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金光杏梅授粉生物学特性研究



全 文 :金光杏梅授粉生物学特性研究
刘遵春 1,苏艳新 2,张传来 1,郭曼曼 1
(1.河南科技学院,河南新乡453003;2.北云门镇人民政府,河南辉县453600)
摘要:以金光杏梅为试验材料,采用自然授粉、自花授粉和异花授粉以及花粉萌发试验等方法,对其授粉生物学
特性进行研究.结果表明:对金光杏梅进行异花授粉可明显提高其坐果率,自然授粉坐果率比较低,自花授粉不
结实,说明金光杏梅属自交不亲和树种;金光杏梅的花粉可以发芽,在处理时间为12h时,花粉萌发率高于10%,
说明金光杏梅花粉是成熟的,育性较强,排除了金光杏梅自花结实率低的原因是花粉败育,主要原因可能是自交
不亲和所致.
关键词:金光杏梅;授粉;花粉萌发
中图分类号:S662.4,Q945.53文献标志码:A 文章编号:1008-7516(2013)02-0027-04
Study on the pollination biology of Jinguang plum
Liu Zunchun1,Su Yanxin2,Zhang Chuanlai1,Guo Manman1
(1.HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang453003,China;2.ThePeoplesGovernmentof
BeiyunmenTown,Huixian453600,China)
Abstract:Using Jinguang plum as the material,the pollination biology of Jinguang plum was studied by self -
pollination,cross-pollination,natural pollination and pollen germination test.The results showed that:the fruit setting
rate of Jinguang plum was significantly increased by cross-pollination,the fruit setting rate for natural pollination is
relatively low,and self-pollination is zero,which described that Jinguang plum is self-incompatible specie.At the same
time,the results of pollen germination test indicated that the pollen of Jinguang plum can germinate,and at the
processing time of 12 h,pollen germination rate of Jinguang plum was higher than 10%,which described that Jinguang
plum pollen is mature,the fertility of pollen is stronger,the pollen abortion was excluded to explain why the fruit-
setting rate of Jinguang plum by self-pollination is low,and the main reason may be the self-incompatibility.
Key words:Jinguang plum;pollination;pollen germination
杏梅为杏与李的自然杂交后代,具有类似杏和李的一些性状,但又明显不同于杏与李.它具有很强的
栽培性,早丰产性强且产量稳定,果实风味优美,果形端正,色泽鲜艳,具有较强的抗逆性,是正在发掘利用
的珍贵的核果类果树,主要分布于华北的山区和丘陵地区[1].我国果树分类学家俞德浚教授认为杏梅属
于李属的杏李类(Prunus simonii Call)[2].金光杏梅是河南省新乡市农业局从杏与李的自然杂交后代中选
育出的优良变异类型,1999年该品种通过河南省果树专家组鉴定,一致认为该品种具有果个大、外观美、
抗性强、结果早、品质好等特点,颇受种植者和消费者的欢迎[3-4].但在当前生产上,普遍存在着花而不实、
落花落果严重和产量不稳等问题.造成这些问题的原因很多,如缺乏合适的授粉品种、花器官败育、自交
不亲和等[5].吕增仁等[6]研究发现缺乏合适的授粉品种是核果类果树结实率低的最重要原因.Egea等[7]研
究发现杏自交不亲和发生在花柱内,主要表现为花粉管在花柱内停止生长.郑洲等[8]对部分杏品种授粉
生物学特性进行了研究,结果发现自交不亲和品种(系)与自交亲和品种(系)花粉的17种氨基酸含量并
收稿日期:2013-03-05
基金项目:河南科技学院博士启动基金(2011014)
作者简介:刘遵春(1976-),男,山东聊城人,博士,讲师.主要从事果树遗传育种研究.
doi:10.3969/j.issn.1008-7516.2013.02.007
第 41 卷 第 2 期
41 2Vol. No.
河 南 科 技 学 院 学 报
Journal of Henan Institute of Science and Technology
2013 年 4 月
2013Apr.
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无显著差异,而花柱氨基酸的组分与花粉氨基酸组分有所不同,其中自交不亲和品种(系)酪氨酸、苏氨
酸、甲硫氨酸和精氨酸含量明显高于自交亲和品种(系),差异显著或极显著.我们从授粉生物学层面初
步研究导致金光杏梅坐果率低的原因, 以期为金光杏梅的优质丰产和开发利用好这一珍贵资源提供科
学依据.
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验在河南科技学院杏梅科研基地新乡县古固寨林场进行,该园地势平坦,沙壤土,肥力中等,常规
管理.供试品种为嫁接在毛桃砧木上的6a生金光杏梅,株行距3m×4 ,自然形整枝.选生长发育良好、
无病虫害、树冠小和长势基本一致的植株作为供试株.授粉品种为花期与金光杏梅大致相近的金太阳杏
和凯特杏,在各品种植株上分别采集含苞待放的花蕾200朵,带回实验室取出花药,让其自然散粉,晾干
后装入青霉素瓶内,放置于冰箱中备用.由于金太阳杏和金光杏梅花期不一致,此次提前2d将金太阳杏
的花枝采回放在温室内催花.
1.2 试验方法
1.2.1 授粉试验 选取3个品种,分别是金光杏梅、金太阳杏和凯特杏,每个品种选择花量较多的枝条
(≥50朵花)做3种不同的处理,分别是自然授粉、自花授粉、异花授粉.每种处理3个重复,单枝小区,单
株区组,随机排列.
自花授粉试验:每个品种选取3个花枝于花前l周用直径15 cm的报纸袋进行套袋,并统计总花
数;于初花期至盛花期用带橡皮的铅笔等工具进行人工授粉2~3次,每次授粉后及时将纸袋套好;花后
7~10d去除套袋,花后4周统计坐果数,计算坐果率.根据Audergon的标准[9],凡自交坐果率≥6%为自交
亲和(SC),否则为自交不亲和(SI).
异花授粉试验:每个品种选取3个花枝,参照陈学森等方法[10]于铃铛花期连被去雄,用手指在萼筒中
部将花萼、花瓣和雄蕊一次去掉.去雄后用带橡皮的铅笔蘸取花粉进行授粉,统计每个杂交组合授粉的
总花朵数,挂牌标记,并于授粉后4周调查坐果数,计算坐果率.
自然授粉试验:每个品种于铃铛花期选取3个花枝,不去雄、不套袋,只统计其花朵挂牌标记,并于授
粉后4周调查坐果数,计算坐果率.
1.2.2 花粉萌发试验 采集铃铛花期的花带回室内,去除花萼花瓣取其花药,放在20℃干燥的条件下阴
干,待花药开裂散粉后,收集于干净的青霉素瓶中,盖上瓶盖贴上标签,注明品种名称和采集日期,置于4℃
的冰箱中,保存备用.此次试验为解决父母本花期不一致的问题,提前2d剪下父本花枝,携至温室内,枝
条末端插入水中,催花.每隔1d在枝条基部剪新的切口,以保证水分吸收.
采用培养基人工播种法测定花粉发芽率,培养基的配制为15%的蔗糖,1%的琼脂,置于蒸馏水中,再
加入少量硼酸,加热融化后.将培养基滴于载玻片上,用棉签沾取少量花粉,轻轻播种在培养基上,播种后
将载玻片放在盛有吸水纸的培养皿中,吸水纸要充分吸水.将培养皿放在25℃的恒温箱中培养.每隔2h
检查一次发芽率[11-12].
1.3 数据处理
利用Excel2003软件对所得试验数据进行统计和方差分析.
2 结果与分析
2.1 自花授粉对坐果率的影响
金光杏梅、凯特杏和金太阳杏3个品种的自花授粉试验结果如表1所示.
2013年 河南科技学院学报 (自然科学版 )
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表1自花授粉对坐果率的影响
Tab.1 Theeffectofself-pollinationonfruitsettingrate
处理方式
自花授粉
品种
金光杏梅×金光杏梅
金太阳杏×金太阳杏
凯特杏×凯特杏
坐果率/%
0
15.4
16.3
由表1可知,不同品种自花授粉坐果率差异较大,其中金光杏梅自花授粉不结实;凯特杏自花授粉坐
果率最高,为16.3%;金太阳杏其次,为15.4%.根据Audergon的标准:自交坐果率≥6%为自交亲和(SC),
否则为自交不亲和(SI),从表1可看出凯特杏和金太阳杏的自花授粉坐果率远高于6%,属于自交亲和品
种,而金光杏梅坐果率为0,属于自交不亲和品种.
2.2 异花授粉对坐果率的影响
金光杏梅、凯特杏和金太阳杏3个品种之间相互异花授粉试验结果见表2.
表2 异花授粉对坐果率的影响
Tab.2 Theeffectofcross-pollinationonfruitsettingrate
处理方式
异花授粉
品种
金太阳杏×金光杏梅
凯特杏×金光杏梅
金太阳杏×凯特杏
金光杏梅×凯特杏
凯特杏×金太阳杏
金光杏梅×金太阳杏
坐果率/%
12.0
11.7
59.3
22.3
32.2
26.2
由表2可知,异花授粉显著提高了3个品种的坐果率,其中凯特杏和金太阳杏异花授粉,坐果率最
高,达59.3%和32.2%,金光杏梅异花授粉坐果率也显著提高,达10%以上,说明在生产中,为使金光杏梅
优质丰产,可选凯特杏和金太阳杏作为其授粉树.
2.3 自然授粉对坐果率的影响
金光杏梅、凯特杏和金太阳杏3个品种自然授粉试验结果见表3.
表3 自然授粉对坐果率的影响
Tab.3 Theeffectofnaturalpollinationonfruitsettingrate
处理方式
自然授粉
品种
金光杏梅
金太阳杏
凯特杏
坐果率/%
6.6
16.3
36.7
由表 3 可知,3 个品种的坐果率凯特杏>金太阳杏>金光杏梅.凯特杏自然授粉坐果率最高,达
36.7%;金太阳杏其次,为16.3%;在配置授粉树的自然条件下,金光杏梅坐果率也达6%以上,说明在配置
授粉树的情况下,不需人工辅助授粉即能保证金光杏梅丰产、稳产.
2.4 不同时间对花粉萌发的影响
不同处理时间3个品种花粉萌发情况如表4所示.
表4 不同时间对花粉萌发的影响
Tab.4 Theeffectofdifferenttimeonpollengermination
金光杏梅
金太阳杏
凯特杏
不同处理时间的花粉萌发率/%
2h
0.8
4.3
4.6
4h
1.9
9.3
10.2
6h
2.3
17.2
19.8
8h
5.3
32.1
34.9
10h
8.2
35.4
46.2
12h
10.7
42.6
53.4
品种
刘遵春等:金光杏梅授粉生物学特性研究 第 2期
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由表4可知,随着处理时间的延长,3个品种花粉萌发率逐渐升高,并且凯特杏花粉萌发率>金太阳
杏花粉萌发率>金光杏梅花粉萌发率,在处理时间为12h时,均达到最高,分别为53.4%、42.6%和10.7%.
同时可以看出金光杏梅的花粉可以发芽,在处理时间为12h时,花粉萌发率高于10%,说明金光杏梅花粉
是成熟的,育性较强,排除了金光杏梅自花结实率低的原因是花粉败育,主要原因可能是自交不亲和所致.
3个品种花粉在处理时间为10h时的花粉萌发状态见图1.
(a)金太阳杏 (b)金光杏梅 (c)凯特杏
图1 3种杏的花粉萌发情况
Fig.1 Thepollengerminationofthreeplums
由图1可以看出,金光杏梅花粉在处理10h后萌发情况不如金太阳杏和凯特杏,但仍有部分可以发
育,说明其自花结实率低的原因不是花粉败育所致。
3 结论
本研究结果表明,金光杏梅属自花不结实品种,跟张传来等[13]的研究结果相一致.自然授粉试验发现,
在配置授粉树且数量充足的园区内,在自然授粉条件下即可保证金光杏梅丰产、稳产,同时人工异花授
粉能明显提高其坐果率,采用金太阳杏和凯特杏花粉给金光杏梅进行人工授粉,其坐果率可提高到10%
以上.因此,金太阳杏和凯特杏是其自然条件下很好的授粉树种.进一步的花粉萌发试验说明,金光杏梅
花粉是可育的,且育性较强,在处理时间为12h时,花粉萌发率高于10%,排除了金光杏梅自花结实率低
是花粉败育的原因,主要原因可能是自交不亲和所致,为今后金光杏梅自交不亲和性的生理生化机制和
分子机理研究打下基础.
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(责任编辑:邓天福)
2013年 河南科技学院学报 (自然科学版 )
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