贵长猕猴桃散粉规律及花粉活力研究※
2021-03-19贺兴江任晓晓周文才韦小平王胤晨
●贺兴江 任晓晓 周文才 万 炜 韦小平※※ 王胤晨
(1.贵州省农业科学院现代农业发展研究所 贵州 贵阳 550006;2.贵州省农业科学院蚕业研究所 贵州 贵阳 550006;3.贵州省农业科学院畜牧兽医研究所 贵州 贵阳 550006)
猕猴桃属猕猴桃科(Actinidiaceae)猕猴桃属(Actinidia)植物,多年生藤本果树,果实风味独特、营养丰富、经济价值高。鲜果维生素C含量比普通水果高几倍甚至几十倍,还含有丰富的维生素B1、B2、E 及多种矿物质和氨基酸,因其具有丰富的营养和极高经济价值而广受关注,推广栽培面积日益增大[1-2]。贵长猕猴桃由原贵州省果树研究所从紫云县野生猕猴桃中选育,是目前贵州省猕猴桃的主栽品种[3-4]。
猕猴桃为雌雄异株植物,天然授粉坐果率极低,需要进行人工授粉以保证猕猴桃的产量和品质。前人对猕猴桃授粉开展了较多的工作,研究表明,在授粉过程中不同的花粉来源[4-5]、授粉时间[6]、授粉花柱数[7]对猕猴桃的产量和质量都有影响。研究还发现,不同来源猕猴桃雄株的花粉[8-10]在数量、形态、活力等方面都存在差异,前人在优良雄株的选育方面也做了大量工作[11-13],发现不同采粉时期和储存条件[14]以及采集后花药的处理方法[15]对花粉的质量都有影响。然而,有关猕猴桃整个单花期散粉规律以及花粉活力变化的研究罕有报道。鉴于此,本研究选择贵州省猕猴桃主栽品种贵长猕猴桃作为实验材料,研究其单花期散粉规律及花粉活力变化,并采集开花当天自然脱落的花粉,对比不同保存条件和时间对花粉活性的影响,以期为合理采集利用、保存花粉提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器生物显微镜(重庆奥特SMART);冰箱(海尔BCD-510WDEM);漩涡振荡器(其林贝尔vortex-5);移液枪(北京大龙);恒温干燥箱(恒辛XMA-600)。
1.1.2 试剂六偏磷酸钠(赞璐桐;分析纯);蔗糖(天旭;分析纯)。
1.2 试验方法
1.2.1 样品采集试验材料于2019 年采集自贵州省修文县猕猴桃种植区。于盛花期选择3 株雄株,自5 月12 日至15 日,连续4d 标记当天开放的花朵(30 朵/株),标记时间为每天上午9 时,5 月15 日上午9 至10 时采集被标记的处于不同花龄的花药,从花龄相同的每朵花上用小剪刀剪取5 只花药置于2mL 离心管中,其余花药放入50mL 离心管中。每10 朵花为1 个样,每株雄株取3 个样。2mL 离心管装的花药用于测定花粉数量,计算散粉规律;50mL 离心管装的花药用于测定花粉活力。同日上午9 至10 时,随机选取当日开放的花朵,每株取6 个样,每个样20 朵花,花粉收集在50mL 离心管内,用于研究不同保存条件、保存时间对花粉活性的影响。
1.2.2 不同花龄花粉数量和活力测定试验材料为不同花龄的雄花花粉,设置5 个处理。-1D:开花前1d(大蕾,有1~3 片花瓣现展开迹象);0D:开花当天;1D:开花后1d,2D:开花后2d;3D:开花后3d。每个处理重复3 次。分别测定每个处理的花粉数量和花粉活力。
1.2.3 不同保存条件对花粉活力的影响试验材料为当天开花的雄花花粉,设置室温保存和4℃保存两个处理。 将花粉样品等分为两组,一组放置在实验台上室温(温度:20~24℃;相对湿度:13%~23.3%)保存;另一组放置于冰箱冷藏室(4℃)保存。自采集当天起,每天检测一次花粉活性,连续检测6d。
1.2.4 花粉数量测定参照王斯妤等[10]、辛董董等[16]方法,将2mL 装的花药样品(每个样50只花药),放置于50℃恒温干燥箱中,干燥4h。花粉全部散开后加入一定体积的200g/L 六偏磷酸钠溶液,在漩涡振荡器上振荡混匀成悬浮液,用移液枪吸取5μL 悬浮液滴在细胞计数板上,用生物显微镜(10×40 倍)进行观测,统计花粉量,公式为:
1.2.5 散粉量与散粉比例计算
计算散粉比例时以开花前1d 的花粉数量为花粉总量。
1.2.6 花粉活力测定采用离体萌发法测定花粉萌发率,以萌发率代表花粉活力。培养基为15%的蔗糖溶液[17-19],用胶头滴管滴1~2 滴培养基置于载玻片中央,用棉签蘸取一定量的花粉置于培养基正上方,轻轻抖动棉签使花粉洒落在培养基表面。培养条件为室温,以20~24℃为宜。将播种后的载玻片置于垫有双层湿滤纸的泡沫箱中进行黑暗培养,24h 后镜检,花粉管长度超过花粉粒直径1倍的视为花粉萌发,计算萌发率。
萌发率=视野中萌发花粉数/总花粉数×100%。
1.3 数据分析
运用EXCEL 和SPSS17.0 对试验数据进行描述统计、差异显著性检验,对猕猴桃散粉规律和花粉活力进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同花龄花粉数量比较
经试验测定发现,贵长猕猴桃花粉量随开花时间的延长而减少,散粉量在开花前3d 逐日增加。如表1 所示,开花前1d 花粉量为15 222.22粒/花药,开花后花粉量开始减少,开花1d 后花粉数量显著减少(P<0.01)。散粉量随开花时间增加,但散粉比例较低,从开花到采集样品期间散粉比例为5.96%,开花后1d 的散粉比例也仅有13.50%。至开花后的第3 天(花药开始自然脱落),每个花药的花粉量高达5 037.04 粒,接近总花粉量的30%。
表1 散粉规律
2.2 不同花龄花粉活力比较
由图1 可以看出,猕猴桃开花前1d 与开花当天的花粉活力最高且没有显著差异,开花后, 花粉活力随开花天数的增加而显著降低(P<0.01)。开花后第3 天,花药开始自然脱落,花粉萌发率下降到3.75%。
2.3 不同保存时间及保存条件对花粉活力的影响
图2 显示,当天采集花粉的萌发率达到52%以上,离体花粉活力随保存天数的增加而降低,但保存在不同条件下的花粉,萌发率降低的速率有所不同,4℃条件下保存有利于维持花粉活力。室温保存1d 花粉萌发率降低为48.60%,与采集当天无显著性差异,但是保存2d 及以上的花粉萌发率大幅度降低,保存5d 的萌发率仅为3.18%。4℃保存1d 的花粉萌发率为42.67%,较采集当天显著降低,而保存2d、3d 的花粉萌发率分别为41.67%、38.14%,与保存1d 的花粉相比,萌发率有不同程度的降低,但未达到显著水平,保存5d 的花粉萌发率为21.76%。
3 讨论
试验结果显示,贵长猕猴桃每个花药的花粉量为15 222.22 粒,与齐秀娟等[8]的研究结果相符,但与王斯妤等[10]的研究结果差异较大。开花后开始散粉,但单位时间散粉比例较低,从开花到采集样品期间散粉比例为5.96%,开花后1d 的散粉比例也仅有13.50%,甚至到开花后的第3 天每个花药的花粉量仍然高达5 037.04 粒,接近总花粉量的30%。这可能是因为猕猴桃访花昆虫少等原因造成的,这可能导致猕猴桃在自然条件下坐果率低的原因之一。花粉活力测定结果显示,开花前1d 与开花当天的花粉萌发率接近52.00%,开花后随时间的延长花粉活力逐渐降低,与陈永安等[14]的研究结果相似,但他们仅观察了开花后24h 内的变化;开花后第3 天花粉萌发率急剧降低为3.76%,镜检过程中发现培养基上生长了菌丝,这可能是导致花粉活力急剧下降的原因。
花粉活力随保存时间的增长而降低,但不同条件保存的花粉活力变化差异较大,相比室温,4℃条件更有利于维持花粉活性,结果与陈永安等[14]的研究结果一致。
综上,建议贵长猕猴桃采集开花当天的花朵分离花粉用于授粉,最好当天采集当天使用。若遇花粉不足时,也可以选择采集开花后1d 的花朵分离花粉用于授粉,其单花药花粉量为12 259.26 粒,萌发率为38.37%,可以满足授粉需求。如当天花粉未使用完,适宜选择4℃条件保存,保存时间越短越好,勿使用保存超过3d 的花粉,以免造成不必要的损失。