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Cross Compatibility Among Different Cultivars of Actinidia chinensis Planch

中华猕猴桃品种间亲和性研究



全 文 :园 艺 学 报 2010,37(11):1829–1835
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期:2010–03–23;修回日期:2010–10–19
基金项目:陕西省农业科技攻关项目(2006k0-28-02);陕西省自然科学基金项目(2007C115);西北农林科技大学唐仲英育种基金项目
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:xnwangfei521@126.com)
中华猕猴桃品种间亲和性研究
贾爱平 1,王 飞 1,*,张潮红 2,姚春潮 1,刘旭峰 1
(1 西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌 712100;2 农业部西北园艺植物种质资源利用重点开放实验室,陕西杨凌
712100)
摘 要:采用离体培养法观察中华猕猴桃株系花粉活力,利用荧光显微镜进行了常见品种杂交亲和
性的研究,并统计坐果率。雄株花粉活力大小依次为楚源 M4、湘平 83-3、金魁、魁密。不同品种雌、雄
株间授粉,柱头的识别反应快,花粉在柱头粘附多,生长快且萌发率高,亲和性较强且坐果率较高。24
个组合中亲和指数最高的是金魁 × 楚源 M4,亲和指数为 924.61,坐果率为 94.44%;最低的是早鲜 × 金
魁,亲和指数 417.44,坐果率 71.11%。同种间的不同品种的亲和性和坐果率存在差异,亲和指数与坐果
率密切相关,因此进行猕猴桃最佳授粉树的选择在实际生产中具有重要意义。
关键词:猕猴桃;花粉活力;亲和性;坐果率
中图分类号:S 663.4 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2010)11-1829-07

Cross Compatibility Among Different Cultivars of Actinidia chinensis
Planch
JIA Ai-ping1,WANG Fei1,*,ZHANG Chao-hong2,YAO Chun-chao1,and LIU Xu-feng1
(1College of Horticulture,Northwest A & F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2 Laboratory of Horticulture
Plant Germplasm Resource Utilization in Northwest China of Ministry of Agriculture P.R.China,Yangling,Shaanxi 712100,
China)
Abstract: Pollen viability was observed by culture method. Cross compatibility among different
cultivars was determined using fluorescence microscope. Fruit setting rate resulted from different
combinations of crossing was calculated. Results showed that the sequency of male kiwifruit trees pollen
viability of four cultivars from the highest to the lowest was Chuyuan M4,Xiangping 83-3,Jinkui and
Kuimi. Crossing among these cultivars resulted in a quick recognition reaction,more pollen attachment,
and high compatibility,germination and fruit setting rate. Among the 24 crossing combinations,Jinkui ×
Chuyuan M4 produced the highest compatibility index(924.61) with 94.44% of fruit setting rate,while
the lowest compatibility was observed in Zaoxian × Jinkui(417.44 of compatibility index and 71.11% of
fruit setting rate). These data demonstrated that cross compatibility and fruit setting rate varied among
different cultivars,and cross compatibility index had close correlation with fruit setting rate. Therefore,the
selection of pollinizer has significant importance in practical production of kiwifruit.
Key words:kiwifruit;pollen vitality;compatibility;fruit setting rate


1830 园 艺 学 报 37 卷
猕猴桃隶属猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia Lindl.),有 54 个种和 21 个变种,共
约 75 个分类群(Li et al.,2007)。猕猴桃为多年生雌雄异株植物,雄株只开花,因此雄株的配置以
及雄株对后代性状的影响,在生产与育种上是至关重要的。
刘旭峰等(2002)提出猕猴桃畸形果发生主要与授粉受精有关,但关于猕猴桃杂交亲和性及其
原因尚不清楚。
本研究中比较了中华猕猴桃(A. chinensis Planch. var. chinensis)不同雄株间的花粉活力,种间
杂交亲和性以及坐果率,并对其进行了生殖生物学的显微观察,以期为中华猕猴桃杂交亲本选配、
不亲和机理研究及克服其不亲和障碍奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2008—2009 年在西北农林科技大学猕猴桃猕猴桃资源圃内进行。
供试材料为中华猕猴桃株系雌珠红阳、金丰、江元 1 号、早鲜、金魁、魁密,以及雄株楚源
M4、湘平 83-3、魁密、金魁。
栽植行株距 4 m × 3 m ,棚架栽培方式。砧木为本砧实生苗。土壤肥力中等,树体生长基本一
致,结果正常,无病虫害,管理水平一般。
1.2 方法
1.2.1 花粉采集及花粉活力鉴定
每个品种选 3 株在大蕾期采集铃铛花蕾,剥出花药,室温阴干,筛出花粉装在干净简易授粉器
内,置于﹣40 ℃冰箱中以备授粉用。
不同株系花粉生活力和萌发力测定:采取离体培养方法,即在凹玻片上用滴管滴上配好的培养
基,然后用头发丝条播,播好后放入铺有加湿滤纸的培养皿中,在 26 ℃下进行培养,每 1.5 h 观察
1 次,直至 9 h(共观察 6 次)。
1.2.2 授粉方法
根据不同品种的花期选择不同材料进行有性杂交,共 24 个杂交组合(表 2)。
父本在头状花序开放散粉前套袋隔离,收集已套袋的父本新鲜花粉。
母本选取发育良好的花蕾,授粉处理选取树冠不同部位的结果枝,在舌状花刚露色时进行套袋,
同时统计每种组合的授粉花朵数。挂牌标记,待种子成熟后采收,计算亲和指数。亲和指数 = 结籽
数/花序数。
1.2.3 花粉亲和力及坐果率观察
用刀片将授粉后 5 h 的花柱从基部切除,用 FAA(99%酒精︰乙酸︰福尔马啉 = 90︰5︰5)固定
24 h 以上。用 1 mol · L-1 的 NaOH 溶液在 65 ℃下软化脱色,待样品变为褐色后立即用清水冲洗,
以含 0.1 mol · L-1 K3PO4 的 0.1%水溶性苯胺蓝溶液浸泡(染色)12 h。
花柱压片在 OlympusBHF 荧光显微镜下观察柱头上的花粉附着与萌发情况并拍照。随机选取 5
个柱头观察花粉亲和行为,以柱头上多个花粉黏附且萌发视为该花与柱头具有亲和性。
待果园内所有雄花开放结束落瓣后,方可去袋。待授粉 5 周后,果实膨大到鸡蛋大小时调查各
处理树坐果数与坐果率。坐果率(%)= 坐果数/授粉花朵 × 100。
每种授粉处理 30 朵花,3 个重复。
11 期 贾爱平等:中华猕猴桃品种间亲和性研究 1831

2 结果与分析
2.1 中华猕猴桃不同品种花粉活力的比较
如图 1 所示,中华猕猴桃雄花新鲜花粉具有较强的活力。
离体培养 9.0 h,4 个参试雄株平均花粉活力为 80%,楚源 M4、湘平 83-3、金魁、魁密花粉活
力分别为 85%、81%、79%、75%。不同品种间的花粉生活力有差异,但差异不大。1.5 ~ 4.5 h 花粉
萌发率较高,4.5 ~ 9.0 h 相对较慢,这期间花粉在柱头上粘附、水合、萌发,花粉管穿过柱头、在
花柱内生长、穿过珠孔实现授粉受精。
图 1 猕猴桃不同雄株花粉活力比较
Fig. 1 Comparison of pollen vitality on different male kiwifruit trees

2.2 中华猕猴桃不同品种杂交亲和性研究
表 1 和图 2 为中华猕猴桃不同品种之间的杂交状况。分别以楚源 M4、湘平 83-3、魁密、金魁
为父本分别与母本红阳、金丰、江元 1 号、早鲜、金魁、魁密杂交,平均亲和指数均值分别为 763.19、
796.27、646.54、586.11。


表 1 中华猕猴桃不同品种杂交亲和性比较
Table 1 Compatibility of dififferent cross combination between A. chinensis Planch.
var. chinensis species
楚源 M4(♂)
Chuyuan M4
湘平 83-3(♂)
Xiangping 83-3
魁密(♂)
Kuimi
金魁(♂)
Jinkui 雌株(♀)
Female
A B A B A B A B
红阳 Hongyang +++ 881.64 +++ 852.80 ++ 495.64 ++ 533.13
金丰 Jinfeng ++ 558.60 +++ 790.22 ++ 556.96 ++ 581.00
江元 1 号 Jiangyuan 1 +++ 862.82 +++ 901.60 ++ 598.33 ++ 555.07
早鲜 Zaoxian ++ 572.80 ++ 577.47 ++ 472.18 ++ 417.44
魁密 Kuimi +++ 778.67 +++ 762.30 +++ 859.18 ++ 569.60
金魁 Jinkui +++ 924.61 +++ 893.20 +++ 896.93 +++ 860.44
平均 Average 763.19 796.27 646.54 586.11
注:A.花粉萌发;B.亲和指数;“+++”表示花粉在柱头上粘附并高度萌发,“++”表示花粉在柱头粘附有部分萌发。
Note:A.The germination of pollen;B.Compatibility index;“+++”High rate of pollen germination;“++”Low rate of pollen germination.

1832 园 艺 学 报 37 卷
图 2 中华猕猴桃不同品种亲和性比较
A ~ F. 母本(A. 红阳;B. 金丰;C. 江元 1 号;D. 早鲜;E. 魁密;F. 金魁);1 ~ 4. 父本(1. 楚源 M4;2. 湘平 83-3;3. 魁密;4. 金魁)。
Fig. 2 Compatibility of dififferent cross combination between A. chinensis Planch. var. chinensis species
A - F. Represents female parent(A. Hongyang;B. Jinfeng;C. Jiangyuan 1;D. Zaoxian;E. Kuimi;F. Jinkui);
1 - 4. Male(1. Chuyuan M4;2. Xiangping 83-3;3. Kuimi;4. Jinkui).

11 期 贾爱平等:中华猕猴桃品种间亲和性研究 1833

不同组合杂交授粉后,柱头乳突细胞表面均无胼胝质沉积,且花粉粒在柱头上黏附萌发形成大
量花粉管。从柱头上萌发的花粉数量及亲和指数来看,不同品种杂交组合存在差异。如杂交组合金
魁 × 楚源 M4(图 2,F1)比杂交组合早鲜 × 金魁雄株(图 2,D3)的花粉萌发量明显大,亲和
指数高。
从表 1 和图 2 可以看出,同一父本与不同的母本杂交亲和性存在差异。
图 2,A1 ~ F1 为楚源 M4 雄株与 6 个不同品种的雌株杂交的亲和性情况,金魁 × 楚源 M4
亲和性最高,亲和指数为 924.61,金丰 × 楚源 M4 亲和性最低,亲和指数为 558.6,从亲和指
数看,楚源 M4 适宜作为红阳、江元 1 号、金魁、魁密的授粉树,不适宜作为金丰与早鲜的授粉
树。
图 2,A2 ~ F2 为湘平 83-3 雄株与 6 个不同品种的雌株杂交亲和性照片,江元 1 号 × 湘平
83-3 亲和性最高,亲和指数为 901.60,早鲜 × 湘平 83-3 亲和性最低,亲和指数为 577.47,在
湘平 83-3 雄株 6 个不同品种的雌株的亲和指数与荧光照片上分析,湘平 83-3 不适合作早鲜品种
的授粉树。
图 2,A3 ~ F3 为魁密雄株与 6 个不同品种的雌株杂交的亲和性情况,金魁 × 魁密雄株亲
和性最高,亲和指数为 896.93,早鲜 × 魁密雄株亲和性最低,亲和指数为 472.18,因此魁密
雄株不适宜作为红阳、金丰、江元 1 号、早鲜品种的授粉树,适宜作为金魁、魁密品种的授粉
树。
图 2,A4 ~ F4 为金魁雄株与 6 个不同品种的雌株亲和性情况,金魁 × 金魁雄株亲和性最高,
亲和指数为 860.44,早鲜 × 金魁雄株亲和性最低,亲和指数为 417.44,金魁雄株为金魁的最佳授
粉树,不适宜作红阳、金丰、江元 1 号、早鲜、魁密的授粉树。
从表 1 和图 2 还可以看出,同一母本与不同的父本杂交亲和性也存在差异。如母本是红阳品种,
授楚源 M4、湘平 83-3、魁密、金魁 4 种不同雄株的花粉,亲和指数分别是 881.64、852.8、495.64、
533.13,说明红阳的最佳授粉树应是楚源 M4、湘平 83-3;同理金丰的最佳授粉树应是湘平 83-3;
江元 1 号的最佳授粉树应是楚源 M4、湘平 83-3;从亲和指数和荧光照片上观察,4 个雄株均未达到
早鲜的最佳授粉树;魁密的最佳授粉树应是魁密雄株,其次是楚源 M4、湘平 83-3;4 个雄株均可作
为金魁的授粉树。
本研究证明了中华猕猴桃不同品种之间的杂交亲和性也存在着较大差异,因此在大田生产中应
充分考虑授粉树的适配性问题,以便提高猕猴桃的产量和品质。
2.3 不同杂交组合坐果率比较
从表 2 的中华猕猴桃不同品种杂交组合及自然授粉坐果率并结合表 1 的亲和指数来看,亲和指
数与坐果率有一定的关系,亲和指数高的,其坐果率也高。由表 2 可以看出不同杂交组合坐果率差
异明显,分别以楚源 M4、湘平 83-3、魁密、金魁为父本与母本红阳、金丰、江元 1 号、早鲜、金
魁、魁密杂交,平均坐果率分别为 86.11%、89.26%、82.41%、77.96%。
4 个中华猕猴桃雄株中以楚源 M4 为父本与金魁杂交组合坐果率最高,为 94.44%,亲和指数为
924.61;早鲜 × 金魁雄株坐果率最低,为 71.11%,亲和指数为 417.44。可见猕猴桃雄株的选择对
坐果率有较大影响。
从表 2 可观察到无论哪个组合,人工授粉的坐果率均明显高于自然授粉,自然授粉坐果率最高
23.33%,最低为 15.56%,均值是 19.63%,说明人工授粉对提高猕猴桃坐果率具有重要作用。


1834 园 艺 学 报 37 卷
表 2 中华猕猴桃杂交组合及自然授粉坐果率比较
Table 2 Fruit setting rates of cross combinations between A. chinensis Planch. var. chinensis
and natural pollination
楚源 M4(♂)
Chuyuan M4
湘平 83-3 (♂)
Xiangping 83-3
魁密(♂)Kuimi 金魁(♂)Jinkui 自然授粉(♂)
Natural pollination
雌株(♀)
Female
坐果数
Number
of fruit
setting
坐果率
/%
Fruit
setting
rates
坐果数
Number
of fruit
setting
坐果率
/%
Fruit
setting
rates
坐果数
Number
of fruit
setting
坐果率/%
Fruit
setting
rates
坐果数
Number
of fruit
setting
坐果率/%
Fruit
setting
rates
坐果数
Number
of fruit
setting
坐果率
/%
Fruit
setting
rates
红阳
Hongyang
83 92.22 82 91.11 68 75.56 66 73.33 15 16.67
金丰 Jinfeng 63 70.00 80 88.89 71 78.89 70 77.78 16 17.78
江元 1 号
Jiangyuan 1
82 91.11 84 93.33 75 83.33 69 76.67 20 22.22
早鲜 Zaoxian 72 80.00 71 78.89 65 72.22 64 71.11 21 23.33
魁密 Kuimi 80 88.89 81 90.00 82 91.11 72 80.00 14 15.56
金魁 Jinkui 85 94.44 84 93.33 84 93.33 80 88.89 20 22.22
平均 Average 78 86.11 80 89.26 74 82.41 70 77.96 18 19.63

3 讨论
猕猴桃依靠天然授粉很难优质高产,生产中需采用人工辅助授粉才能提高产量(夏仁学 等,
1989;张延龙和贺普超,1991)。不同种的猕猴桃花粉萌发率不同,魁密猕猴桃花粉萌发率较低,为
75%。楚源 M4 花粉萌发率较高,达到 85%,这与基因型及环境有关。生产上猕猴桃授粉主要采用
花授粉以及毛笔蘸花粉涂抹授粉的效果最好(陈延惠 等,1996;Han et al.,2002),因此掌握猕猴
桃不同雄株的花粉量、萌发时间以及与雌性品种的亲和状况,对于防止猕猴桃畸形果发生以及提高
产量具有重要的实践意义。
花粉落到柱头之后需要经过粘附、水合、萌发和花粉管穿过柱头、在花柱内生长、穿过珠孔等
一系列过程,才能实现受精(孟金陵 等,1997;Mayer & Gottsberger,2000)。有关花粉与柱头的
相互作用,Knox(1972)在杨属 Populus 的种间杂交研究中提出了主动识别的概念,柱头在识别出
了不亲和的花粉壁蛋白后,均在乳突细胞内迅速产生胼胝质,阻止花粉管的继续侵入。柱头阻碍花
粉的萌发,诱导胼胝质沉积,这也是生物为了维持不同种间的生殖隔离,达到保存种性的目的。本
试验在授粉后通过荧光显微镜观察中华猕猴桃不同品种杂交亲和,发现中华猕猴桃 4 个雄株与不同
母本授粉后,花粉粒在雌蕊柱头上粘附,萌发率高且花柱中无胼胝质沉积,但花粉与雌蕊相互识别
作用过程中,雌蕊柱头大都为亲和;同时发现,中华猕猴桃的 4 个雄株花粉分别授在同一雌性品种
上,还是同一花粉授在不同雌性品种上,它们的亲和性与坐果率均不同,不同杂交组合的杂交亲和
程度不一样。因此,要提高猕猴桃产量及品质,选择最佳的授粉树是十分重要的。
从试验中发现,中华猕猴桃坐果率与花粉活力和杂交亲和性三者密切相关,如金魁雄株花粉活
力较弱,杂交的亲和性也弱,坐果率也较低,楚源 M4 花粉活力强,杂交的亲和性较好,坐果率高,
同一雌株不同雄株杂交坐果率也不同,因此选择最佳授粉树对于猕猴桃坐果率影响很大。试验中同
时证明了人工授粉的坐果率明显高于自然授粉的坐果率(McKenzie et al.,2004),因此,在猕猴桃
生产实际中,针对不同的品种选择适合的授粉树及人工授粉必不可少。

11 期 贾爱平等:中华猕猴桃品种间亲和性研究 1835

征 订

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张延龙,贺普超. 1991. 葡萄花粉生活力及其贮藏性的研究. 落叶果树,(1):3–4.




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