秋季水果黄瓜花粉萌发及其对授粉效果影响的研究

丁小涛，许 真，金海军，张红梅，余纪柱*，袁继芳

（1上海市设施园艺技术重点实验室，上海市农业科学院园艺研究所，上海201403；2鹤壁技术职业学院食品系，鹤壁458030；3上海市青浦区香花桥农业服务中心，上海201700）



秋季水果黄瓜花粉萌发及其对授粉效果影响的研究

丁小涛1，许 真2，金海军1，张红梅1，余纪柱1*，袁继芳3

（1上海市设施园艺技术重点实验室，上海市农业科学院园艺研究所，上海201403；2鹤壁技术职业学院食品系，鹤壁458030；3上海市青浦区香花桥农业服务中心，上海201700）

摘 要：研究了秋季水果黄瓜花粉不同储藏温度（5℃、15℃、25℃）对其萌发率及授粉坐果情况的影响，及黄瓜雌花和雄花开放当天不同授粉时间（7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00），花粉的萌发率及授粉坐果情况。结果表明：5℃低温储藏黄瓜雄花花粉，花粉萌发率及授粉坐果效果最好，可以有效延长黄瓜授粉时间，至第3天花粉萌发率仍有58" 4％，收获种子数为第1天授粉的69" 2％，并且种瓜收获时没有化瓜或无籽瓜。秋季黄瓜雌花开放当天，早上进行授粉的效果最好，尤其在7：00—9：00，下午授粉也能获得一定的种子产量，但收获种子数只有7：00的56" 8％—75" 9％。

关键词：黄瓜；花粉；萌发率；杂交育种

我国是黄瓜生产大国，栽培面积和产量均居世界首位［1］，庞大的市场需求促进了黄瓜育种工作的开展。黄瓜（Cucumis sativus L"）是葫芦科重要的蔬菜作物之一，为喜温性植物，温度过高或过低均会导致其授粉受精作用不良，进而影响种子产量和育种工作的顺利进行。同时，黄瓜为单性花作物，尤其对强雌性的水果黄瓜，开放雄花还要进行硝酸银等化学药剂处理［2］，这样在制种过程中就很容易出现花期不遇或者花粉不够等问题。而对花粉萌发和授粉方面的研究，在牡丹［3］、大花蕙兰［4］等花卉中研究较多，在番茄［5-6］、西葫芦［7］、黄瓜［8-9］等蔬菜中也有研究，但这些研究主要集中于花粉萌发的培养条件和储藏条件上，对蔬菜上花粉萌发率与授粉时间的相关性研究以及授粉时间对种子产量影响的研究较少，尤其是对水果黄瓜的研究更少，为使水果黄瓜的育种、制种和保种工作顺利开展，本试验开展了不同温度储藏保持黄瓜花粉萌发率及授粉效果的试验，同时也研究了不同授粉时间对种子产量的影响，以期为我国水果黄瓜制种和育种工作提供帮助。

1 材料与方法

1．1 试验材料

试验于2012年8—12月在上海市农业科学院庄行综合试验站塑料大棚中进行，所用黄瓜为荷短型水果黄瓜，母本编号为12QP-1，父本编号为12QP-2，均为全雌性，由上海市农业科学院园艺所提供。父本黄瓜第一片真叶将要展开时，开始喷施250倍的硝酸银［2］，之后每3 d喷施1次，共喷施5次。

试验1：9月25日待母本雌花、父本雄花均开放时，开始不同温度储藏花粉授粉的试验。

试验2：9月26日开始不同时间进行授粉的试验。

1．2 试验方法

1" 2" 1 试验处理的设置

试验1设置3个储藏温度处理：5℃、15℃和25℃。每个处理用自封袋储藏，9月25日8：00—9：00对盛开的黄瓜雄花200朵授粉，重复3次。试验2设置6个授粉时间点：7：00、9：00、11：00、13：00、15：00、17：00，每隔2 h授粉1次，每次授粉10朵，重复3次。

1" 2" 2 授粉和花粉萌发率

试验1：分别将不同温度储藏0 d、1 d、2 d、3 d、4 d和5 d的黄瓜花粉进行授粉，雌花选择当天盛开并正常发育的，每次授粉10朵，重复3次，每朵雄花授粉1个雌花，均匀涂抹在雌花柱头上，选择每天早上9：00进行授粉；同时分别每次取出5朵雄花，参考许文连等［10］、李静等［11］方法用10×10的显微镜观察花粉的萌发数，每次至少5个视野，重复3次，取平均值。

试验2：选择9月26日当天盛开的发育正常的雄花和雌花进行授粉，每个时间授粉10株，重复3次，每朵雄花授粉1个雌花，均匀涂抹在雌花柱头上。同时每个时间点取5朵雄花，重复3次，同上观察每个时间点的花粉萌发数。

1" 2" 3 种子数和化瓜或无籽瓜的统计

所有处理每次授粉后挂吊牌在所授粉果实上，吊牌上标明不同处理，授粉时间。当果实膨大并完全成熟后（授粉后约50 d），采收果实，统计每个处理每个瓜中的种子数，取平均值。同时统计每个处理的化瓜或无籽瓜比例。

2 结果与分析

2．1 不同温度不同储藏时间花粉的授粉坐果情况

从单瓜收获种子数来看（图1），黄瓜花粉5℃条件下储藏的效果最好，储藏1 d后授粉采收的种子数和当天授粉的效果差异不明显，2 d后单瓜收获种子数为161" 6粒，是当天授粉收获种子的69" 2％，3 d、4 d后分别为当天的28" 9％和18" 3％，储藏5 d后，授粉后没有收获到种子；15℃条件下储藏1 d，单瓜收获种子为当天授粉收获种子的84" 6％，而储藏2 d后降低为6" 0％，3 d后没有收获种子；25℃条件下储藏1 d，平均单瓜收获种子为14" 8粒，为黄瓜当天授粉收获种子的6" 3％，储藏2 d后没有收获种子。

图1　不同储藏温度和时间授粉后果实种子数及化瓜或无籽瓜情况Fig．1 Seeds per fruit and percentages of wilted fruits or seedless fruits under different storage temperatures and periods

5℃条件下储藏黄瓜花粉，储藏1 d、2 d后授粉，黄瓜没有出现化瓜或无籽瓜现象，3 d后出现20％的化瓜或无籽瓜，4 d后出现70％，5 d后为100％，即授粉已经没有效果；15℃条件下储藏黄瓜，1 d后授粉没有化瓜或者无籽瓜，2 d后化瓜或无籽瓜比例达到90％，3 d后为100％；25℃条件下，黄瓜花粉储藏1 d后授粉化瓜或无籽瓜比例便达到50％，2 d后达到100％，授粉即没有效果。

2．2 不同温度不同储藏时间花粉的萌发率

图2是从电子显微镜看到的不同储藏温度、不同时间花粉的萌发情况。可以看出，当天早上9：00采收的雄花花粉萌发比例最高，为93" 8％。5℃条件下储藏1 d后，降低为79" 8％，之后随着储藏时间延长，花粉萌发率不断降低，到第5天降低为1" 6％，5℃条件下储藏黄瓜花粉，花粉萌发率随着时间延长降低的比较平缓；15℃下储藏，花粉萌发率随着储藏时间延长降低程度明显变大，至第4天，花粉萌发率便降低为0；25℃条件下储藏黄瓜花粉1 d，花粉萌发率便降低为19" 8％，2 d后降低为2" 9％，3 d后黄瓜花粉没有萌发的。

图2　不同储藏温度和时间后花粉的萌发率Fig．2 Pollen germination rates under different storage temperatures and periods

2．3 当天开放雄花不同时间花粉的萌发率及授粉后的种子收获情况

从图3可以看出，当天不同时间授粉的效果差异较大，早上7：00授粉的效果最好，单瓜平均收获种子数为239" 3粒，9：00授粉的效果次之，和7：00差异不明显，11：00授粉效果有所降低，单瓜平均收获种子数198" 3粒，为早上7：00授粉效果的82" 9％，之后每隔2 h，授粉获得种子数逐渐降低，17：00授粉获得种子数为7：00的56" 8％。授粉当天不同时间花粉萌发率和单瓜种子采收数量呈现相似变化，同样早上7：00花粉粒萌发比例最高，以后逐渐降低，至17：00降低为59" 2％。说明花粉萌发率和单瓜种子数的相关性极大，可以用来判断授粉的好坏及种子的产量。

图3　当天不同授粉时间黄瓜花粉的萌发率及采收果实的种子数Fig．3 Pollen germination rates and reaped seeds per fruit under different pollination times on the same day

3 结论与讨论

育种、制种工作是保证黄瓜正常生产的关键。而育种、制种工作中对花粉萌发率的研究又是重中之重，只有保证花粉有足够的活力和萌发率，才能保证授粉工作的顺利进行。黄艳慧等［6］研究表明，番茄在高温条件下加湿处理，可以明显提高番茄的花粉活力和萌发率，同时也可以提高番茄的坐果率，易成龙等［8］也研究了不同温度对黄瓜花粉萌发力的影响，发现5℃和10℃储藏花粉，花粉的萌发力较好，但试验样本较少，处理内差异较大。本试验系统研究了花粉不同储藏温度、不同储藏天数后花粉的萌发率和授粉后种子的收获情况，发现5℃条件下储藏2 d后，花粉的萌发仍在50％以上，授粉后单瓜种子数也有当天雄花授粉收获种子的69" 2％，并且授粉后的黄瓜没有化瓜或无籽瓜发生，之后逐渐出现化瓜或无籽瓜，并且花粉萌发率及收获种子数均逐渐下降，说明5℃储藏花粉，可以使花粉的有效期延长到第3天授粉的时间，并获得较高的种子产量。15℃储藏1 d后花粉萌发率较高，没有化瓜或者无籽瓜，但储藏2 d后采收种子数急剧下降，并且化瓜或者无籽瓜比例达到90％，说明15℃储藏花粉，只有1 d的授粉延长效果。而25℃条件下，黄瓜花粉储藏1 d后授粉基本没有效果，说明常温下黄瓜花粉当天授粉才有效果。

对于黄瓜制种者或育种者，清晨是授粉较为合适的时间，因此，建议下午不要授粉，但是具体清晨不同时间授粉，种子产量的差异，以及下午授粉的效果如何，这方面的研究较少。许利彩等［7］对西葫芦的花粉生活力研究表明，西葫芦授粉的最佳时间为6：00—8：00，这个时间西葫芦结实率最高。本课题研究发现，黄瓜秋季制种，7：00—9：00授粉效果最好，不仅花粉萌发率高，同时单瓜收获种子数也最多，之后随着授粉时间推迟，黄瓜花粉萌发率及收获种子数逐渐降低，但即使17：00授粉，花粉的萌发率也在50％以上，同时单瓜收获种子数也有7：00授粉的50％以上，说明黄瓜授粉确实清晨进行最好，但是，如果遇到雄花花粉或劳动力等不好协调时，下午授粉也能获得一定的种子产量。

总之，黄瓜授粉的工作比较集中且劳动量大，如果授粉工作中遇到雌株和雄株花期不遇，那么将对黄瓜种子产量造成很大影响，适当调整雌雄花开放时间或者授粉时间将非常重要，本研究发现5℃低温储藏雄花花粉，可以有效延长授粉时间至第3天，这对缺少或者需要长距离调配雄花来开展的授粉工作，起到了非常重要的作用。同时，秋季黄瓜雌花开放当天，早上进行授粉的效果最好，尤其是7：00—9：00，但下午授粉也能获得一定的种子产量。

参 考 文 献

［1］侯锋，李淑菊"我国黄瓜育种研究进展与展望［J］"中国农业科学，2000，33（3）：100-102"

［2］丁小涛，郝婷，金海军，等"硝酸银和赤霉素处理对黄瓜雌性系诱雄效果的比较［J］"上海交通大学学报：农业科学版，2013，31（6）：1-5"

［3］贾文庆，张少伟，刘露颖，等"不同培养基和贮藏方法对矮牡丹花粉萌发的影响［J］"西南农业学报，2013，26（1）：338-341"

［4］王利民，王四清，王彩霞，等"大花蕙兰花粉离体萌发试验初报［J］"林业科学，2005，21（4）：122-124，161"

［5］闫立英，冯志红，张慎好，等"番茄花粉生活力研究［J］"种子，2005，24（6）：23-26"

［6］黄艳慧，李亚灵，温祥珍"高温下不同空气湿度对温室番茄花粉活力和坐果率的影响［J］"西北农业学报，2011，20（11）：105-110"

［7］许利彩，李海真，沈火林"西葫芦花粉生活力测定方法及最佳授粉时间的研究［J］"河南农业科学，2009（8）：120-124"

［8］易成龙，俞源"低温保持黄瓜花粉萌发力试验初报［J］"长江蔬菜，2009（15）：37-38"

［9］李晓丽，闫立英，冯志红，等"黄瓜花粉生活力的研究［J］"北方园艺，2008（3）：24-26"

［10］许文连，李云霞，孔银秀"黄瓜花粉萌发的实验［J］"蔬菜，2008（2）：32-33"

［11］李静，胡建斌，李建吾，等"运用正交设计优化黄瓜花粉离体萌发条件［J］"贵州农业科学，2008，36（6）：139-140"

（责任编辑：王晓华）

Pollen germination and its effect on pollination of fruit cucumber in autumn

DING Xiao-tao1，XU Zhen2，JIN Hai-jun1，ZHANG Hong-mei1，YU Ji-zhu1*，YUAN Ji-fang3
（1Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology，Horticultural Research Institute，Shanghai Academy of Agricultural Sciences，Shanghai 201403，China；2Department of Food，Hebi Vocational Technical College，Hebi 458030，China；3Qingpu District Xianghuaqiao Agricuttaral Service Center，Shanghai 201700，China）

Abstract：The effects of different storage temperatures（5℃，15℃and 25℃）on the pollen germination rate，pollination and fruit setting of autumn fruit cucumber were studied，and the pollen germination rate，pollination and fruit setting were investigated under different pollination times on blooming date（7：00，9：00，11：00，13：00，15：00 and 17：00）" The results showed that storing the pollen at 5℃had the highest pollen germination rate and the best pollination and fruit setting，effectively prolonged the cucumber pollination time and could still reach 58"4％in pollen germination rate on the third day and get 69" 2％as many as the seeds gained in the first-day pollination，and also there was not any wilted fruit or seedless fruit when reaping" The best pollination time was in the morning，especially during 7：00—9：00 on the blooming date of female flowers" The pollination in the afternoon could also obtain 56" 8％—75" 9％as many as the seeds gained in the pollination at 7：00"

Key words：Cucumber；Pollen；Germination rate；Crossbreeding

*通信作者，E-mail：yy2＠saas" sh" cn

作者简介：丁小涛（1981—），男，硕士，助理研究员，主要从事设施栽培及黄瓜育种工作的研究。Tel：021-52235451；E-mail：xiaotao198108＠163" com

收稿日期：2015-05-26

文章编号：1000-3924（2016）01-043-04

中图分类号：S642" 2

文献标识码：A

资助项目：上海市农委青年人才成长计划［沪农青字（2014）第1-10号］；低碳环控型温室结构及配套装备研制与产业化示范（2014BAD08B01）；上海市农委项目“设施果菜类主要蔬菜分子标记的开发与新品种选育”［沪农科种字（2013）第5号］；公益性行业（农业）科研专项“长三角地区设施蔬菜高产高效关键技术研究与示范”（201403032）