蘋果專用授粉品種研究進(jìn)展

摘" "要" "隨著我國蘋果新優(yōu)品種推廣力度不斷加大，以及蘋果花期凍害頻發(fā)問題凸顯，蘋果園配套栽植專用授粉品種這一措施在蘋果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級中的作用愈發(fā)重要。專用授粉品種抗逆性強(qiáng)、花量大且易于管理，能夠顯著提高坐果率和果實品質(zhì)，在優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)中意義重大。從生物學(xué)特性、品種選育、花粉直感效應(yīng)和授粉樹配置等方面闡述了蘋果專用授粉品種研究現(xiàn)狀，以期為蘋果專用授粉品種應(yīng)用提供思路和參考。

關(guān)鍵詞" "蘋果;新優(yōu)品種;花期凍害;專用授粉品種;花粉直感

中國是全球最大的蘋果種植和消費國，蘋果面積和產(chǎn)量均占全球40%以上，占據(jù)十分重要地位[1]。近年來，我國蘋果主產(chǎn)區(qū)不斷向西北部發(fā)展，蘋果花期遭遇低溫凍害的頻率和受災(zāi)面積不斷增加[2]。研究表明，不同花粉會因為直感作用而影響果樹坐果率以及果實內(nèi)外品質(zhì)，主要包括果個、硬度、果形指數(shù)、糖酸比和維生素C含量等重要指標(biāo)[3-5]。因此，在蘋果栽培管理過程中，配置優(yōu)良的授粉樹是提高坐果率、果實品質(zhì)的重要手段，也是花期低溫凍害后的主要補(bǔ)救措施之一。隨著近年來各地接連推出蘋果新優(yōu)品種，推廣品種專用建園和栽培管理措施，配套栽植不同蘋果新品種的專用授粉品種越來越受到重視。

1" "專用授粉品種的特性

蘋果專用授粉樹多采用觀賞海棠（Malus spp.），其抗逆性強(qiáng)、花量大且易于管理，能夠顯著提高蘋果坐果率和果實品質(zhì)。美國、日本、加拿大等將海棠作為蘋果專用授粉樹，均取得了理想的授粉效果[6]。近年來，我國關(guān)于觀賞海棠用作專用授粉品種的試驗研究不斷增多。海棠與蘋果親緣關(guān)系較近，張寧等研究了24個觀賞海棠品種間的親緣和遺傳關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與我國蘋果屬植物遺傳關(guān)系接近的品種多達(dá)22種，說明大部分觀賞海棠能夠作為蘋果授粉品種使用[7]。薛曉敏等通過掃描電鏡研究蘋果專用授粉品種與栽培品種的花粉形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)專用授粉品種和栽培品種花粉粒相似，絕大部分觀賞海棠成花期長且花量大，與主栽品種花期一致性較高，能夠滿足蘋果專用授粉品種要求，適合在果園合理配置[8]。張鮮鮮等通過測定23種觀賞海棠及選育的海棠優(yōu)系的花粉活力，發(fā)現(xiàn)“鉆石”“雪球”等12種觀賞海棠的花量、花粉粒等能夠滿足蘋果授粉要求，適合作為專用授粉品種[9]。薛曉敏等對4種海棠植物學(xué)特征和生物學(xué)特性進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)“紅繡球”抗逆性強(qiáng)，樹體生長旺盛且樹形緊湊，與栽培品種花期相遇，雄蕊數(shù)量多，果實小，為較適宜的蘋果專用授粉品種[10]。王貴平等通過對“道格”“絢麗”“紅麗”“滿洲里”“雪球”5個觀賞海棠植物學(xué)特性和生物學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)，供試品種的花期與主栽品種相遇，且花量大、花粉活性高，皆適宜作為國內(nèi)蘋果的專用授粉樹[11]。

2" "專用授粉品種的選育

早在20世紀(jì)80年代，就有關(guān)于從觀賞海棠中選育專用授粉品種的研究試驗。Mcnamara等研究了觀賞海棠的抗寒性，從6個主要方面觀察對比，選出了耐寒性優(yōu)良的“道格”等海棠品種，作為蘋果專用授粉品種[12]。近年來，我國學(xué)者也已經(jīng)開始密切關(guān)注觀賞海棠在蘋果專用授粉品種和砧木方面的應(yīng)用，并且開始引（育）種工作[13]。到目前為止，國內(nèi)已經(jīng)引種的觀賞海棠品種多達(dá)百種以上，也選育出眾多海棠新品種，而且其推廣應(yīng)用也在不斷發(fā)展，推動著海棠資源的開發(fā)與利用[14]。

目前，大部分海棠品種的選育依然以觀賞價值為主要標(biāo)準(zhǔn)，但將海棠用作專用授粉品種為主要目標(biāo)的選育工作也在進(jìn)行中。中國科學(xué)院和北京植物園引進(jìn)北美海棠，經(jīng)過選育研究，培育出“王族”“絢麗”“凱爾斯”等新品種[15]。Zhang等以觀賞海棠“王族”作為母本，利用輻射誘變育種技術(shù)成功培育出觀賞海棠新品種“重瓣王”，其花瓣呈紫色且重瓣，觀賞價值較高，而且具有良好的抗病蟲特性，可作為蘋果砧木和專用授粉品種推廣[16]。劉振中等從“富平楸子”實生后代中選出了適合作為專用授粉品種的海棠“秋實”，其花量大、抗逆性強(qiáng)，對早期落葉病、腐爛病和白粉病抗性強(qiáng)，適合大面積推廣[17]。

3" "專用授粉品種對果實品質(zhì)的影響

專用授粉品種除了滿足與主栽品種花期相遇、花量大等生物學(xué)特性外，還需要考慮其對果實品質(zhì)的影響。在果樹上花粉直感現(xiàn)象表現(xiàn)比較明顯，通過研究證明，李子、獼猴桃、梨、蘋果等果樹均有此現(xiàn)象，但還沒有研究解釋其內(nèi)部機(jī)理以及規(guī)律性變化[18]。

目前，關(guān)于花粉直感現(xiàn)象的研究多以不同品種授粉后對坐果率和果實品質(zhì)的影響為主，對其發(fā)生機(jī)理研究較少，大部分研究以測定對比果實發(fā)育過程中內(nèi)源激素含量的變化為主，尚未得到明確結(jié)論[19]。在蘋果方面，花粉直感現(xiàn)象對坐果率和果實品質(zhì)影響比較明顯[20]。授粉對果實品質(zhì)影響的研究大多以單果質(zhì)量、果形指數(shù)、果實硬度、可溶性糖、可滴定酸、維生素C等為主要指標(biāo)，對內(nèi)源激素等指標(biāo)的影響研究較少。

董彥等用觀賞海棠選育的高效授粉樹優(yōu)系給紅富士蘋果授粉，發(fā)現(xiàn)單果質(zhì)量、果實硬度、可溶性固形物和維生素C含量都有增加，可滴定酸含量有所下降，對果實品質(zhì)影響比較明顯[21]。徐臣善等用9個專用授粉品種為長富2號授粉，發(fā)現(xiàn)各授粉處理間的果實花青苷、單果質(zhì)量、維生素C、固酸比、可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸等主要經(jīng)濟(jì)性狀差異較大，果形指數(shù)、硬度差異較小[22]。王延秀等以11個海棠品種對長富2號蘋果授粉后發(fā)現(xiàn)，花粉直感現(xiàn)象對果實品質(zhì)影響程度由大到小依次為果實甜度、果實酸度、果個和果形、果梗、果實硬度、坐果率等[23]。倪偉等采用自育高效授粉樹對“富士”“嘎拉”授粉后發(fā)現(xiàn)，不同高效授粉樹的花粉均能顯著提高蘋果果實內(nèi)ASA含量，果實內(nèi)草酸和酒石酸含量、果糖和蔗糖含量較對照有所提高[24]。Zhang等用榅桲花粉給煙富3號和印度蘋果授粉后發(fā)現(xiàn)，果實品質(zhì)變化顯著，單果質(zhì)量、硬度、糖酸比、維生素C、總酚和總黃酮含量皆有增高[25]。孫蕊等采用3種海棠對富士授粉后發(fā)現(xiàn)，富士蘋果果實的揮發(fā)性物質(zhì)成分種類和含量均存在差異，花粉直感對果實香氣影響較大[26]。劉業(yè)萍等用不同品種海棠花粉對富士蘋果坐果率、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、果實硬度及可溶性糖、可滴定酸、維生素C和花色苷含量影響顯著[27]。宿夏菲等用“盈香”“盈雪”和“紅玉”3個海棠品種為“威海金”蘋果授粉后，可滴定酸、糖酸比、固酸比、維生素C和類黃酮變異系數(shù)較大[28]。可見，專用授粉品種能夠明顯改變果實內(nèi)外品質(zhì)，是果園生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的重要措施。

4" "專用授粉樹的配置

在蘋果園實際生產(chǎn)過程中，要考慮到專用授粉樹的配置，才能夠達(dá)到良好的授粉效果。通過研究發(fā)現(xiàn)，在蘋果園中，花粉傳播距離可達(dá)35～86 m[29-30]，授粉樹位置顯著影響蘋果授粉效率和坐果率[31]。一般生產(chǎn)中，以觀賞海棠作為紅富士蘋果授粉樹的適宜配置距離為12 m，不宜超過16 m[32]。主栽品種與授粉樹的配置距離具體應(yīng)根據(jù)昆蟲活動范圍、授粉樹花粉量大小以及果樹栽植方式和栽培環(huán)境而定，一般比例為15%～20%[33]。在自然授粉條件下，常規(guī)蘋果園按照1 ∶ 8的比例配置授粉樹即可達(dá)到生產(chǎn)需求，最低也要保持在1 ∶ 10[34]，所以一般矮化密植果園每畝至少要配置10株專用授粉樹才能保證授粉效果。

果園配置蘋果專用授粉樹的方式有中心式、行列式、等量式、復(fù)合式等[35]。小型果園適合使用中心式配置方式，規(guī)模較大的果園采用行列式比較適宜，等量式一般適用于多個生產(chǎn)品種建園且沒有配置海棠等專用授粉樹的果園，復(fù)合式一般用于有三倍體品種的果園且至少要配置兩種專用授粉品種。

配置授粉樹一般在建園時就要規(guī)劃完成，但大部分喬化果園通過主栽品種間相互授粉，且距離配置不合理，授粉效果較差，可以通過高接專用授粉品種解決授粉不良的問題。

5" "問題與展望

在蘋果專用授粉品種篩選研究中，除了要考慮其植物學(xué)特性、生物學(xué)特性和花粉直感效應(yīng)外，還要根據(jù)主栽品種和授粉品種的S基因型來判斷品種間的遺傳相容性。迄今國內(nèi)外應(yīng)用這些方法已鑒定出500多個蘋果品種的S基因型[36]，但對海棠品種的S基因型卻了解甚少，這使得生產(chǎn)中在選擇授粉品種時對授粉品種的S基因型具有較大的盲目性[37]。因此，鑒定適合作為授粉品種的S基因型，能夠有效避免專用授粉品種篩選過程中的授粉不親合現(xiàn)象，對蘋果專用授粉品種研究意義重大。

蘋果授粉樹配置是現(xiàn)代化果園生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋果的關(guān)鍵技術(shù)措施之一。觀賞海棠花量多、抗逆性強(qiáng)，相對于傳統(tǒng)栽培品種相互授粉效果優(yōu)勢明顯。近年來，我國高校和科研院所不斷推出蘋果新優(yōu)品種，且在區(qū)試階段就開始篩選適合的觀賞海棠用作專用授粉品種，利用其抗逆性強(qiáng)、適宜區(qū)廣、能夠顯著提高果實品質(zhì)的優(yōu)勢助力蘋果新優(yōu)品種推廣。而且隨著氣候的變化，我國西北黃土高原等蘋果主產(chǎn)區(qū)蘋果花期凍害現(xiàn)象時有發(fā)生，配套栽植專用授粉品種是主栽品種花期受凍后保證授粉質(zhì)量的重點，是蘋果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級必不可少的技術(shù)措施，適合大面積推廣。

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