北方園藝（）： ·研究論文·第一作者簡介：李?。ǎ?，女，碩士，講師，現(xiàn)主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與科學(xué)等研究工作。： 責(zé)任作者：邊衛(wèi)東（），男，碩士，教授，現(xiàn)主要從事設(shè)施園藝生產(chǎn)與技術(shù)等研究工作。：基金項(xiàng)目：河北省科技“富民強(qiáng)縣專項(xiàng)行動計(jì)劃”資助項(xiàng)目（）。收稿日期：甜櫻桃花粉原位萌發(fā)熒光顯微鏡觀察李琛，竇 玉 娟，劉 麗 葉，喬磊，邊 衛(wèi) 東（河北科技師范學(xué)院 園藝科技學(xué)院，河北 昌黎）摘要：以“美早”“早大果”和“斯坦拉”甜櫻桃為試材，分別于自花、異花授粉后不同時(shí)間（、）切取花柱，通過熒光壓片法觀察各授粉組合的花粉原位萌發(fā)及花粉管生長情況，以期為研究甜櫻桃授粉機(jī)理提供依據(jù)。結(jié)果表明：個(gè)甜櫻桃品種的花粉均能在自花或異花柱頭上萌發(fā)，且于授粉后趨于穩(wěn)定，不同授粉組合間花粉萌發(fā)量只在數(shù)量上表現(xiàn)出差異，其結(jié)果并不會影響坐果率。在花粉管生長情況上，不同授粉組合表現(xiàn)出顯著差異。授粉后，親和花粉管不斷向花柱基部延伸，進(jìn)入子房；而不親和花粉管在花柱中上部受到抑制，停止生長。同為自花授粉，“斯坦拉”自交的花粉管能夠到達(dá)花柱基部，表現(xiàn)為自交親和；而“美早”和“早大果”自交則表現(xiàn)為極強(qiáng)的不親和性。異花授粉中，“斯坦拉”與“美早”和“早大果”均表現(xiàn)為親和性較好。綜上所述，“斯坦拉”無論是自花還是異花授粉，花粉管均能到達(dá)花柱基部，完成受精，是較為理想的授粉樹。而“美早”和“早大果”只有在異花授粉時(shí)花粉管才能到達(dá)花柱基部，而自花授粉的花粉管在花柱中上部已停止生長，故在實(shí)際生產(chǎn)中需配置授粉樹。關(guān)鍵詞：甜櫻桃；授粉；坐果率；花粉萌發(fā)；花粉管生長；熒光中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 文章編號：（）甜櫻桃（ ）屬薔薇科櫻桃屬，果實(shí)色澤鮮艷，玲瓏晶瑩，肉嫩多汁，營養(yǎng)豐富，被譽(yù)為“果中珍品”。目前，歐洲甜櫻桃與中國櫻桃相比，果實(shí)大，品質(zhì)好，經(jīng)濟(jì)效益高，且成熟期早，于月中旬至月下旬成熟，在北方落葉果樹中素有“春果第一枝”的美稱，這對調(diào)節(jié)我國早春淡季鮮果供應(yīng)有著積極作用，是目前北方果樹中經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的樹種之一。不過，俗話說“櫻桃好吃，樹難栽；櫻桃好吃，果難產(chǎn)”，歐洲甜櫻桃雖已在我國種植多年，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，常常出現(xiàn)坐果率低、花后大量落花落果的現(xiàn)象，致使產(chǎn)量一直不能提高。目前，國內(nèi)外已經(jīng)對櫻桃等薔薇科果樹進(jìn)行了大量分子機(jī)理研究，并指出中國櫻桃的大多數(shù)品種表現(xiàn)為自交親和，而歐洲甜櫻桃大部分品種表現(xiàn)為自交不親和，這說明甜櫻桃的自交不親和性是影響生產(chǎn)的重要因素。等已經(jīng)證實(shí)在歐洲甜櫻桃的花柱中存在的可以分解花粉管內(nèi)的，從而導(dǎo)致其自交不親和。陳曉流則通過確定甜櫻桃的基因型，并進(jìn)行了相應(yīng)的田間坐果試驗(yàn)，得出不同基因型的品種間表現(xiàn)為雜交親和，基因型相同的品種表現(xiàn)為不親和。李洋等對甜櫻桃拉賓斯自交親和性與基因的關(guān)系進(jìn)行研究，表明拉賓斯的自交親和性可能是由于花粉側(cè)的基因突變使其喪失了與的識別能力所致。但是，在生殖生理學(xué)上，特別是花粉原位萌發(fā)和花粉管生長方面研究非常少。目前只有在果梅、寒富蘋果、梨、寧夏枸杞以及少數(shù)中國櫻桃（“垂絲”和“東塘”）和甜櫻桃（“莫利”和“拉賓斯”）有相關(guān)報(bào)道。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，“美早”是一個(gè)果大、肉硬、質(zhì)優(yōu)、耐貯運(yùn)的優(yōu)良品種，但坐果率低；“斯坦拉”則是一個(gè)豐產(chǎn)性極好的品種；而“早大果”介于二者之間。該研究選取這個(gè)甜櫻桃品種為試材，旨在通過對授粉花柱原位萌發(fā)的熒光顯微鏡觀察，直觀深入地了解甜櫻桃自花、異花授粉后，花粉萌發(fā)及花粉管生長的差異，進(jìn)一步闡明影響甜櫻桃產(chǎn)量的重要因素以及自交（不）親和性機(jī)制，以期為研究甜櫻桃授粉機(jī)理提供參考依據(jù)。 材料與方法 試驗(yàn)材料材料選自河北科技師范學(xué)院園藝試驗(yàn)站的“美早”（）、“早大果”（）、“斯坦拉”（）個(gè)品種，采用自交及正、反交共個(gè)授粉組合，即“美早×美早”“美早×早大果”“美早×斯坦拉”“早大果×早大果”“早大果×美早”“早大果×斯坦拉”“斯坦拉×斯坦拉”“斯坦拉×早大果”“斯坦拉×美早”。樹齡均為年生，均種植在日光溫室內(nèi)，肥水管理一致，室內(nèi)溫、濕度環(huán)境條件均能滿足甜櫻桃開花、坐果期的正常生長發(fā)育。每個(gè)品種選取個(gè)氣球期的結(jié)果枝組（其中一個(gè)枝組為自交組合，其余個(gè)枝組均為去雄處理），重復(fù)次。 試驗(yàn)方法 授粉個(gè)品種的花期基本一致。授粉前去掉每個(gè)枝組中已開放的花，每個(gè)枝組花量不少于朵，分別套袋隔離并標(biāo)記。采集個(gè)品種氣球期的花并分離出花藥，自然陰干散粉后進(jìn)行人工點(diǎn)授，授粉后再套袋隔離。為保證授粉質(zhì)量，授粉后第、天重復(fù)進(jìn)行授粉。 熒光顯微鏡觀察花柱壓片參照等方法，并做出相應(yīng)調(diào)整，分別取授粉后（開始萌發(fā)）、（花柱干枯、花粉管停止生長）雌蕊放入溶液中固定。壓片前，將固定后的雌蕊取出，用蒸餾水沖洗至無色，放入· 溶液中恒溫軟化，再用蒸餾水沖洗至無色，用水溶性苯胺藍(lán)染液染色以上。縱向剖取雌蕊及子房，將材料放置于載玻片中央，吸水并加滴甘油，蓋上蓋玻片在熒光顯微鏡下觀察。 花粉萌發(fā)量、花粉管生長情況及坐果率花粉落到柱頭上萌發(fā)的時(shí)間有長有短，如寧夏枸杞授粉后即可萌發(fā)，果梅花粉原位萌發(fā)需要。除此之外，自花授粉與異花授粉的花粉粒萌發(fā)時(shí)間亦不相同，如“寒富”蘋果自花授粉后僅有部分花粉粒在柱頭萌發(fā)，后才大量萌發(fā)，而異花授粉花粉萌發(fā)時(shí)間比自花早。中國櫻桃和甜櫻桃異花授粉后均有少量花粉開始萌發(fā)，而自花授粉后才有部分花粉萌發(fā)，在授粉后的，無論是異花還是自花授粉，花粉萌發(fā)率均基本保持穩(wěn)定。在授粉后、，從花柱基部切取花柱，用固定并進(jìn)行熒光觀察。 項(xiàng)目測定花粉萌發(fā)量的確定：甜櫻桃花粉在授粉后，其花粉萌發(fā)率基本保持穩(wěn)定，故選其為參考，根據(jù)花粉萌發(fā)量將其劃分為、級，統(tǒng)計(jì)萌發(fā)水平。坐果率：每個(gè)品種再選擇個(gè)枝組調(diào)查其坐果率，每個(gè)枝組留朵花，授粉方法不變。授粉后統(tǒng)計(jì)相應(yīng)坐果率。坐果率（）坐住果的花朵數(shù)量總花朵數(shù)量×。 數(shù)據(jù)分析利用 統(tǒng)計(jì)軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及差異顯著性分析。 結(jié)果與分析 各授粉組合花粉萌發(fā)量及坐果率情況由表和圖可知，“美早×斯坦拉”“早大果×早大果”“斯坦拉×斯坦拉”“斯坦拉×早大果”花粉萌發(fā)量最大，為級；“美早×美早”“早大果×斯坦拉”次之，為級，其余的最小。由此可見，個(gè)品種甜櫻桃，無論是自花還是異花授粉，其花粉均能在柱頭上萌發(fā)，花粉萌發(fā)情況在數(shù)量上表現(xiàn)出差異。 第期北方園藝表不同授粉組合花粉萌發(fā)量的比較 授粉組合 花粉萌發(fā)水平 級授粉組合 花粉萌發(fā)水平 級“美早×美早” “早大果×斯坦拉”ד美早×早大果”ד斯坦拉×斯坦拉” “美早×斯坦拉”ד斯坦拉×早大果”ד早大果×早大果” “斯坦拉×美早”ד早大果×美早”×注：發(fā)光的虛線代表花粉管生長情況，其余發(fā)光部位均為花柱切面。： ， 圖不同授粉組合授粉后花粉萌發(fā)情況 各授粉組合花粉管生長的熒光顯微鏡觀察由表可知，授粉后，“早大果×斯坦拉”“斯坦拉×早大果”花粉管已進(jìn)入子房；授粉后，“美早×斯坦拉”花粉管進(jìn)入子房；授粉后，“美早×早大果”“早大果×美早”“斯坦拉×斯坦拉”斯坦拉×美早”的花粉管才進(jìn)入子房；而“美早”和“早大果”自交的花粉管始終未進(jìn)入子房?！懊涝?#215;斯坦拉”的坐果率極顯著高于其它組合，為；“斯坦拉×美早”“斯坦拉×早大果”“斯坦拉”自交坐果率次之，分別為、；“美早”和“早大果”自花授粉的坐果率為，極顯著低于其它組合。綜合表分析可得，花粉萌發(fā)情況只在數(shù)量上表現(xiàn)出差異，并不會影響坐果率。如“美早”和“早大果”，在相互授粉后，花粉萌發(fā)量均表現(xiàn)為最低，但花粉管最終能達(dá)到花柱基本完成受精，因此，也有一定的坐果率。此外，“美早”和“早大果”自花授粉后，雖然前期花粉萌發(fā)量較大，但花粉管一直未進(jìn)入子房完成受精，因此坐果率為，故在實(shí)際生產(chǎn)中必須配置授粉樹。而斯坦拉自交坐果率較高，且與“美早”“早大果”的授粉組合坐果率均較高，因此“斯坦拉”適合作為授粉樹配置在櫻桃園中?？偠灾?，“斯坦拉”無論是自花還是異花授粉，花粉管均能到達(dá)花柱基部，完成受精；而北方園藝月（上）表不同授粉組合花粉管生長情況及坐果率的比較 授粉組合 授粉后不同時(shí)間花粉管生長長度與花柱總長度的百分比 坐果率 “美早×美早” “美早×早大果”× “美早×斯坦拉”× “早大果×早大果” “早大果×美早”× “早大果×斯坦拉”× “斯坦拉×斯坦拉” “斯坦拉×早大果”× “斯坦拉×美早”× 注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著（），不同大寫字母表示差異極顯著（）。： ， “美早”和“早大果”只有異花授粉時(shí)花粉管才能到達(dá)花柱基部，而自花授粉的花粉管在花柱中上部已停止生長。 討論與結(jié)論關(guān)于甜櫻桃花藥發(fā)育及授粉過程與環(huán)境因子關(guān)系的研究，以往已有較多的報(bào)道。邊衛(wèi)東等、李燕等發(fā)現(xiàn)甜櫻桃花粉及胚珠的發(fā)育是在較低的溫度條件下完成，在甜櫻桃設(shè)施栽培過程中，萌芽至開花期間，不適宜的高溫處理會影響雄蕊的發(fā)育，致使花粉發(fā)育不良，導(dǎo)致花后大量落花落果，降低坐果率。崔娟等指出影響南京地區(qū)甜櫻桃坐果率的關(guān)鍵時(shí)期是春季開花坐果期，休眠期對坐果率的影響不大；花芽分化期的高溫將直接影響花芽分化的進(jìn)程和質(zhì)量。該試驗(yàn)充分考慮了上述因素，室內(nèi)環(huán)境的調(diào)控均能滿足甜櫻桃開花坐果期的生長發(fā)育需求，因此，品種自交不親和以及品種間雜交不親和才是造成該試驗(yàn)部分處理坐果率低的關(guān)鍵因素。植物授粉成功與否首先取決于柱頭表面與花粉的粘附性強(qiáng)弱，甜櫻桃柱頭表面濕潤，與花粉粘附性好，有利于花粉的萌發(fā)。該試驗(yàn)的個(gè)甜櫻桃品種的花粉均能夠在自花或異花柱頭上萌發(fā)，且萌發(fā)后均能沿著花柱定向生長，于授粉后趨于穩(wěn)定，但是不同處理間花粉萌發(fā)量只在數(shù)量上表現(xiàn)出差異，其結(jié)果并不會影響坐果率。在花粉管生長情況上，不同授粉組合表現(xiàn)出顯著差異。授粉后，花粉管生長表現(xiàn)出明顯差異，親和花粉管不斷向花柱基部延伸，進(jìn)入子房，如“早大果×斯坦拉”“斯坦拉×早大果”，授粉后花粉管即到達(dá)花柱基部；而不親和花粉管在花柱中上部受到抑制，停止生長，如“美早”“早大果”自交。同為自花授粉，“斯坦拉”自交的花粉管能夠到達(dá)花柱基部，表現(xiàn)為自交親和；而“美早”和“早大果”自交則表現(xiàn)為極強(qiáng)的不親和性。異花授粉中，“斯坦拉”與“美早”和“早大果”的授粉組合均表現(xiàn)為親和性較好。目前，研究表明甜櫻桃自交不親和與基因有很大關(guān)系，基因在雌蕊識別自體花粉中發(fā)揮著重要作用。基因在花柱表達(dá)產(chǎn)生的數(shù)量多，而能夠抑制自體花粉管生長，導(dǎo)致花粉管在花柱中生長停止。而甜櫻桃“斯坦拉”自交親和的原因，并未見相關(guān)報(bào)道，可能也與該基因座的突變有關(guān)。除此之外，針對受精成功的授粉組合，坐果率之間也存在著顯著差異。根據(jù)陳曉流的研究發(fā)現(xiàn)，基因型相同的品種表現(xiàn)為雜交不親和，故不能互做授粉樹。不同基因型的品種，雖表現(xiàn)為雜交親和，但親和花粉所攜帶基因的種類不是影響坐果率高低的因素。因此在該研究結(jié)論基礎(chǔ)上，對部分甜櫻桃品種自交親和機(jī)理的研究有待進(jìn)一步明確。此外，深入甜櫻桃親和后分子機(jī)理的相關(guān)研究，將是今后研究的重點(diǎn)。 第期北方園藝參考文獻(xiàn) ， ， ， ，：陳曉流櫻桃基因型及自交（不）親和機(jī)制研究泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，李洋，李長龍，王晶，等甜櫻桃拉賓斯自交親和性與基因的關(guān)系研究園藝學(xué)報(bào)，（）：杜玉虎，張紹鈴，姜雪婷，等果梅花不同發(fā)育階段花粉原位萌發(fā)及花粉管生長特性果樹學(xué)報(bào)，（）：王浩，國成，呂德國，等寒富蘋果授粉花柱的熒光顯微觀察與自交親和性分析果樹學(xué)報(bào)，（）：陳迪新，張紹鈴梨不同花齡自花與異花授粉的花柱內(nèi)花粉管生長及坐果率的比較果樹學(xué)報(bào)，（）：韋援教，秦墾，曹有龍，等寧夏枸杞花粉原位萌發(fā)及花粉管生長特性的研究西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，（）：李曉，張紹鈴，陶書田，等中國櫻桃與甜櫻桃花粉原位萌發(fā)及花粉管生長的差異西北植物學(xué)報(bào)，（）： ， ，（）：邊衛(wèi)東，鄧艷華，朱育賢，等甜櫻桃胚珠、花粉發(fā)育與溫度變化的關(guān)系果樹學(xué)報(bào)，（）：李燕，李玲，陳修德，等高溫對設(shè)施甜櫻桃花藥發(fā)育和花粉粒形成的影響園藝學(xué)報(bào)，（）：崔娟，方金豹，林苗苗，等影響南京甜櫻桃坐果的關(guān)鍵時(shí)期園藝學(xué)報(bào)，（）： ， ， ， ， （ ， ， ）： ， ， （，） ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ： ； ； ； ；北方園藝月（上）