不同種源西伯利亞杏無性系花粉的生物學特性

摘 要：【目的】為篩選西伯利亞杏Prunus sibirica 優良授粉品種提供參考。【方法】以8 個種源30 個西伯利亞杏無性系為研究對象，調查開花物候期，觀察花粉量和花粉形態，檢測花粉活力，對花粉生物學特性指標進行聚類分析和主成分分析。【結果】西伯利亞杏花期集中在4 月9—17 日，依據花期相遇情況，可將無性系分為4 組，第1 組包含5 號、7 號、1006 號無性系，第2 組包含592 號、29 號無性系，第3 組包含14 號、334 號、506 號、518 號、1004 號無性系，第4 組包含508 號、516 號、517 號、352 號等20 個無性系。西伯利亞杏花粉粒呈長球形或超長球形，具有3 條窄而淺的萌發溝，極面觀可分為近圓形和三裂圓形2 種形狀，平均花粉畸形率為6.08% ～ 27.14%，不同種源的花粉形態特征存在差異。各花粉形態特征指標的變異系數為1.58% ～ 15.65%，種源間變異系數為2.20% ～ 9.79%。西伯利亞杏各無性系的單花花粉為10 083 ～ 32 250 粒，其中無性系508 號與592 號等17 個無性系差異顯著。花粉萌發率為7.11% ～ 95.84%，花粉管長度為74.08 ～ 529.97 μm，其中無性系30 號的花粉萌發率最高，花粉管長度最長，顯著高于部分無性系；328 號、17 號無性系花粉較其他無性系的畸形率低，花粉較飽滿。參試無性系可被聚類為6 個類群：類群Ⅵ的單花花粉量最多、萌發率最高、花粉管最長，綜合表現最好；類群Ⅳ、Ⅴ的單花花粉量較多、萌發率較高、花粉管較長，綜合表現較好；類群Ⅲ的單花花粉量偏少、萌發率偏低、花粉管生長速度慢，綜合表現較差；類群Ⅰ、Ⅱ的單花花粉量、萌發率和花粉管長度均中等，綜合表現一般?；ǚ勖劝l率及花粉管長度、單花花粉量、畸形率3 個主成分的累計貢獻率達92.697%?！窘Y論】30 個西伯利亞杏無性系花粉的部分特性存在顯著差異，30 號、328 號、56 號、516 號、508 號、518 號6 個無性系表現優良，其中30 號無性系花粉特性的綜合得分最高，適合用作授粉良種進行培育。

關鍵詞：西伯利亞杏；開花物候期；花粉形態；花粉量；花粉萌發率

中圖分類號：S662.2 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2024）02—0001—12

西伯利亞杏Prunus sibirica 是薔薇科Rosaceae李屬Prunus 植物，在我國北方地區廣泛分布[1]。作為重要的生態經濟型樹種，西伯利亞杏抗旱、抗寒性強，耐瘠薄，具有優良的水土保持、防風固沙功能和重要的經濟價值[2]。杏仁在醫療、食品和工業等多個領域有著廣泛的應用，產品供不應求[3]。目前在西伯利亞杏生產中普遍存在產量不穩、大小年嚴重和開花多結實少的問題，多數西伯利亞杏的杏仁產量僅為30 ～ 40 kg/hm2，這嚴重限制了西伯利亞杏產業的健康發展[4-5]。這種現象通常是由花粉敗育引起的，具體表現為花粉量少、花粉形態異常、花粉萌發率低、授粉不親和等[6-7]。因此，篩選花粉育性優良的授粉品種已成為當務之急。

在被子植物中，花粉作為含有遺傳信息的雄性配子體，攜帶大量遺傳信息?；ǚ坌螒B研究內容涵蓋了花粉的形狀、大小、孔徑特征及外壁紋飾等，在薔薇科植物系統發育研究中具有重要作用[8-14]。Li 等[10] 發現杏花粉粒呈放射狀對稱，長球形，中等大小。桃[13]、李[14] 花粉為等極、輻射對稱?；ǚ塾耘c植物生產有關，包括花粉量及花粉活力，在開花植物的授粉受精和雜交育種中起著重要作用，優良的花粉育性是成功授粉的先決條件[15]，杏[9，12，15-17]、扁桃[18]、梨[19] 等薔薇科植物的花粉育性被廣泛研究?；ǚ坌螒B觀測結果表明，不規則畸形花粉可能為敗育花粉[20]，花粉育性受到影響。有關新疆梨[21]、杏李[22]、新疆杏[23]、油茶[24] 等樹種的授粉樹配置研究結果表明，采用人工授粉進行雜交，有效提高了產量和果實品質。但目前有關西伯利亞杏優良授粉無性系篩選的研究鮮有報道。

自2014 年以來，本課題組持續開展了山杏種質資源調查、引種適應性及抗逆性等方面的研究[4]，并對種質資源進行了收集、保存和選育，目前已收集國內10 個?。ㄗ灾螀^）45 個縣（市、區、旗）以及俄羅斯的西伯利亞杏種質資源共535份。本研究中調查觀測了8 個種源共30 個西伯利亞杏無性系的開花物候期、花粉形態、花粉量和花粉活力等花粉生物學特性，旨在為生產中西伯利亞杏生殖生物學研究、優良授粉無性系篩選以及授粉樹配置提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選自沈陽農業大學喀左縣山杏國家林木種質資源保存庫的30 個西伯利亞杏無性系，樹齡7 a，種源分別來自遼寧省北票市（3 個）、遼寧省朝陽縣（3 個）、遼寧省喀左縣（6 個）、內蒙古扎蘭屯市（5 個）、內蒙古敖漢旗（2 個）、黑龍江省林口縣（2 個）、吉林省吉林市（2 個）以及俄羅斯外貝加爾邊疆區（7 個）。各試驗材料相關資料信息見表１。