1994年沈阳农业大学园艺学院将
这3个草原樱桃品种引入，经多年栽培试验，能够在
沈阳地区正常开花结实[2]，表现出抗逆性强、适应性
强和果大、果柄长的优良现状。为了实现草原樱桃
优良性状在育种中的利用，1999年睢薇等 [3]采用欧
洲甜樱桃与草原樱桃进行杂交没有结实。2005年
果 树 学 报 32卷
王晶等[4]采用草原樱桃与中国樱桃品种对樱杂交，得
到 17个杂交后代。为了进一步实现草原樱桃优良
资源性状的利用，本试验采用毛樱桃、中国樱桃、欧
洲甜樱桃与草原樱桃进行杂交，探讨杂交后相互间
的亲和性关系，为樱桃远缘杂交育种提供一些理论
依据。
1 材料和方法
试验在沈阳农业大学果树基地进行。供试的草
原樱桃品种为‘希望’（Желанная）、‘阿尔泰斯卡娅’
（Алтайская）（简 称 为‘ 阿 斯 卡 ’）和‘ 新 星 ’
（Новинка）3个品种；毛樱桃为沈阳当地品种；中国
樱桃（莱阳矮樱桃）和欧洲甜樱桃（‘红蜜’和‘红
灯’）；花粉取自辽宁樱桃谷有限公司樱桃生产基地。
1.1 草原樱桃花粉母细胞减数分裂的观察
试验于春季露地栽培草原樱桃的现蕾期，即 4
月 15日开始取样，每隔 5 d 1次，4次取样。选取着
花芽较多的草原樱桃 3个品种的小花蕾，用卡诺固
定液固定24 h，95%的酒精漂洗数次，转入70%的酒
精中，在5 ℃条件下保存备用。
花粉母细胞减数分裂观察采用压片法，取保存
备用的花蕾置于滤纸上，从花蕾中挑1～2个花药到
洁净的载玻片上，滴加改良的卡宝品红染色液一滴，
盖上盖玻片，再在盖玻片上加一滤纸，以拇指均匀挤
压，挤压出内含物，取下滤纸后镜检，选典型视野显
微拍照。
1.2．草原樱桃花粉量的测定
选取花蕾已达气球状，正常、饱满和未开裂的花
药 100粒，放在培养皿内，待其自然开裂，花粉散出
后，滴入 5~10 mL醋酸洋红溶液，轻轻摇动，使花粉
呈悬浮状态。然后滴数滴悬浮液至血球计数器中，
显微观察每一格中或几格中的花粉数量，测定 50
次，计算每一花药中的花粉数量。
1.3 草原樱桃授粉亲和性鉴定
1.3.1 草原樱桃授粉结实率的调查 试验包括3个
草原樱桃品种的自交和相互间杂交，以及以毛樱桃、
中国樱桃和欧洲甜樱桃为父本分别与3个草原樱桃
品种的种间杂交，共 21个杂交组合。每组合选 3株
母本树，在每株母本树不同方向的结果枝上随机选
取含苞待放的花蕾共 150～200个，计数套袋隔离，
挂牌标记。在开花前一天去雄，第2天杂交授粉，花
后半个月调查不同授粉组合的结实率。
1.3.2 草原樱桃授粉亲和性的荧光显微观察 选5
个组合（‘阿斯卡’×毛樱桃、‘阿斯卡’×中国樱桃、
‘阿斯卡’ב希望’、‘阿斯卡’自交、‘新星’ב红灯’）
进行授粉亲和性荧光显微观察。在杂交授粉后2 h、
4 h、8 h、24 h、32 h、48 h、72 h、80 h、96 h、120 h分别
取杂交花朵，用FAA固定备用。观察时取出固定的
杂交花朵，将花柱从基部切下，吸水后用 1 mol·L-1
HCl解离软化，用蒸馏水冲洗后放入事先配好的过
夜的脱色苯氨蓝溶液中染色 4 h以上，然后整体压
片，在OlympysBH-2型多功能显微镜下荧光观察拍
照。
2 结果与分析
2.1 草原樱桃花粉母细胞减数分裂的观察
近些年观察发现，草原樱桃部分品种的花粉量
少，整齐度偏低。此现象可能与草原樱桃为四倍体
（2n=32），存在减数分裂异常有关。为此，采用压片
法对草原樱桃花粉母细胞减数分裂的过程进行细胞
学观察。
观察表明，草原樱桃在开花前 25 d进入减数分
裂期，3个品种的减数分裂时间进程基本一致，各分
裂期的形态变化也无明显差别，不存在减数分裂异
常现象。草原樱桃从开始进入减数分裂到分裂完成
需 10 d左右。同一花药中的分裂进程基本同步，而
不同花朵和不同花药间的减数分裂进程有差别。图
版Ⅰ-1~12为草原樱桃花粉减数分裂各不同时期的
照片。可以看出，草原樱桃减数分裂完全正常，分裂
方式属于第1次分裂与第2次分裂相连较紧密，不存
在明显二分体时期的类型。
2.2 草原樱桃花粉量的测定
表1列出了花粉量大小的检测结果，3个品种的
草原樱桃花粉量有显著差异。草原樱桃中‘阿斯卡’
花粉量最大，每花药为1 558个，而‘希望’和‘新星’
表1 草原樱桃3个品种花粉量的比较
Table 1 Contrast of pollen quntity of several cultivars
品种Cultivars
阿斯卡 Алтайская
希望Желанная
新星 Новинка
花粉量（粒/花药）
Pollen quantity（Grains per anther）
1558±25 a
915±43 b
432±33 c
注：表中小写字母代表5%差异显著水平。下同。
Note: Table small letters represent significant differences at 5%. The
same below.
910
5期
的花粉量仅有 915粒和 432粒。从花粉的数量看，
‘阿斯卡’是其他草原樱桃的理想授粉品种。
2.3 草原樱桃授粉亲和性鉴定
2.3.1 草原樱桃授粉结实率的调查 表2列出了草
原樱桃授粉亲和性的调查结果，草原樱桃作母本与
毛樱桃和2个欧洲甜樱桃品种杂交结实率为0，存在
明显的远缘杂交不亲和现象。但与中国樱桃（莱阳
矮樱桃）杂交亲和性正常，杂交结实率与草原樱桃品
种间杂交相近，不存在种间杂交不亲和现象。3个
草原樱桃品种自交结实率都极低（2%左右），存在较
明显的自交不亲和性。所以，草原樱桃栽培时必须
配置授粉品种，才能有效地提高结实率。草原樱桃
品种间杂交试验表明，‘新星’为父本的 2个组合杂
交结实率却很低，都为 5%左右，而‘新星’为母本的
两个组合结实率最高，都超过 50%。此结果可能与
‘新星’品种的花粉量少、质量差有关。‘阿斯卡’与
‘希望’正反交组合间结实率相近，在20%左右。
2.3.2 草原樱桃授粉亲和性的荧光显微分析 草原
表2 草原樱桃种内和种间授粉结实率
Table 2 Bearing rate of pollination between other cherry with ground cherry
母本
Female
parent
希望Желанная
阿斯卡Алтайская
新星Новинка
父本 Pollen parent/%
希望
Желанная
2.4 c
19.7 b
52.3 a
阿斯卡
Алтайская
23.3 b
2.3 c
51.2 a
新星
Xinxing
5.5 a
5.1 a
1.1 b
毛樱桃
Denspubesent cherry
0
0
0
中国樱桃
Chinese cherry
41.7 b
10.5 c
52.8 a
红灯
Hongdeng
0
0
0
红蜜
Hongmi
0
0
0
樱桃×毛樱桃组合，授粉 2～4 h后花粉在柱头上未
萌发，8 h后萌发（图版Ⅱ-1），24 h大量花粉管伸入
柱头（图版Ⅱ-2），48～120 h花粉管继续伸长到达子
房（图版Ⅱ-3~4）。分析认为，毛樱桃与草原樱桃种
间杂交时，花粉在柱头可以萌发，花粉管在花柱中能
够正常生长进入子房，但最终杂交结实率为0，这可
能是雌雄配子间相互不识别，不能完成受精过程而
导致不结实，属于配子体不亲和。草原樱桃×欧洲
甜樱桃组合，授粉2～8 h后花粉在柱头上未萌发（图
版Ⅱ-5）；24 h后只有少部分花粉萌发，但未进入柱
头；32 h后个别花粉管进入柱头，但在柱头内卷曲生
长（图版Ⅱ-6）；48～96 h仍有大部分花粉未萌发，前
期进入花柱的花粉管卷曲在花柱内，中部膨大，内部
形成胼胝质（图版Ⅱ-7），停止生长不能进入胚囊，
最终交配不结实。分析认为，欧洲甜樱桃与草原樱
桃杂交时，花粉和柱头间及花粉管与花柱间都存在
某种不亲和机制，阻碍了花粉的萌发、花粉管进入柱
头和在花柱内的正常生长，最终导致花粉管不能进
入胚囊，雌雄配子不能相遇而不结实，属于孢子体不
亲和。
在草原樱桃×中国樱桃组合中，授粉后2 h～8 h
花粉在柱头上未萌发，24 h后在柱头上萌发（图版
Ⅱ-8）并进入柱头（图版Ⅱ-9）。48 h～120 h花粉管
继续伸长到达子房（图版Ⅱ-10），最终杂交结实正
常，甚至结实率高于草原樱桃品种间杂交。所以，中
国樱桃与草原樱桃种间杂交亲和性较好，甚至可用
作草原樱桃栽培的授粉树。
草原樱桃自交组合，授粉后 2～8 h花粉在柱头
上未萌发，24 h花粉在柱头上部分萌发，花粉管在柱
头上呈卷曲状生长未能进入柱头（图版Ⅱ-11），48 h
只有少部分进入柱头但在花柱中生长缓慢（图版
Ⅱ-12~13），并在花粉管先端产生胼胝质，最后绝大
多数不能进入胚囊完成受精过程。草原樱桃的自交
不亲和，主要表现为孢子体不亲和。
草原樱桃品种间杂交，花粉在柱头上8 h已正常
萌发，48～120 h花粉管继续生长伸长到达子房。花
粉管能沿花柱顺利生长进入子房到达胚珠，完成其
受精过程（图版Ⅱ-14~15）。
3 讨 论
樱桃为常见落叶果树，种质资源丰富，国内主要
栽培的樱桃种类有欧洲甜樱桃、中国樱桃、欧洲酸樱
桃和毛樱桃等[5]。不同种类的樱桃在自交亲和性上
有很大差异，欧洲甜樱桃大多数品种表现为自交不
亲和性，属于配子体自交不亲和 [6-7]；中国樱桃大多
数品种表现自交亲和性[8-9]；毛樱桃在栽培中表现自
交亲和性；草原樱桃表现为孢子体自交不亲和。草
原樱桃 3个品种的生物学性状有较大差异，‘希望’
杨凤军，等:草原樱桃种内和种间授粉亲和性的荧光显微观察 911
果 树 学 报 32卷
和‘新星’表现为小乔木的特点，花、果都较大；‘阿斯
卡’表现灌木的性状，花、果较小。多年观察，3个品
种间的花期可遇时间为 8 d左右。品种间杂交授粉
时，‘新星’因其花粉量少、花粉质量差、萌芽率低，为
其他品种授粉结实率较低，但其他品种为‘新星’授
粉的结实率却较高，达50%左右。‘希望’和‘阿斯卡’
间相互授粉结实率为 20%左右，栽培中可互为授粉
树。
园艺植物远缘杂交比种内品种间的常规杂交，
可产生更加丰富的遗传变异，是当前种质创新的有
效途径之一 [10-11]。туровчевН.И.等 [12]研究了欧洲甜
樱桃和欧洲酸樱桃的远缘杂交，并且培育出一些品
种。杨红花等[13]通过在桃、杏、李及杏梅等核果类果
树不同树种间进行远缘杂交试验，认为母本对杂交
亲和性影响较大，而父本影响较小。本试验采用草
原樱桃与其他樱桃种间远缘杂交表明，草原樱桃与
毛樱桃杂交，花粉可以在柱头上萌发，花粉管也可在
花柱中正常生长，但受精结实率为零，属配子体不亲
和。草原樱桃与欧洲甜樱桃杂交，柱头上花粉大部
分不萌发，极少的萌发花粉或在柱头上卷曲不能进
入柱头，或进入柱头后逐渐发育畸形，内部被胼胝质
栓塞停止生长，杂交不亲和为受精前障碍，属孢子体
不亲和。本研究结果与睢薇等[3]试验结果一致。草
原樱桃与中国樱桃莱阳矮樱桃杂交，花粉能顺利完
成萌发、生长和受精，表现杂交亲和，这一研究与王
晶等[4]采用草原樱桃与中国樱桃对樱杂交表现亲和
的结果相一致。草原樱桃与中国樱桃远缘杂交具有
亲和性可能与两个种同是四倍体相关，而欧洲甜樱
桃和毛樱桃为二倍体。针对远缘杂交不亲和性，许
多研究者采用静电场、激光、射线辐射等处理花粉和
蕾期授粉等措施，提高坐果率，并对杂交的幼胚实行
胚抢救，实现远缘杂交的育种成功 [14-15]。草原樱桃
具有很多优良性状[16]，加强这一资源在樱桃远缘杂
交育种中的应用有很好的前景。
4 结 论
国内引进的 3个草原樱桃品种‘希望’、‘新星’
和‘阿斯卡’均为高度的自花不育和自花结实率低，
栽培时需配置授粉树。草原樱桃与其他樱桃种间远
缘杂交，与毛樱桃杂交不亲和表现为配子体不亲和，
与欧洲甜樱桃表现为孢子体不亲和，与中国樱桃杂
交亲和。（本文图版见插3，4）
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