不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

为筛选出猕猴桃花粉性状优良的品种(系)进行区域试验,实现猕猴桃雌株优质高产。以中国科学院武汉植物园、江西农业大学科技园及江西省奉新县猕猴桃种质资源圃采集的来源于中华猕猴桃与美味猕猴桃的41份猕猴桃雄花为试材测定其花粉量及花粉活力。试验中87.8%雄株花粉活力集中于40%~80%;No.29、33、32、36、21的花粉活力明显优于其他品种(系),而花粉活力低于40%的猕猴桃雄株有No.2和No.3,其中No.3的活力最弱。供试材料中,单个花药所含花粉量最多的是No.26,达1951粒;而最少的是No.39,仅有900粒,均属于中华猕猴桃,可见其花粉量差异较大;美味猕猴桃雄株之间花粉量差异较小,处1160~1520粒。中华猕猴桃雄株平均花粉活力(58.54%)低于美味猕猴桃(67.99%),而其平均花粉量(1415粒)高于美味猕猴桃(1341粒),花粉量与花粉活力之间并无相关关系。文中依据供试品种花粉量的多少及花粉活力的高低将其划分为三个等级,其中,第Ⅱ与Ⅲ级的猕猴桃雄株具有较多的花粉量及较高的花粉萌发率,可以满足生产上猕猴桃授粉的要求,其余品种则不建议作为授粉树。

猕猴桃花粉

▲猕猴桃花粉

关键词:美味猕猴桃;中华猕猴桃;雄株;花粉活力;花粉量。中图分类号: S663.4 文献标志码: A 文章编号: 1000-2286( 2017) 03-0460-08

猕猴桃( Actinidia spp.) 属于猕猴桃科( Actinidiaceae) 猕猴桃属( Actinidia Lindl) ,是原产于我国特有的多年生落叶藤本果树,中国是猕猴桃的起源和分布中心,其在我国的种质资源非常丰富。猕猴桃因其富含丰富的营养物质及其良好的保健功效颇受消费者和生产者的关注。猕猴桃是雌雄异株的植物,在生产中需要严格配置授粉树才能保证雌株正常结果。然而近年来由于环境气候恶劣、花期不遇、蜜蜂和昆虫的数量严重不足等因素,使猕猴桃在自然条件下很难达到优质高产,借助人工授粉显得尤其重要,而雄株花粉量的多少以及花粉生活力的高低对授粉受精起着至关重要的作用。此前,对猕猴桃人工授粉的采收期、花粉萌发及贮藏条件的研究已有报道。但对猕猴桃花粉量及多个猕猴桃雄株花粉活力的系统研究还很少。本试验展开了此方面的研究,在多个资源圃对于不同隶属种的猕猴桃雄株进行采样,并做了系统的分析和比较,对于解决气候恶劣、花期不遇和实际生产上提高人工授粉受精效率、促进坐果、提高产量都具有重要的意义。

不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

▲不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

1 材料与方法

1.1 材料的采集与处理

41 个供试材料于 2016 年 4 月分别采自中国科学院武汉植物园、江西农业大学科技园及江西省奉新县猕猴桃种质资源圃(表1) 。摘取猕猴桃大蕾期雄花,存放于自封袋中,当天带回实验室并将花药剥离下来,取50粒饱满的、未开裂的花药放入2mL 的离心管中,重复 3 次,在 35 ℃烘箱中干燥,待花粉完全散开后用于花粉量的测定。剩余的花药在避免阳光直射的条件下干燥得到花粉,放在-20 ℃条件下保存,用于花粉活力的测定。

红心猕猴桃丰产果园

红心猕猴桃丰产果园照片

1.2 花粉活力的测定方法

采用花粉萌发法,将培养基( 10%蔗糖,10 mg /L 硼酸,0.5%琼脂) 熔化后,用玻璃棒蘸取少许涂布在
载玻片上,再用毛笔蘸取干燥的猕猴桃花粉洒落在培养基上后放入垫有湿润试纸的培养皿中,重复 3
次,在 25 ℃左右的恒温箱中孵育3h后再倒置显微镜下观察,统计其萌发率( %) 。

1.3 花粉量的测定方法

参照沈根华等方法,取饱满、未开裂的花药 50 粒放入2mL 离心管中,重复3次,在35 ℃烘箱中干燥,待划分完全散开后,加入200g/L 六偏磷酸钠 2 mL,在漩涡振荡器上振荡成悬浮液,取 400 μL 振
荡悬浮液于 2 mL 离心管中,加 200g/L 六偏磷酸钠1600μL,摇匀后吸取5μL滴在载玻片上,于倒置
显微镜下观察,统计花粉粒数,重复3次。

不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

▲不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

2 结果与分析

2.1 不同品种猕猴桃雄株花粉活力统计分析
通过对 41 个不同猕猴桃品种花粉活力的统计分析( 表 2) ,结果表明,供试材料花粉活力平均值为60.26%,标准差为 15.248,变幅在5.01%~83.04%,变异系数为25.42%。其频率分布见图 1,经正态性检验,Sk<0,呈负偏态分布;Ku>0 则表示其曲线较为陡峭。根据频率分布可将猕猴桃雄株花粉活力分级标准划分为三级。如表 3 所示,将花粉活力 ≤40%的猕猴桃雄株划分为Ⅰ级,如 No.2、3; 花粉活力处于40% ~ 80%的猕猴桃雄株划分为Ⅱ级,如帮增 1 号、磨山 4 号、No.29、33;而花粉活力≥80%的则划分为Ⅲ级,如 No.21、32、36。

供试的 8 个美味猕猴桃雄株中,No.19、20、34、35、36、37、帮增 1 号的花粉活力集中在第Ⅱ级、只有No.36 的花粉活力处于第Ⅲ级,高达80.68%。而中华猕猴桃雄株花粉活力则分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。

不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

▲不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

2.2 不同品种猕猴桃雄株花粉量统计分析
通过对41个不同猕猴桃品种花粉量的统计分析( 表 4) ,结果表明,供试材料单个花药所含花粉平均值为 1 400 粒,标准差为 220.215,变幅在886 ~1951 粒,变异系数为15.73%。其频率分布见图2,经
正态性检验,其符合偏正态分布。根据频率分布可将猕猴桃雄株花粉量分级标准划分为三级。

如表 5 所示,将花粉量≤1200 粒的猕猴桃雄株划分为Ⅰ级,如 No.39、31;花粉量处于1200~1600粒的猕猴桃雄株划分为Ⅱ级,如帮增1号、磨山4号;而花粉活力≥1600粒的猕猴桃雄株则划分为Ⅲ
级,如 No.5、6、12。

供试材料中,除 No.37 花粉量为1154 粒,划分为第Ⅰ级,其余的美味猕猴桃雄株花粉量均划分为第Ⅱ级,而中华猕猴桃雄株花粉量分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。

猕猴桃授粉

▲猕猴桃授粉

2.3 不同品种猕猴桃雄株花粉活力及花粉量的比较分析

从表 6 可以看出,41个不同猕猴桃雄株之间花粉活力不同,其中活力最高的是 No.21,其活力为83.04%,显著高于除 No.32、33、36 之外的其他雄株;而接近 87.8%以上雄株活力集中于40%~80%,包括 No.13、1、8、10、9、5、39、4、23、16、22、11、7、15、35、6、30、12、37、19、27、31、帮增 1 号、No.18、14、34、17、28、26、磨山 4 号、No.25、38、24、20、29、33,并且活力逐渐递增;而花粉活力低于40%的雄株有No.2、3,活性依次递减,其中 No.3 的花粉活力最弱,仅有 5%;花粉活力高于 80%的雄株有No.32、36、21,且活力逐渐递增。

不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

▲不同猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究

供试材料中,美味猕猴桃雄株花粉活力处于58.73%~80.68%,变化幅度较小,平均活力为67.99%; 而供试材料中的中华猕猴桃雄株花粉活力变化幅度较大,处于5.01%~83.04%,平均活力为58.54%,整体上低于美味猕猴桃。

所有供试材料中,不同材料之间花粉量有明显的差异,单个花药所含花粉量最高的是 No.26,最低的是 No.39,都属于中华猕猴桃,可见其雄株之间花粉量差异较大,花粉量在886~1951粒变化,平均花粉量达1415 粒;而供试材料中美味猕猴桃之间每粒花药的花粉量差异较小,在1154~1512 粒之间变化,平均花粉量为1341 粒,整体上略低于中华猕猴桃。

猕猴桃花粉加工过程

▲猕猴桃花粉加工过程

3 讨论与结论

此前对苹果、枣、桃、山楂、梨、橄榄、桂樱的研究表明,同一种内不同品种之间花粉数量及花粉萌发率差异较大。本试验结果表明,猕猴桃花粉量及花粉生活力因品种不同而存在明显的差异。其中,No.29、33、32、36、21 的花粉活力明显优于其他品种,其花粉量处于或接近第Ⅱ级。供试材料中 95%的猕猴桃雄株花粉萌发率处于40%以上,其中高达 87.8% 以上猕猴桃雄株花粉活力集中于40%~80%; 而 No.3、2的花粉活力最弱,且明显低于其他雄株。供试材料中美味猕猴桃雄株之间花粉活力差异较小,平均活力为 67.99%; 其花粉量之间差异也较小,平均花粉量为1341 粒; 而供试材料中的中华猕猴桃雄株花粉活力差异较大,平均活力为 58.54%,略低于美味猕猴桃雄株的活力; 其平均花粉量达1415 粒,整体上略高于美味猕猴桃。供试的 8 个美味猕猴桃雄株中,No.19、20、34、35、36、37、帮增 1 号的花粉活力集中在第Ⅱ级、只有No.36 的花粉活力处于第Ⅲ级,高达 80.68%。而中华猕猴桃雄株花粉活力则分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。供试材料中除 No.37 花粉量为 1 154 粒,划分为第Ⅰ级,其余的美味猕猴桃雄株花粉量均划分为第Ⅱ级,而中华猕猴桃雄株花粉量分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。

红心猕猴桃花粉授粉

▲红心猕猴桃花粉授粉

猕猴桃新鲜花粉生活力较高,但在实际生产上经常因为气候、花期等不确定因素而很难达到优质高产,甚至是低产,人工授粉显得尤其重要,而授粉品种花粉数量的多少及质量的好坏直接影响主栽品种的坐果率及产量。以葡萄、柑橘、橄榄等果树为例,国外花粉量产量预测模型的研究证实了花粉量与产量之间存在显著的相关关系。沈根华等认为花粉萌发率低于 30%的梨树在作为授粉品种时不加填充剂或不作授粉用,本试验中通过对猕猴桃雄株花粉活力及花粉量的统计分析并将其划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,其中第Ⅱ、Ⅲ级的猕猴桃雄株具有较多的花粉量及较高的花粉萌发率,可以满足生产上猕猴桃授粉的要求,其余品种则不建议作为授粉树。为保证授粉质量,利用上述品种( 系) 进行授粉之前还应通过生活力测试,尽量选择亲和力好、高品质的品种( 系) 作为主栽品种的高效授粉树,以获得预期的产量和品质。

河南猕猴桃雄花采摘

▲猕猴桃雄花采摘

猕猴桃雄株的花粉量与花粉活力之间并无相关关系,文章中依据猕猴桃雄株花粉量的多少及花粉活力的高低将其划分为3个等级,其中Ⅱ、Ⅲ级的猕猴桃雄株同时具备高萌发率和较多的花粉量,建议作为授粉树而满足生产上的要求。开展猕猴桃雄株花粉量及花粉活力差异研究,有利于筛选出花粉性状优良的品种(系) 进行区域试验,再结合花粉直感效应将授粉后结实率高、品质优的雄性品种(系) 选育出来投入实际生产应用或其他研究,对于猕猴桃雌株实现优质高产具有现实意义。

出口猕猴桃花粉

▲遵义市播宏猕猴桃果园有限公司是西南地区最大的猕猴桃果业公司,种植1200亩高山猕猴桃,是遵义市农业龙头企业,市级先进扶贫企业。其中猕猴桃花粉项目是中国单体面积最大的猕猴桃花粉园,单体采粉园达到了400亩,丰产期产花粉400公斤,提供高品质、高倍体、高活性的猕猴桃花粉,可以满足30000亩果园的花粉需要。联系微信18030405084

Comparison of Pollen Quantity and Pollen Viability of 41 Male Plants in Actinidia
Abstract: Through comparing the pollen viability and pollen quantity in different male plants of kiwifruit,cultivars( strains) with excellent pollen characteristics were selected for a regional test. This research has the practical significance for realizing high quality and high yield of kiwifruit.In this experiment,forty-one Actinidia male plants,including A. deliciosa and A. chinensis,were collected from Wuhan Botanical Garden,Jiangxi Agriculture University and Fengxin County,jiangxi Province,as experimental materials.

猕猴桃花粉

▲▲播宏猕猴桃花粉高品质、高倍体、高活性的猕猴桃花粉,可以满足30000亩果园的花粉需要。联系微信18030405084

The male flowers of kiwifruit in the large bud stage were gathered and stored in bag,then brought back to the laboratory and the anthers were peeled off.Fifty fully ripe and uncracked anthers were chosen and put into 2 mL centrifuge tube and the process was repeated 3 times.The tubes were put into an oven at 35 ℃ until dry.And the the amount of pollen were determined after the pollen was completely dispersed.The remained anthers were dried to obtain pollen nder the condition of avoiding direct sunlight,and kept in-20 ℃ for determing the pollen viability.The results showed that the pollen viability of 87.8% samples varied between 40%~80% in all the tested materials,and the pollen viability of No.29,33,32,36,21 was 77.35%,79.51%,80.44%,80.68%,83.04%,respectively,which was significantly better than that of other cultivars.Though the pollen viability of No.2 and 3 was less than 40%,which was significantly lower than that of other cultivars,the pollen viability of No.3 was the weakest,only 5.01%.The maximum amount of pollen quantity contained in an anther was in No.26,which reached
up to1951 grains,and the least was in No.39,one anther contained only 900 grains.Both of the two cultivars belong to A.chinensis,and suggesting the large difference in pollen quantity among A.chinensis.The difference of pollen quantity among A.deliciosa was in a range of 1 160-1520 grains.In this research,the average pollen viability of A.chinensis( 58.54%) was lower than that of A. deliciosa ( 67.99%) ,but its pollen quantity( 1415 grains) was higher than that of A. deliciosa (1341 grains) .

出口猕猴桃花粉

▲出口猕猴桃花粉

Through statistical analysis of the pollen viability and the pollen quantity in different male plants of kiwifruit,the cultivars were divided into grade I,II and III.The cultivars wiht pollen viability less than or equal to 40% were classified as grade I,such as No.2 and 3.And the cultivars with pollen viability of 40%-80% were classified as grade II,such as Bangzeng-1,Moshan-4,No.29 and 33.Grade III referred to the cultivars with pollen viability more than or equal to 80%,such as No.21,32and 36.The cultivars with pollen quantity in an anther of the male plants less than or equal to 1200 grains were classified as grade I,such as No.39 and 31.And those with pollen quantity of 1200-1600 were classified as grade II,such as Bangzeng-1 and Moshan-4.Grade III referred to the cultivars with pollen quantity more than or equal to 1 600 grains,such as No.5,6 and 12.In this research,the pollen viability of most of the eight male plants of A. deliciosa was divided into grade II,including No.19,20,34,35,36,37 and Bangzeng-1,only No.36( 80.68%) was divided into grand III.And the pollen viability in the male plants of A. chinensis was classified into grade I,II and III.According to the pollen quantity in male plants of A.deliciosa was classified into grade II except for No.37 which had only 1154 grains.And A.chinensis was classified into grand I,II and III.Kiwifruit is a dioecious plant,the pollen viability and pollen quantity of pollination varieties always play an important role in fruit setting rate and yield of the main cultivars.

播宏猕猴桃花粉

▲播宏猕猴桃花粉

Through the analysis and classification of pollen viability and pollen quantity in male plants of kiwifruit,grade Ⅱ and Ⅲ had more pollen quantity and higher pollen germination rate,they can meet the requirements of pollination of kiwifruit production,and the rest of the cultivars were not recommended as pollination trees.

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