4种蓝莓花粉量及花粉萌芽率的测定

2015-12-02陈亚文

四川林业科技 2015年2期

刘伟，郭洁，陈亚文

(1.洪雅县林业局，四川洪雅 620360;2.四川省天然林保护工程管理中心，四川成都 610081;3.四川省林业调查规划院，四川成都 610081)

蓝莓又称越桔、蓝浆果，属于杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium L.)植物，为多年生落叶或常绿灌木或小灌木树种，是具有较高经济价值和营养价值的新兴果树树种。其果实富含花青素、低糖、低脂肪且抗氧化能力强，素有“浆果之王”［1］之美誉，被联合国粮农组织列为人类5大健康食品之一［2］。我国对蓝莓的研究始于20世纪90年代，在品种筛选和栽植技术方面做了相关研究，取得了一些成就［3］。近年来，随着人们生活水平的提高，对高生活质量的追求，蓝莓以其独特的食用、药用价值日益受到人们的亲睐，种植面积不断扩大，市场发展迅猛。发展至今，全国蓝莓栽植面积约1 300 hm2，主要分布于吉林、辽宁、山东、浙江、贵州等地。蓝莓多数品种自花不实、花期遭遇恶劣天气、落花落果严重，导致坐果率低下，严重影响蓝莓产业的发展。因此，生产中配置授粉树、花期叶面喷肥对于提高产量至关重要。但是目前国内对蓝莓的研究大多是侧重品种筛选和栽植技术方面，关于蓝莓花粉及其特性尚未见有系统研究［4］。本试验测定了蓝莓4个品种的花粉量及其萌芽率，研究了蔗糖、硼酸、温度等因素对花粉萌芽的影响，旨在为提高蓝莓坐果率和合理配置授粉树提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验以奥尼尔、夏普蓝、蓝玉一号、灿烂4种蓝莓花粉为试验材料，材料采摘于云南省寻甸县蓝莓基地。于2013年6月采摘各品种即将绽放的花蕾，取出花药，置于室温下自然干燥，待花粉粒充分散开后，收集起来在西南林学院科学实验室进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1 花粉量的测定

花粉量的测定采用纤维素酶法［5］。分别取完整花药15枚放入青霉素瓶中，25℃下烘干，待花粉完全散出后，加入1%纤维素酶1 ml处理24 h，让花粉从花药中完全分离。充分振荡，保证花粉粒均匀分布于溶液中。然后用5 μL移液枪取5 μL溶液滴在载玻片上，于显微镜下观察统计，重复3次。技术公式如下:

单花药花粉量(粒/花药)=(每个载玻片上总花粉粒数×200)/15

1.2.2 花粉萌芽率的测定

本试验采用琼脂培养基萌发法［6］来测定花粉萌芽率。研究蔗糖、硼酸浓度、温度对蓝莓不同品种花粉萌芽率的影响。(1)采用1%琼脂，蔗糖设置5%、10%、15%、20%4个梯度，研究蔗糖浓度对花粉萌芽的影响［7］。(2)在找出最佳蔗糖浓度的基础上，以最佳蔗糖浓度为定量，采用1%琼脂，硼酸设置 100 μg·L-1、200 μg·L-1、300 μg·L-1、400 μg·L-14个梯度，探讨硼酸浓度对花粉萌芽的影响。(3)以最佳蔗糖浓度和硼酸浓度为定量，温度设置5℃、15℃、25℃、35℃4个梯度，分析温度对花粉萌芽的影响。

花粉萌芽率测定具体操作如下。用滴管滴1滴培养基溶液在载玻片上，所滴培养基面要厚薄均衡且近圆形［8］。待培养基冷却后，用干净毛刷蘸取适量花粉，均匀撒播于培养基上。然后将载玻片放在衬有湿润滤纸的培养皿中，置于培养箱(25℃)内培养。温度试验除外，要分别置于不同温度的培养箱中。每处理重复3次，12 h后于显微镜下观察花粉萌发情况，统计萌发率(花粉管长度超过花粉粒直径作为萌发标准)，计算平均萌芽率。计算公式如下:

花粉萌芽率(%)=已发芽的花粉数量/花粉粒总数量×100%

2 结果和分析

2.1 不同品种的花粉量

试验结果表明，不同蓝莓品种花药的花粉量存在一定的差异。夏普蓝花粉量最多，花粉数为546粒/花药，其次是蓝玉一号、灿烂、奥尼尔，平均花粉数分别是216、144、127粒/花药。夏普蓝的花粉量与其余3种存在显著差异(表1)，其单个花药的花粉量最多，这在一定程度上解释了夏普蓝产量相对较高的原因，对蓝莓种植时品种的选育提供了借鉴。

表1 蓝莓单粒花药花粉量Table 1 The pollen number of single-anther of blueberry

试验中发现各个品种的蓝莓雄蕊数量基本一致，9个～10个，因此，在探讨蓝莓花粉量差异原因时更多的考虑花丝、花药、柱头、花冠等花器对花粉量的影响。试验发现，花粉量与花丝的相关性显著(P＜0.01)，相关系数高达0.995;与花柱、花药的相关性较强(P＜0.05)，相关系数分别为 0.982、0.958;此外，花粉量与花冠、花柄、花瓣等都有一定的相关性(表2)。因此，关于花器特征的研究对花粉及其特性的研究具有重要的指导意义。

表2 花粉量与花器的相关分析Table 2 Relevant analysis of pollen number and floral spray

2.2 蔗糖对蓝莓花粉萌芽率的影响

蔗糖是花粉粒萌发的主要营养物质［9］。试验结果表明，在添加有蔗糖的培养基上，花粉的萌芽率有明显提高;随着蔗糖浓度的增加，蓝莓花粉萌芽率不断上升，当蔗糖浓度为15%时，各品种的萌芽率均达到最高值，分别为 24.2%、15.5%、23.8%、9.9%;但是随着蔗糖浓度的进一步增加，花粉的萌芽率却会表现出下降趋势(表3)。以奥尼尔为例最明显，蔗糖浓度由15%增加到20%时，其萌芽率由24.2%下降至9.8%。试验中发现，蔗糖浓度过高时，花粉出现质壁分离，抑制花粉的萌发，以灿烂为例，20%蔗糖浓度下，其花粉萌芽率仅为7.1%。

表3 蔗糖对蓝莓花粉萌发率的影响Table 3 The effect of different sucrose concentrations on pollen germination rate of blueberry

2.3 硼酸对蓝莓花粉萌芽率的影响

硼酸是花粉管壁形成的重要影响因素［10］。不同梯度硼酸下蓝莓花粉萌芽率的统计结果见表4，结果表明，硼酸对蓝莓萌芽率的影响与蔗糖相似，随着硼酸浓度的增加，花粉萌芽率不断上升。300 μg·L-1的硼酸时，花粉萌芽率最高，4个品种分别为40.6%、30.6%、38.3%、37.9%。但是随着硼酸浓度的进一步增加，花粉萌芽率出现显著下降。以蓝玉1号为例，400 μg·L-1的硼酸时，其花粉萌芽率只有8.8%，花粉管出现畸形且生长速度慢。此外，对比表3，可以发现最佳浓度硼酸条件下花粉的萌芽率要优于最佳浓度的蔗糖，因此，硼酸对于花粉萌芽的促进作用更明显。

表4 硼酸对蓝莓花粉萌发率的影响Table 4 The effect of different boric acid concentrations on pollen germination rate of blueberry

2.4 温度对蓝莓花粉萌芽率的影响

温度是花粉细胞内生化反应正常进行的基本条件，对花粉萌发具有重要作用［11］。从表5可以看出，5℃培养基上花粉也能萌芽，但只是个别萌芽，萌芽率较低，以灿烂为例，仅为2.4%;随着温度的升高，萌芽率逐渐增加，在25℃时，各个品种的萌芽率达到最高，分别为 32.4%、30.9%、31.14%、23.9%，明显高于其余3个温度处理;温度进一步上升后，萌芽率却呈现下降趋势，35℃温度处理下，4个品种花粉萌芽率分别为26.7%、23.4%、29.5%、19.8%，与最高值相比有小幅下降，且花粉管长度相对较短、生长速度缓慢。由此表明，温度的上升能够促进花粉的萌芽，但是并不是温度越高越好，温度过高反而会破坏花粉正常生长机制，抑制花粉萌芽;蓝莓花粉萌芽的最适宜温度为25℃。

表5 温度对蓝莓花粉萌发率的影响Table 5 The effect of different temperatures on pollen germination rate of blueberry

此外，试验中发现蓝莓花粉萌芽最佳的观察时间是置于培养基培育12 h～20 h之间，12h前观察各个品种基本无萌芽出现，而20 h后培养基开始出现裂痕、花粉管过长不利于观察统计、有霉变现象发生。这与油茶［12］、甜樱桃［13］、费约果［14］等的花粉萌芽期存在一定的差异，这可能是因物种不同引起的，尚需要进一步试验验证。

3 结论和讨论

蓝莓花粉量和花粉萌芽率因品种的不同而异，夏普蓝的花粉量最多，单花药花粉粒为546粒，而最少的奥尼尔仅有144粒;奥尼尔在300 μg·L-1硼酸条件下萌发率高达40.6%，高于相同处理条件下的其余品种，进一步证实了蓝莓花粉量和萌芽率在品种间存在差异。此外，试验测得蓝莓花粉粒明显少于杏、李、桃等。造成这些差异的原因一方面可能与物种、品种自身的遗传特性有关，另一方面可能是蓝莓种植环境造成的。因为试验采用的蓝莓品种均是从外地购买，且是第一年栽植，栽植地的有机质、土壤酸碱性、土壤疏松度等环境因子与原产地存在一定的差异，树体营养水平跟不上影响其正常生长，从而导致花粉量相对较少，有待于进一步探索。另外，4个品种中奥尼尔的花粉量为127粒·花药-1，仅为夏普蓝的1/3，但是在10%蔗糖+300 μg·L-1硼酸的培养基上其花粉萌芽率却高达40.6%，远高于其他品种，而花粉量最多的夏普蓝，其花粉萌芽率并不是最高的。可以看出，花粉量与花粉萌芽率并不是线性相关，这和谢鹏［15］等关于杏李品种花粉量的研究得出的结论一致。

因此，在实际生产中选择授粉品种时不能仅仅单一考虑花粉量或者花粉萌芽率，而是要将两者统一起来。此外，还要考虑所选授粉品种和主栽品种的花期是否一致、所选品种的产量、种植成本等因素。蓝玉1号从理论上可以考虑作为授粉品种，其花粉量和花粉萌芽率均较高，而且是人工培育的新品种，成本相对较低，但是本结论是在根据试验结果得出的，具体在现实生产实践中的应用成效如何尚需开展大田试验。

蔗糖一方面是为花粉萌芽和花粉管的生长提供营养物质，另一方面是维持外界环境一定的渗透压［16］。试验结果表明15%蔗糖浓度时，花粉内外的渗透压达到平衡状态，各个品种的花粉萌芽率均达到最高。这与叶利民［17］、余义和等关于含笑、金光杏梅花粉萌芽在10%蔗糖浓度时萌芽率最高的结论存在一定的差异。蔗糖浓度过低或者过高对于花粉的生长均不利，5%、10%浓度的蔗糖培养基不能提供充足的营养物质，影响花粉管的生长，而且会导致花粉壁裂开，内容物散出，使其失去生活力;20%浓度的蔗糖又会造成花粉质壁分离而抑制萌芽［18］。因此，花期喷施蔗糖时要注意控制好浓度。

硼酸能够促进花粉对糖分的吸收和转化，参与花粉管膜果胶物质的形成，从而促进花粉的萌发和花粉管生长。试验中，硼酸浓度的上升能够明显提升花粉的萌芽率;以300 μg·L-1最佳，萌芽率最高;超过300 μg·L-1后，萌芽率反而降低。因此，低浓度的硼酸能够促进花粉的萌芽，高浓度的硼酸会抑制其萌芽。

温度对花粉萌芽的影响也比较显著。试验发现，5℃时花粉萌芽率较低，仅是个别萌芽;随着温度上升，15℃时各个品种均有萌芽出现且萌芽个数明显多于5℃，花粉管伸长速度加速;25℃时，花粉萌芽率最高，花粉管达到最长;35℃时，花粉萌芽率和花粉管生长速度呈现下降趋势。因此，25℃是花粉萌芽的最适宜温度。

对比表3、表4、表5可以发现，硼酸对花粉萌芽的影响最显著，其次是温度，最后是蔗糖。这也验证了蓝莓种植时施用硼酸对提高产量的重要性。此外，试验采用的蓝莓品种多为南高系列和兔眼系列，对温度要求较高，而试验地位于湖南境内，蓝莓花期正值南方的“倒春寒”和多雨季节［19］，处理不当的话，低温多雨会造成花粉萌芽率低下，引起产量大幅下降。因此，在蓝莓生产中可以通过根部覆盖地膜、树体绑缚稻草帘、修建温室和冷棚等措施，做好花期避雨和保温工作，提高花粉萌芽率。

影响花粉萌芽率的影响除了蔗糖、硼酸、温度外，还有PH值、有机质、湿度、疏松度、光照等因素密切相关，关于这些因素的研究还有待于通过开展大量后续试验去进行探索。只有全面考虑这些因素，才能找出最适宜花粉萌芽的条件，从而为合理配置授粉品种、提高坐果率高、增加产量提供参考依据。

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