昆明地区盆栽苹果诱导二次开花试验研究

龙 阳，石卓功

(1 西南林业大学/西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室，昆明，650224；2 西南林业大学林学院，昆明，650224)

苹果MalusdomesticaBorkh.是世界上重要的果树之一，栽植面积在我国水果栽植面积中排第二，产量排第三。苹果当年开花结果的混合芽是在上年分化形成的，并且以当年生的腋芽和顶芽为主[1]。苹果花芽分化全过程可以分为成花诱导、花芽发端及花芽发育等3个阶段[2]。花芽分化是由营养生长向生殖生长转变的生理和形态标志[3-4]。打破休眠是落叶果树正常萌芽和开花的必要条件之一，苹果树必须解除休眠才能开始下一次开花结果。研究表明，苹果树一般是在7月新梢停止生长后进入到条件休眠阶段，9月上旬进入到自发休眠前期。处于休眠阶段中的苹果树在满足其最低需冷量后，能打破休眠后开始萌芽开花[5]。单氰胺(cyanamide，NH2CN)是一种植物外源破眠剂，能够代替一定的需冷量打破植物休眠，被广泛应用在葡萄[6]、蓝莓[7]、桃[8]、甜樱桃[9]、枣[10]等果树中打破休眠，促进萌芽和开花。

苹果树在春季正常开花结果后，又在当年秋季因为打破休眠而再次开花，这种植物在一年内不同时期两次开花的现象称为二次开花[11]。在热带地区印度尼西亚爪哇岛上栽植的罗美苹果，在采果1个月后对其进行全株摘叶等处理后，能够让苹果再次开花并结果，达到一年两熟[12]。研究表明，对南方早熟梨进行全株脱叶处理是诱导其二次开花的重要措施[13]。全株脱叶也是牡丹成功实现二次开花的重要措施，但是不同品种牡丹的二次开花表现有所不同，花芽分化所需时间较短的品种更容易实现二次开花[14-15]。一些研究表明，芽中ABA(脱落酸)含量处于较低水平有利于促进芽的萌发，而叶片又是植物生成ABA的主要器官，脱叶可以阻止叶片中的ABA转运到芽体中，从而能够促进芽的萌发[16]。

近年来苹果树的观赏价值正受到越来越多的重视，开始出现了以观赏为主要目的的盆栽苹果[17]。盆栽苹果的花期集中在春季，而二次开花的苹果可以在当年夏、秋季再次开花，可以延长盆栽苹果的观赏期和挂果期至翌年春节前后，提高观赏价值，促进苹果盆栽产业的发展。本试验通过对不同品种苹果盆栽的二次开花试验和花芽分化形态观察研究，试图找出适宜在昆明地区二次开花的苹果品种及促成二次开花的技术措施。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验基地选在昆明市西南林业大学校内苗圃，海拔1 940 m，年平均温度14 ℃，年降水量1 000 mm左右。试验选用嘎拉、富士、红色之爱、皮诺娃和神砂等5个苹果品种，5年生嫁接盆栽树，矮化砧木为M26，露地生长，统一管理栽培措施。

1.2 试验方法

随机区组设计，单株小区，4个重复。各品种花芽分化观测共采样3次，分别为8月13日、10月5日和12月3日，每个品种每次采样12个芽，采样部位为树冠中上部小于5 cm的短枝顶芽，采样后立刻将花芽置于FPA70固定液(甲醛5 mL+丙酸5 mL+70%乙醇90 mL)中。

显微石蜡切片法：①将采好的材料放入FPA70固定液中至少48 h；②从固定液中取出材料，用镊子、挑针、解剖刀等工具剥落鳞片；③将解剖好的材料依次放入到70%、85%、95%、100%浓度的脱水液中进行脱水，每个梯度脱水时间3 h；④将盛有材料和最后一级脱水液的瓶子放入到真空泵中抽真空，分2次进行，每次3 h；⑤将100%叔丁醇倒入抽过真空的材料中，共清洗3次，每次3 h；⑥将材料放入溶解后的石蜡中48 h浸蜡处理(放置在60 ℃恒温烘箱中)；⑦将已经融化的石蜡倒入包埋盒中，用镊子快速将材料移至包埋盒中，同时把材料按需要的切面排放整齐，把包埋盒放于冷台或冷水中，使其快速凝固；⑧用刀片按需要的切面切割成正六面体，将修好的蜡块使用切片机进行切片，切片厚度为10 μm；⑨在载玻片上均匀涂抹上薄薄一层粘片剂，在载玻片上滴加少许蒸馏水，将切好的蜡带用挑针轻轻放在液面上，然后将载有蜡带的载玻片放在35 ℃的展片机上展片；⑩待载玻片完全干燥后，使用苏木精染色法进行染色，染色完成后滴少许中性树脂于材料上，盖上盖玻片，贴上标签，放入切片盒中保存以供观察。

二次开花试验方法与观测指标：对试验选取的5个品种盆栽苹果进行全株人工脱叶处理，脱叶后立即喷3%单氰胺溶液，随后观察和记录各品种的开花结实株数及时间、单株开花花序数、开花数和着果数等指标数据。

2 结果与分析

2.1 不同品种盆栽苹果花芽分化进程

苹果品种嘎拉8月中旬花芽分化集中在萼片形成期，花蕾原基顶端周围出现凸起，第二花蕾原基已突起明显(见图1a)；至10月上旬大部分花芽分化处在雄蕊形成后期，整个花序均已进入雄蕊形成期(见图1b)；至12月初花芽形态分化完成，可明显观察到从中心底部出现的凸起，即雌蕊原基(见图1c)。富士花芽分化进程稍晚于嘎拉(见图1d，图1e，图1f)，8月中旬花芽分化集中在花蕾分化期(见图1d)；至10月上旬花芽分化集中处在第1层雄蕊形成期(见图1e)；富士花芽分化期集中性没有嘎拉明显。红色之爱8月中旬花芽分化集中在花瓣形成期，萼片原基内的基部发生突起体(见图2a)；至10月上旬大部分花芽形态分化完成(见图2b)。神砂8月中旬花芽分化大部分处在雄蕊形成初期(见图2d)，可明显观察到第1层雄蕊凸起；至10月上旬大部分花芽形态分化完成，可明显观察到底部雌蕊原基凸起(见图2e)。皮诺娃花芽分化进程稍晚于神砂(见图3a，图3b，图3c)。

2.2 分化特点

嘎拉和富士的花芽形态分化开始时期比较晚，8月中旬嘎拉花芽分化集中在萼片形成期，富士花芽分化集中在花蕾分化期，嘎拉和富士的花芽分化时期晚于其他3个品种。红色之爱的花芽形态分化在8月中旬，集中在花瓣形成期，分化时期早于嘎拉和富士、晚于神砂和皮诺娃。神砂和皮诺娃的花芽分化开始时期比较早，8月中旬花芽分化集中在雄蕊形成期，早于其他3个品种。10月上旬所有5个品种的花芽分化都进入了雌雄蕊形成阶段，其中花芽分化时间最晚的嘎拉和富士进入了雄蕊形成期，而其他3个品种花芽分化已经进入到雌蕊形成期。12月3日所有品种的花芽已经完成雌蕊原始体的分化。

注：a嘎拉花芽处于萼片形成期(2020-08-13)；b嘎拉花芽处于雄蕊形成期(2020-10-05)；c嘎拉花芽处于雌蕊形成期(2020-12-03)；d富士花芽处于花蕾分化期(2020-08-13)；e富士花芽处于雄蕊形成期(2020-10-05)；f富士花芽处于雌蕊形成期(2020-12-03)。图1 嘎拉和富士花芽分化进程显微结构

注：a 红色之爱花芽处于花瓣形成期(2020-08-13)；b 红色之爱花芽处于雌蕊形成期(2020-10-05)；c 红色之爱花芽处于雌蕊形成期(2200-12-03)；d 神砂花芽处于雄蕊形成期(2020-08-13)；e 神砂花芽处于雌蕊形成期(2020-10-05)；f 神砂花芽处于雌蕊形成期(2020-12-03)。图2 红色之爱和神砂花芽分化进程显微结构

注：a 雄蕊形成期(2020-08-13)；b雌蕊形成期(2020-10-05)；c 雌蕊形成期(2020-12-03)。图3 皮诺娃花芽分化进程显微结构

相同品种苹果的不同花芽，其分化进程不同，各分化时期存在重叠现象，每个时期都有一个集中分化阶段[18]。8月13日的采样中，嘎拉和富士的花芽处于未分化期到萼片形成期，嘎拉的花芽分化相对集中在萼片形成期，而富士的花芽分化相对集中在花蕾分化期；红色之爱、神砂和皮诺娃的花芽处于未分化期到雄蕊形成期，但神砂和皮诺娃花芽分化相对集中于雄蕊形成期，红色之爱花芽分化相对集中于花瓣形成期。

2.3 不同盆栽苹果品种二次开花试验

不同品种人工脱叶后萌芽和二次开花的时间存在显著差异(见表1)。神砂萌芽和开花的时间最早，脱叶后至萌芽平均只有13 d，其次为皮诺娃、嘎拉和富士，红色之爱最晚，平均长达40 d；从脱叶到开花的时间，神砂持续的时间最短，平均只需24 d，其次为皮诺娃和嘎拉，富士最长，平均达57 d。红色之爱没有出现二次开花，全树只有个别芽萌发。

表1 不同品种盆栽苹果二次开花物候期

在相同的试验处理和栽培环境条件下，5个苹果品种植株经过脱叶后的株开花率、开花数和结果数不相同。神砂株开花率100%，单株开花花序数和开花花朵数分别为12.75个、50.75朵，平均结实数6个，都显著高于其他4个品种；嘎拉株开花率达100%，但单株开花花序数和开花花朵数以及结实数均显著少于神砂；皮诺娃单株花序数、开花数和挂果数与嘎拉没有显著差异。富士开花数最少，单株花序数仅有1.5个，单个花序平均开花数不足2朵花，且没有着果，与红色之爱没有显著差异(见表2)。

表2 不同品种盆栽苹果二次开花性状

3 讨论与结论

显微石蜡切片法是研究植物组织、器官形态变化的重要方式之一，已广泛应用于植物花芽分化以及组织形态发育等方面的研究[19]。本试验选取不同品种盆栽苹果不同时间点的花芽进行显微石蜡切片观察，显示神砂8月中旬大部分花芽已进入雄蕊形成期，8月下旬有部分花芽已进入雌蕊形成期；皮诺娃花芽分化稍晚于神砂，8月中旬大部分花芽进入雄蕊形成初期；富士8月中旬花芽处于花蕾分化期，至脱叶时大部分花芽可能还处在萼片形成期，这是富士在供试品种中二次开花时间最晚的重要原因之一；嘎拉8月中旬大部分花芽分化处于萼片形成期，嘎拉的花芽形态分化时期比富士早，这是嘎拉二次开花成花效果优于富士的主要原因之一；8月中旬红色之爱的花芽分化大部分处于花瓣形成期，花芽分化进程早于嘎拉和富士，但是只有极少量的芽萌发，没有出现二次开花现象。有研究表明，不同苹果品种间的开花结果习性有所不同，打破休眠需要的最低需冷量也不相同[20-21]，红色之爱脱叶后萌芽少没有二次开花的原因可能是施用单氰胺代替的需冷量没有满足打破其休眠的最低需冷量。

研究表明，嘎拉的花芽形态分化时期比富士开始晚结束早，整个分化时期比富士更集中[22]，并且富士花芽分化各时期的持续时间均比嘎拉长[23]。在本次试验过程中也体现出富士的花芽分化进程比嘎拉慢，并且在所有供试品种中花芽分化进程最缓慢，在10月上旬花芽分化仍处于雄蕊形成初期，未完成整个花芽分化进程，这是本次试验中富士二次开花时间在所有供试品种中最晚并且二次开花数量最少的重要原因。

试验通过整株脱叶以及喷施单氰胺措施促使神砂、皮诺娃和嘎拉二次开花并成功挂果，但挂果后果实生长缓慢，至12月30日果实平均横径仅为4 cm左右，可能是因为二次开花挂果时间集中在10月中下旬，11月上旬的环境温度下降至10 ℃左右，同化产物不足，影响果实细胞增大。为了增加二次开花的果实大小，应尽可能促进花芽分化进度以及提早脱叶时间，从而提前二次开花和挂果，减小低温对果实生长的影响。

本次试验的结果表明，神砂二次开花时间最早且开花数量最多，二次开花综合性状显著优于其他品种，在供试品种中最适宜进行二次开花诱导。其次是皮诺娃和嘎拉，这两个品种二次开花综合性状仅次于神砂。富士和红色之爱表现较差，富士二次开花数量少且没有挂果，红色之爱没有成功实现二次开花，表明富士和红色之爱不适宜进行二次开花诱导。