不同授粉品种对红心猕猴桃东红果实品质的影响 不同雄性品种对红心猕猴桃品种'东红'果实品质影响
作者:韩飞 李大卫 刘小莉 钟彩虹
【摘要】:[目的]研究不同授粉品种对东红猕猴桃授粉后果实品质的影响。
[方法]以武汉植物园选育的雄性品种磨山雄1号、磨山雄2号、M3611和M3647对红心猕猴桃东红进行人工授粉试验,研究其授粉后果实的大小、形状、颜色、风味及营养成分的差异。
▲国内经常使用的猕猴桃授粉方法
[结果]红心猕猴桃东红接受不同雄性品种的花粉授粉后,其坐果率,采收期的单果重,软熟期的色度、总糖、总酸、维生素C等呈显著性差异。4个雄性品种中,以磨山雄2号和M3611授粉的果实品质较佳,外果皮金黄色,内果肉红色,果实风味佳。
[结论]4个雄性品种与红心猕猴桃东红授粉后,以M3611表现最佳,其次是磨山雄2号。
猕猴桃在上世纪初经新西兰引种驯化并大规模产业化以来,历经百年发展,已经在亚洲、欧洲、大洋洲及美洲形成近24.5万公顷的种植规模、数百亿的年产值。中国在上世纪70年代末开始猕猴桃的大规模引种、驯化及产业化;短短三十余年已经成为世界种植面积最大(45%)和产量(27%)最高的国家。然而,中国猕猴桃产品的品质与新西兰等发达国家相比仍存在差距,中国猕猴桃科研必须重视猕猴桃品质影响因素研究。
▲各地大量建设猕猴桃园区,也是造成近年猕猴桃售价逐年下降的原因之一
植物花粉在授粉当年内直接影响受精形成的种子或果实的现象称为花粉直感。前期树莓、蓝莓和黑宝石李等果树的研究多次证实了花粉直感效应对种子或果实内、外品质及其他性状存在着显著影响。在猕猴桃中,陈庆红等研究发现,不同品种花粉的直感作用导致猕猴桃果实中可溶性固形物、维生素C含量均呈现明显的差异,例如,‘五峰9号’授粉的‘金魁’猕猴桃可溶性固形物含量达24%~24.5%,而用‘五峰14号’授粉的果实可溶性固形物含量仅为17.5%~20%。齐秀娟等选用4种花粉对3个猕猴桃品种进行人工授粉研究发现,猕猴桃的单果质量、横径、纵径、果形指数和果实形状等表现出明显的花粉直感效应,但果柄分离难易未表现出花粉直感效应。新西兰科学家Seal等研究发现,美味猕猴桃的花粉能提高黄肉猕猴桃‘Hort16A’的单果重。目前,伴随着商品价值更高的红肉猕猴桃的推广,研究花粉直感对红肉猕猴桃果肉颜色及品质的影响无疑具有重要意义。
▲东红猕猴桃
‘东红’(原代号H-2)是中国科学院武汉植物园经过15年,从红阳实生后代中选育的早熟耐贮优质红肉猕猴桃新品种,于2012年通过国家林木品种审定委员会审定,审定号国 S-SV-AC-031-2012”。于2012年授权联想佳沃进行全球商业开发。本研究利用不同花粉开展授粉试验,研究猕猴桃花粉直感效应对‘东红’果实品质的影响,进而探讨红肉猕猴桃雄性品种选育等产业相关问题。
▲近年开始使用的大型电动猕猴桃授粉设备
1材料与方法
1.1实验材料及实验方案
本实验开展基地为位于湖北省武汉市武昌区的国家猕猴桃种质资源圃;供试雌性品种为中国科学院武汉植物园选育红肉猕猴桃专利品种‘东红’,授粉品种(系)采用武汉植物园选育的雄性品种(系)‘磨山雄1号’,‘磨山雄2 号’,‘WM3611’和‘WM3647’。采用的方案为:在10棵‘东红’植株上分别选取4根枝蔓,利用4个雄性品种(系)分别对同一植株的4根枝蔓上的雌花授粉,研究不同雄性品种花粉对‘东红’果实的品质影响。
▲盛花期的猕猴桃果园人工辅助授粉
为保证实验的一致性及精确性,猕猴桃授粉实验采取开花前统一套袋,在2012年和2013年的4月22日、23日和25日分3次充分给所有的实验株系授粉;统一在9月14日采收。其中,坐果率在授粉后15天统计;采收时的单果重、硬度、可溶性固形物、果形指数(果实纵径/横径)于9月14日采收当天测定;软熟期的可溶性固形物、硬度、色度、糖、酸和维生素C值在果品充分软熟后测定。
▲磨山系猕猴桃公树
1.2 果实品质测定方法
1.2.1取样方法:不同雄性品种授粉的每一个枝蔓上采取30个果实。
1.2.2 测定方法:
果实大小:采用游标卡尺测定果实的纵、横、侧径;果实重量:采用数显式电子天平测定;硬度:采用FT327硬度计测定;
果肉色度:采用CR-400色差仪测定;可溶性固形物:采用PAL-1折光仪测量:
维生素C:采用国标(GBT5009.86-2003)的2,4-二硝基苯肼法测定;淀粉:采用国标(GBT5009.9-2008)的酸水解法测定;
总糖和总酸:采用国标(GBT5009.7-2008)直接滴定法测定。
1.3分析方法
本实验采用Excel统计软件包计算数据的平均值;进一步采用SPSS19.0软件对试验数据进行统计分析,采用ANOVA统计分析进行显著性检验,进一步利用Duncan分析不同授粉株之间差异。
▲中科院湖北武汉植物园国家猕猴桃种质量资源圃
2结论与分析
2.1座果率
两年实验结果表明,4个雄性品种对东‘东红’授粉的座果率具有显著性差异,其中以‘磨山雄1号’最佳,均达到100%。其次是‘M3647’,在90%~100%以上;第三是‘M3611’,座果率均达到85%~100%;磨山雄2号的座果率年份之间有差异,2012年达95%,2013年仅75%(表1)。
2.2采收时果实品质
2012年‘东红’植株上4个雄性品种授粉试验表明:采收时的硬度、可溶性固形物、果形指数差异不显著(p<0.01),而单果重差异显著(表1)。2013年‘东红’植株上的重复试验表明,除采收时硬度差异极显著外,硬度以‘磨山雄2号’授粉的果实最大,且差异显著,其他果实品质性状与2012年表现一致。因此,不同花粉对红心猕猴桃品种‘东红’的果重有重要的影响,两年结果均表明‘WM3611’授粉的果实最重,其次是‘磨山雄2号’,且两者差异不显著,最轻的是‘磨山雄1号’。
▲采用蜜蜂给猕猴桃授粉
2.3 软熟果实品质
两年实验结果表明,软熟时硬度、可溶性固形物差异不显著(p<0.01),而软熟时的色度、糖、酸、维生素C差异显著(表1)。
果肉色度值越小,表明果肉越黄,两年间以‘磨山雄2号’和‘WM3611’授粉的果肉色度值在101~103之间,外果皮金黄色;而‘磨山雄1号’在2012年授粉果肉色度值最小,为100,而2013年却又变最大,达104,果肉颜色不稳定。‘WM3647’也和是‘磨山雄1号’类似,年份间果肉颜色不稳定。综合结果看,以磨山雄2号授粉的果实果肉黄色稳定,且在4个品系中果肉黄色是最深的(表1)。同时,不同品种授粉后‘东红’内果皮的红色变异明显;由图1可以看出,‘磨山雄2号’和‘WM3611’较‘磨山雄1号’和‘WM3647’能够显著提高其内果皮的红色。
从表1中可以看出,‘M3611’授粉的果实软熟后总糖含量两年均为最高,其它3个品系年份间有差异,且均显著小于‘M3611’。而果实总酸的含量两年间有差异,2012年是以自然授粉的果实含量酸最低,最高的是‘磨山雄2号’;而2013年却是以‘磨山雄2号’授粉的果实含酸量最低,与其他品系差异显著,这可能与每年的气候条件有差异。
固酸比是评价果实风有显著性差异。2012年味品质的重要指标,从表1中可以看出,4个不同授粉品种授粉的‘东红’果实的固酸比以自然授粉的果实最高,达到13.7,其次是‘M3611’,其固酸比为13.2;而2013年以‘M3612’授粉的果实固酸比最高,达13.8,其次是‘M3611’,其果实固酸比13.0,表明‘M3612’授粉的果实风味更浓郁。综合结果,均表明自然授粉、‘M3611’授粉和磨山雄授粉的果实固酸比均表现较高的水平,风味浓郁。
维生素C含量,4个雄性品系授粉的果实呈现显著性差异,但两年的结果有差异,其中‘M3612’授粉的果实维生素C含量稳定,均在100mg/100g鲜果肉以上。
综上所述,不同品种(系)的花粉对红心猕猴桃品种‘东红’软熟期的色度、糖、酸、维生素C差异等内在果实品质具有显著性差异,全现出明显的花粉直感效应。
▲最原始的猕猴桃对花授粉
3.讨论
本研究证明了不同授粉雄株对雌性品种果实品质的影响,其中以单果重量、果实内在品质性状(果肉色度、糖、酸、维生素C)更为明显。这与陈庆红等前期研究发现的花粉直感作用,导致不同品种花粉授粉的猕猴桃果实中可溶性固形物、维生素C含量均呈现明显的差异观测一致。与齐秀娟等研究不同的是,本研究中发现果形指数、硬度、果实形状等方面并未有表现明显的花粉直感效应。果形指数等可能与授粉充分程度、品种差异性有关,且相同花粉在不同品种上授粉后表现有差异性。
▲本文作者之一猕猴桃专家钟彩虹
特别值得重视的是,本研究发现授粉雄株能够直接影响到红心猕猴桃果肉的着色(图1)。尽管前期研究表明高温能够导致红心猕猴桃花青素的消褪,绿肉猕猴桃的花粉能够导致红心猕猴桃果肉红色变淡;但因为花期相遇的原因,相同花期的中华猕猴桃花粉更容易被使用在红心猕猴桃品种的授粉上;本研究提供的数据证实中华猕猴桃的花粉同样可能影响到红心猕猴桃品种的果肉红色程度。因此,针对授粉雄株在果实品质方面表现出的直感效应,研究并选育能够提升雌性品种当代果实品质的专一性雄株,无疑将有利于提高目前红肉猕猴桃产品的质量。
▲猕猴桃花粉活性检测
本研究结果表明,4个雄性品系中,以‘M3611’授粉的果实品质最佳,其次是‘磨山雄2号’,两者授粉的果实均表现外果皮金黄色,而内果皮鲜红色,果实可溶性固形物和糖含量高,酸含量低,风味浓郁,这两者是‘东红’品种的最佳授粉品种(系)。
▲传授工人猕猴桃授粉关键技术

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