20个不同萝卜品种花粉活力、形态及柱头可授性的比较研究*

祖贵东 白显峰 陶泽令 卯升龙 唐鸿吕 裴 芸

（1.贵州省毕节市威宁县果树蔬菜工作站，贵州 毕节553100； 2.贵州省毕节市威宁县果业生产中心，贵州 毕节553100；3.贵州省毕节市威宁县草海镇农业服务中心，贵州 毕节553100；4.贵州省毕节市威宁县么站镇农业服务中心，贵州 毕节553100；5.贵州大学农学院，贵州 贵阳550025）

萝卜（Raphanus sativus L.）属十字花科萝卜属，是我国第二大蔬菜作物。萝卜营养丰富，产量高，耐贮藏，栽培管理方便省工，市场供应期长，种植效益高，在世界各地广泛种植。

杂交育种是萝卜育种最重要的手段，在亲本选配中需要准确了解双亲的遗传差异和花期生物学特性。花粉是植物的雄配子体，发育正常的花粉具备一定的活力、可染性、萌发力、可育性[1]，因此，育种工作中准确测定花粉活力十分重要[2]，而柱头可授性则是有性生殖过程中的最关键环节之一[3]，花粉活力和柱头可授性的强弱对萝卜杂交育种能否获得成功具有重要作用。此外，花粉形态特征也可以体现出不同品种之间的遗传差异。目前，对多个萝卜品种进行花粉形态、花粉活力以及柱头可授性的研究尚不多见[4]。本试验选取了20 个不同萝卜品种，通过测定其花粉活力、柱头可授性，观察其花粉形态，了解不同萝卜品种的生殖生物学特性差异，从而为调控花期、提高制种效率以及在不同萝卜品种间开展杂交育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从不同地区收集了20 个不同萝卜品种，分别是成都满身红、天玉春白、白美人、领航者、超级白玉春、韩春101、韩国白玉春、亚春2 号、雪龙春、天玉秋白、真丝跃进大根、力合大青、郑研791、新白锦玉、梅花春晚、高原秋、南畔洲迟、飘雪、世纪春、韩国大根。各萝卜品种经过多代自交后遗传稳定。

1.2 试验方法

1.2.1 播种

试验设在贵州大学农学院试验地。前茬作物收获后及时清茬整地，将土壤耙碎整平后深翻30 cm，结合整地，施足基肥。2018年10月7日播种，采用穴播的方式，每穴播3粒种子。每个品种种植20株，共400株。

1.2.2 田间管理

秧苗长有1 片真叶时进行第1 次间苗，2～3 片真叶时进行第2 次间苗，每穴留苗2 株，间苗后株距保持20 cm。第1次追肥后浇水2次，第5叶环多数叶展出时适当控制水分，促进植株进入肉质根旺盛生长期。肉质根生长盛期是萝卜产品器官形成的主要时期，需肥水较多，第2次追肥后需及时浇水，以后每3～5 d浇水1次，保持土壤湿润。其他管理措施按常规。

1.2.3 取样

2019年3月，萝卜进入开花期，于晴天上午9～10时用枝剪分别剪取各参试萝卜品种的花序，用写有品种编号的标签纸绑好，将其下端浸在装有清水的干净容器中带回实验室备用。

1.3 指标测定方法

1.3.1 花粉活力的测定

采用TTC染色法测定花粉活力[5]。每个参试萝卜品种制片3个，每片取3个视野求平均数，3片的平均数即为其花粉活力。

1.3.2 柱头可授性的测定

采用联苯胺-过氧化氢法[6]测定柱头可授性。每个参试萝卜品种取3个柱头，计算其平均值。

1.3.3 花粉形态观察

采用扫描电镜（SEM）对各参试萝卜品种的花粉团进行形态学观察[7]。花粉粒形态观察以各参试萝卜品种群体的整体形态为准，花粉大小、表面纹饰的网眼密度均取20个花粉粒的平均值。

1.4 数据记录与处理

试验数据和图片使用Microsoft Excel 2013软件处理。

2 结果与分析

2.1 不同萝卜品种花粉活力的比较

各参试萝卜品种的花粉活力见图1。

图1 各参试萝卜品种的花粉活力

由图1 可见，20 个参试萝卜品种的花粉活力存在显著差异，其中世纪春最高（75.60%），领航者最低（12.30%）；世纪春、白美人、天玉春白、飘雪、韩国白玉春的花粉活力高于50%，梅花春晚、韩国大根、领航者的花粉活力低于20%，其余12 个参试萝卜品种的花粉活力则处于20%～50%之间。

2.2 不同萝卜品种柱头可授性的比较

各参试萝卜品种的柱头可授性见表1。

由表1 可知，20 个参试萝卜品种的柱头可授性存在显著差异，其中韩国白玉春的柱头可授性极强，其次为雪龙春、天玉春白、白美人、韩春101、真丝跃进大根、南畔洲迟、飘雪、天玉秋白、世纪春等9 个品种，柱头可授性较弱的品种有韩国大根、成都满身红、亚春2 号、超级白玉春、高原秋等5 个品种，柱头可授性极弱的品种为力合大青、新白锦玉、领航者、梅花春晚等4个品种，郑研791为无柱头可授性品种。

2.3 不同萝卜品种花粉形态的比较

各参试萝卜品种的花粉形态见表2、图2。

由表2 可知，各参试萝卜品种花粉粒的平均极轴为30.07 μm，平均赤道轴为17.82 μm，平均P/E 值为1.68。其中韩春101（31.21 μm）、梅花春晚（31.05 μm）、天玉春白（30.97 μm）极轴较长，韩国白玉春（28.46 μm）、领航者（28.92 μm）极 轴 最 短；梅 花 春 晚（18.85 μm）、高 原 秋（18.69 μm）、力合大青（18.48 μm）赤道轴较长，领航者（16.25 μm）、韩国白玉春（16.86 μm）赤道轴较短。综合极轴和赤道轴的大小，花粉粒较大的品种有韩春101、梅花春晚，花粉粒较小的品种有韩国大根、领航者。由表2 还可知，各参试萝卜品种中领航者（1.78）、雪龙春（1.72）、韩国大根（1.72）的P/E 值较大，其花粉整体形态较为修长；高原秋（1.62）、新白锦玉（1.63）、力合大青（1.64）的P/E 值较小，其花粉整体形态较为圆钝。由表2 和图2 可知，20 个参试萝卜品种花粉粒的形态具有高度的整齐性，整体形状均为长椭圆状，表面纹饰均为穴网状，萌发孔均为三沟状，花粉均呈单粒存在且两侧对称；20 个参试萝卜品种的网眼密度存在差异，最高为0.70个/μm2，最低为0.59个/μm2，平均为0.64个/μm2，其中网眼密度较高的5个品种为梅花春晚（0.70 个/μm2）、新白锦玉（0.70 个/μm2）、真丝跃进大根（0.69 个/μm2）、力合大青（0.68 个/μm2）、雪龙春（0.67个/μm2），较低的5个品种为亚春2号（0.59个/μm2）、飘雪（0.60个/μm2）、领航者（0.61个/μm2）、天玉秋白（0.61个/μm2）和高原秋（0.62个/μm2）。

表1 各参试萝卜品种的柱头可授性

表2 各参试萝卜品种的花粉粒形态

图2 各参试萝卜品种花粉粒扫描电镜图

3 结论与讨论

花粉活力影响着植物受精结实的全过程[8]，因此花粉活力的测定在蔬菜杂交育种中具有重要意义。本试验结果表明，20个参试萝卜品种的花粉活力差异较大，其中世纪春、白美人、天玉春白萝卜花粉活力强；梅花春晚、韩国大根、领航者萝卜花粉活力弱。这些差异可能与植株发育状况、花药营养状况以及遗传差异有关，还可能由外界环境条件所致[8]，具体原因有待进一步试验研究。

柱头可授性强弱影响植物的整个授粉过程，是人工授粉是否成功的重要参考依据之一[9]。本试验所测得20 个萝卜品种的柱头可授性差异较大，其中韩国白玉春萝卜柱头可授性极强，天玉春白等9 个品种柱头可授性强，成都满身红等5个品种柱头可授性较弱，领航者等4个品种柱头可授性极弱，郑研791萝卜无柱头可授性。有研究表明，不同品种植物的柱头可授性因自身遗传差异、植株的发育状况、花朵的开放时期、柱头分泌物的有无等而产生较大差异[10]。

本试验测定的20 个萝卜品种中，具有较高花粉活力而无柱头可授性或柱头可授性极弱的品种，在萝卜杂交育种中可作父本，如力合大青等；具有较强柱头可授性但无花粉活力或花粉活力较低的品种，可作母本，如南畔洲迟、韩春101等；具有较强柱头可授性且花粉活力高的品种，既可作父本也可作母本，如世纪春、飘雪、韩国白玉春、天玉春白等。因此，不同萝卜品种花粉活力和柱头可授性的测定与比较，对选育萝卜亲本以及提高受精结实率具有一定的指导意义。但不同萝卜品种的花粉萌发率以及在田间授粉真正的结实情况，还需进一步试验研究。

不同植物花粉粒的外部形态特征以及表面纹饰等受到植物自身遗传的控制[11]，因此在一定程度上能反映植物的遗传多样性[12]。本试验结果表明，20个参试萝卜品种花粉粒的整体形状、萌发孔形状、表面纹饰均无明显差异，说明各参试萝卜品种在属的水平上高度统一；但20 个萝卜品种之间存在大小（极轴、赤道轴）、P/E值以及网眼密度的差异，说明不同萝卜品种在遗传上存在的多样性可为品种鉴定提供一定的参考依据。本试验所测20个萝卜品种中，韩春101、梅花春晚两个品种与韩国大根、领航者两个品种的花粉粒大小差异较大，领航者、雪龙春、韩国大根等3个品种，与高原秋、新白锦玉、力合大青等3个品种的P/E值差异较大，梅花春晚萝、新白锦玉、真丝跃进大根等3 个品种，与高原秋、天玉秋白、领航者等3 个品种的网眼密度差异较大。在萝卜杂交育种工作中，选择遗传差异大的亲本进行组配，可以提高制种效率。