2個(gè)葡萄品種授粉結(jié)實(shí)特性分析

王 勇,李玉玲,蘇來(lái)曼·艾則孜,戶(hù)金鴿,孫 鋒,伍國(guó)紅

(新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所,新疆鄯善 838200)

0 引 言

【研究意義】葡萄是重要果樹(shù)樹(shù)種[1],葡萄雜交育種是葡萄新品種選育的重要途徑。因葡萄大多數(shù)為兩性花,雜交育種是在始花期通過(guò)人工去除雄蕊,有目的的授予其它品種的花粉,獲得雜交種子。新郁具有果粒大、外觀美、風(fēng)味佳、商品性好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成熟期介于里扎馬特(中熟)和紅地球(晚熟)之間,是西北地區(qū)重要的中晚熟優(yōu)質(zhì)大粒紅色品種。綠洲寶石是一個(gè)綠色且具有較濃郁玫瑰香味的鮮食、制干、釀酒兼用的品種,新郁和綠洲寶石均是核心育種材料。受自身花器結(jié)構(gòu)、花期長(zhǎng)短、環(huán)境、氣候等因素的影響,雜交去雄授粉存在坐果差、自交比例大等問(wèn)題,影響了雜交育種的效果。【前人研究進(jìn)展】在杏樹(shù)[2-3]、李[4-5]、獼猴桃[6-9]、梨[10-13]、櫻桃[15-17]、錐栗[18]等樹(shù)種上已開(kāi)展了花粉活性、授粉結(jié)實(shí)特性、自交親和性、雜交結(jié)實(shí)力等方面的研究。閆守偉[19]開(kāi)展了不同葡萄品種花器官形成、坐果和果實(shí)發(fā)育的研究,白惠磊等[20]開(kāi)展巨峰葡萄閉花授粉機(jī)理研究。【本研究切入點(diǎn)】目前關(guān)于果樹(shù)植株雜交授粉方面的研究較多,而對(duì)葡萄雜交授粉方面的研究較少。關(guān)于不同授粉時(shí)間和次數(shù)對(duì)葡萄坐果率影響的研究未見(jiàn)報(bào)道,需研究葡萄品種的授粉結(jié)實(shí)特性。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以新郁、綠洲寶石2個(gè)葡萄品種為試材,采用自然授粉、自花授粉、不同去雄時(shí)間、不同授粉方式等處理,研究新郁、綠洲2個(gè)葡萄品種授粉結(jié)實(shí)特性,為葡萄雜交育種提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2022年在吐魯番市鄯善縣新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所園藝場(chǎng)試驗(yàn)基地進(jìn)行,材料為新郁、綠洲寶石2個(gè)葡萄品種,均為6～7年生植株,種植方式為水平棚架獨(dú)龍干,柱高2 m,株行距為4 m×0.5 m。表1,圖1

圖1 新郁和綠洲寶石果實(shí)

表1 試材基本信息

1.2 方 法

1.2.1 自花授粉與自然授粉處理

選擇新郁、綠洲寶石2個(gè)葡萄品種穩(wěn)定結(jié)果植株各若干株,花前各選擇整齊一致花穗6個(gè),共計(jì)12個(gè)花穗。吊牌標(biāo)記,修剪花穗,每個(gè)花穗保留基部飽滿(mǎn),大小一致花蕾300粒,待用。在始花期,分別選擇3個(gè)花穗開(kāi)展套袋密封(自花處理)、3個(gè)花穗不做處理(即自然狀態(tài))。處理后30 d,統(tǒng)計(jì)果穗坐果率。

1.2.2 不同時(shí)間去雄處理

選擇新郁、綠洲寶石2個(gè)葡萄品種穩(wěn)定結(jié)果植株各若干株,在花前各選擇整齊一致花穗12個(gè),共需要24個(gè)花穗。使用吊牌標(biāo)記,并修剪花穗,每個(gè)花穗保留基部飽滿(mǎn),大小一致花蕾300粒,待用。分別在花前6 d(5月9日)、4 d(5月11日)、2 d(5月13日)、始花期(5月15日)等時(shí)期開(kāi)展人工去雄-清水噴洗-套袋密封(人工去雄不授粉處理)處理,每個(gè)處理3個(gè)花穗。處理后30 d統(tǒng)計(jì)果穗坐果率。

1.2.3 不同授粉方式處理

選擇昆香無(wú)核、陽(yáng)光玫瑰2個(gè)葡萄品種穩(wěn)定結(jié)果植株若干株(保證花粉采集量),并使用吊牌對(duì)健康整齊的花穗進(jìn)行標(biāo)記,在花序有5%盛開(kāi)時(shí),開(kāi)始采集花穗,在避強(qiáng)光、干燥的環(huán)境下制作花粉,經(jīng)干燥、凈化、研磨后,通過(guò)干燥的容器,進(jìn)行分裝、低溫貯藏,待用。

選擇新郁、綠洲寶石2個(gè)葡萄品種穩(wěn)定結(jié)果植株若干株(保證花穗選擇量),使用吊牌對(duì)花穗進(jìn)行標(biāo)記,并修剪花穗,每個(gè)花穗保留基部飽滿(mǎn),大小一致花蕾300粒,待用。在花前各選擇花穗36個(gè),每個(gè)處理3穗,每個(gè)品種2個(gè)雜交組合,共4個(gè)雜交組合,需要花穗共計(jì)72個(gè)。

待果穗拉長(zhǎng)到極限,花蕾含苞待放時(shí)開(kāi)始去雄,并使用足量清水將柱頭清洗干凈,套袋密封,掛吊牌、做標(biāo)識(shí)待用。授粉處理1:柱頭發(fā)育變形但未出現(xiàn)粘液時(shí)開(kāi)始授粉,每天授1次,累計(jì)授粉3次;授粉處理2:待柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)開(kāi)始授粉,每天授1次,累計(jì)授粉3次;授粉處理3:待柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)授粉1次。將2次授粉時(shí)間分為上午、下午(6個(gè)處理:上午3個(gè),下午3個(gè)),環(huán)境溫度在25～30℃。處理后30 d,統(tǒng)計(jì)果穗坐果率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)excel表處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù),通過(guò)SPSS進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2個(gè)葡萄品種自然授粉結(jié)實(shí)能力對(duì)比

研究表明,新郁在自然條件下坐果率為23.41%～46.75%,平均值為34.32%。綠洲寶石在自然條件下坐果率為19.50%～31.74%,平均值為24.21%。2個(gè)葡萄品種的授粉結(jié)實(shí)能力較弱,且新郁高于綠洲寶石。表2

表2 新郁與綠洲寶石在自然 條件下授粉結(jié)實(shí)對(duì)比

2.2 2個(gè)葡萄品種套袋不去雄處理下的授粉結(jié)實(shí)對(duì)比

研究表明,新郁在套袋不去雄處理下坐果率為24.90%～35.33%,平均值為30.79%。綠洲寶石在自花條件下的坐果率為12.40%～24.86%,平均值為18.67%。2個(gè)葡萄品種的自花授粉結(jié)實(shí)能力較弱,新郁高于綠洲寶石。表3

表3 新郁與綠洲寶石在套袋不去雄處理下 的授粉結(jié)實(shí)對(duì)比

2.3 2個(gè)葡萄品種去雄套袋處理下的授粉結(jié)實(shí)

研究表明,在不同時(shí)間去雄套袋處理下,花前6和4 d處理新郁坐果率均為0;花前2 d處理的坐果率為1.29%～5.00%,平均值為3.51%;有少量花序盛開(kāi)時(shí)處理的坐果率為15.44%～21.43%,平均值為19.08%。在不同時(shí)間去雄套袋處理下,花前6和4 d處理的綠洲寶石坐果率也均為0;花前2 d處理的坐果率在2.11%～8.22%,平均值為5.22%;有少量花序盛開(kāi)時(shí)處理的坐果率為21.26%～29.69%,平均值為24.39%。新郁和綠洲寶石在花前2 d已經(jīng)開(kāi)始自花授粉,在始花期自花授粉已經(jīng)達(dá)到較高的比例,且綠洲寶石的閉花授粉能力高于新郁。表4

表4 新郁與綠洲寶石在去雄套袋處理下授粉結(jié)實(shí)對(duì)比

2.4 不同授粉方式處理對(duì)2個(gè)葡萄品種授粉結(jié)實(shí)的影響

研究表明,新郁×昆香無(wú)核、新郁×陽(yáng)光玫瑰、綠洲寶石×昆香無(wú)核、綠洲寶石×陽(yáng)光玫瑰組合中,早上授粉處理的平均坐果率均高于傍晚授粉處理的,其中在新郁×昆香無(wú)核組合中的差異顯著,綠洲寶石×昆香無(wú)核組合中的差異不顯著。新郁×陽(yáng)光玫瑰和綠洲寶石×陽(yáng)光玫瑰2個(gè)組合的坐果率高于新郁×昆香無(wú)核和綠洲寶石×昆香無(wú)核。6個(gè)處理中,處理2早上授粉的平均坐果率最高,為11.13%,處理3傍晚授粉的平均坐果率最低,為4.44%。在早上授粉的3個(gè)處理中,平均坐果率為處理2>處理1>處理3;在傍晚授粉的3個(gè)處理中,平均坐果率為處理1>處理2>處理3。但在每個(gè)組合中平均坐果率存在差異,新郁×昆香無(wú)核和綠洲寶石×昆香無(wú)核的早上處理1高于早上處理2,新郁×陽(yáng)光玫瑰和綠洲寶石×陽(yáng)光玫瑰組合早上處理2高于早上處理1;新郁×昆香無(wú)核傍晚授粉處理2高于早上處理1,其他3個(gè)組合傍晚授粉處理1高于早上處理2。所有處理3的坐果率均為最低。 表5

表5 新郁與綠洲寶石在不同授粉方式處理下的授粉結(jié)實(shí)對(duì)比

3 討 論

3.1葡萄屬于圓錐狀花序,絕大多數(shù)品種為兩性花,通過(guò)自花授粉和異花授粉完成授粉受精發(fā)育成果實(shí)。京秀、香妃、巨峰、黑奧林等4個(gè)品種在自然條件下坐果率為71.3%、76.9%、3.6%、21.9%[19]。研究發(fā)現(xiàn),新郁和綠洲寶石在吐魯番市自然條件下平均坐果率分別為34.32%、24.21%,套袋密封條件下,自花授粉的平均坐果率分別為30.79%、18.67%。吐魯番市5月上中旬多風(fēng)、氣溫較高且空氣濕度低可能是影響葡萄坐果率的主要原因。但新郁葡萄果粒較大,綠洲寶石果穗中等,較低的坐果率并不影響穗形和產(chǎn)量,反而減少了修剪果穗的勞動(dòng)量。

葡萄屬于被子植物,存在開(kāi)花受精和閉花受精兩種類(lèi)型,但因品種的花器結(jié)構(gòu)、生理及環(huán)境條件的差異,自然條件下一般通過(guò)1種或2種同時(shí)兼有的方式完成授粉受精[21],白惠磊等[20]研究認(rèn)為巨峰葡萄具有閉花授粉和自花授粉2種方式,閉花授粉坐果率可達(dá)33%。雄配子體在花前4～5 d已發(fā)育成熟并且花粉具有了一定的發(fā)芽率,雌配子體在花前2 d發(fā)育成熟,在花前3 d人工授粉可獲得一定的坐果率。檀英霞等[22]研究發(fā)現(xiàn)葡萄品種巨峰、巨玫、四玫自然條件下在花前3d柱頭上均未發(fā)現(xiàn)有散落的花粉粒。巨峰和巨玫在花前2 d柱頭上有散落的花粉粒,巨峰在花前1 d散落的花粉粒最多達(dá)54.0%。四玫和巨玫均在始花日達(dá)最大散落量。研究發(fā)現(xiàn),新郁在開(kāi)花期前2 d已有3.51%花蕾完成了閉花授粉,綠洲寶石已有5.22%花蕾完成了閉花授粉,新郁和綠洲寶石2個(gè)葡萄品種均存在閉花授粉現(xiàn)象,且綠洲寶石的閉花授粉程度高于新郁。

3.2溫度影響葡萄花粉的萌發(fā)。賀普超[23]認(rèn)為葡萄花粉萌發(fā)的最適宜溫度為26～28℃,在28℃溫度下16～18 h后能很好地萌發(fā)。溫度過(guò)低,影響花藥開(kāi)裂;溫度過(guò)高,降低花粉發(fā)芽率,甚至導(dǎo)致花粉損傷、失活。萬(wàn)怡震等[24]研究認(rèn)為葡萄花粉在室溫下存放半月后,僅有7.3%～13.9%的花粉具有活性。張瑛等[25]研究認(rèn)為野生毛葡萄雄株花粉在晴天、陰天的萌發(fā)率具有很大差異,分別為70.9%、18.8%。南珍珠花粉采集當(dāng)天的萌發(fā)率為82.4%,南珍珠和毛葡萄雄株的花粉分別在不同溫度下培養(yǎng)后,花粉的萌發(fā)率由高到低依次為30、35、25、20℃,2種花粉的萌發(fā)率隨著溫度的升高而升高,當(dāng)恒溫為30℃時(shí)花粉萌發(fā)率最高,南珍珠為82.4%,毛葡萄為70.8%。研究發(fā)現(xiàn),早上授粉處理的平均坐果率均高于傍晚授粉處理的,與溫度有關(guān)。研究的實(shí)施地在吐魯番市鄯善縣,該地2022年5月13日至17日夜間最低溫在15～17℃,白天最高溫在28～30℃。早上授粉適宜花粉萌發(fā)的時(shí)間較長(zhǎng),利用花粉萌發(fā),傍晚授粉因低溫度時(shí)間過(guò)長(zhǎng),影響花藥開(kāi)裂,降低花粉活性。

3.3番茄上,李紅波等[26]研究認(rèn)為開(kāi)花前1 d去雄,開(kāi)花當(dāng)天上午授粉1次,第2 d上午再補(bǔ)授粉1次(2d 2次授粉)和開(kāi)花當(dāng)天上午授粉1次,第3 d上午再補(bǔ)授粉1次(3 d 2次授粉)的坐果率最高。番茄雜交制種受外部環(huán)境溫度、濕度等影響,如去雄后短時(shí)間內(nèi)對(duì)柱頭2次授粉,可能會(huì)加大對(duì)柱頭的損傷,影響坐果率等。研究發(fā)現(xiàn),在6個(gè)處理中,早上授粉處理2(待柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)開(kāi)始授粉,每天授1次,累計(jì)授粉3次)的平均坐果率最高,早上授粉和傍晚授粉處理3(待柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)授粉1次)的平均坐果率均低。葡萄花蕾間的花期存在一定差異性,有些雌配子發(fā)育成熟早,有些雌配子發(fā)育成熟較晚,柱頭產(chǎn)生粘液的時(shí)間具有連續(xù)性,一次授粉不能實(shí)現(xiàn)所有柱頭的花粉需要,在柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)開(kāi)始授粉,每天授1次,累計(jì)授粉3次可以實(shí)現(xiàn)最佳的坐果效果。

授粉方式上,安曉芹等[3]發(fā)現(xiàn)品種和授粉方式影響杏樹(shù)授粉親和性,自然授粉坐果率不高,自交多數(shù)不親和,輪臺(tái)白杏與其他品種間正反交坐果差異較大。趙紀(jì)偉等[14]認(rèn)為梨品種雜交坐果率很高,多數(shù)在80%以上,自交結(jié)實(shí)率不高。韓立群等[17]發(fā)現(xiàn)櫻桃供試各品種自花結(jié)實(shí)率低,多為自花不結(jié)實(shí)類(lèi)型,供試各品種自然結(jié)實(shí)率較高,大多品種坐果率在20%以上,最高為35%,雜交組合坐果率均在25%以上。楊龍等[18]發(fā)現(xiàn)錐栗自花授粉結(jié)實(shí)率很低,自然授粉相對(duì)較高;雜交組合的坐果率存在差異,花粉直感效應(yīng)在雜交坐果率上表現(xiàn)明顯;父母本及雜交授粉組合對(duì)錐栗雜交坐果率起決定性作用。研究發(fā)現(xiàn),葡萄自然授粉、自花授粉、人工去雄授粉對(duì)葡萄坐果率的影響具有顯著差異,自然授粉的平均坐果率最高,自花授粉次之,人工去雄授粉平均坐果率最低。葡萄花蕾較小,去雄時(shí)容易碰傷柱頭,而且雄性花粉從采集、制作、保存及授粉過(guò)程對(duì)花粉均具有一定的損傷,降低了活性,影響了坐果率。父本陽(yáng)光玫瑰、昆香無(wú)核對(duì)組合的坐果率具有較大影響,以陽(yáng)光玫瑰為父本的2個(gè)組合的坐果率明顯高于以昆香無(wú)核為父本的2個(gè)組合。

4 結(jié) 論

新郁葡萄在自然條件下平均坐果率為34.32%,自花授粉的平均坐果率為30.79%。綠洲寶石在自然條件下平均坐果率為24.21%,自花授粉的平均坐果率為18.67%。新郁和綠洲寶石2個(gè)葡萄品種均存在閉花授粉現(xiàn)象,且綠洲寶石的閉花授粉程度高于新郁,在始花期前2 d新郁有約3.51%花蕾完成了閉花授粉,綠洲寶石有約5.22%花蕾完成了閉花授粉。吐魯番市新郁和綠洲寶石葡萄的最佳去雄時(shí)間應(yīng)在始花期的前3～4 d,最佳授粉方式應(yīng)是待柱頭粘液出現(xiàn)時(shí)開(kāi)始授粉,每天授1次,累計(jì)授粉3次。