天然植物生长调节剂14-羟基芸苔素甾醇在猕猴桃授粉中的应用

李玉珠，王艳玲，吴 丹，杨艳芹，何 洁，夏丽娟，黄 瑾*

（1 成都新朝阳作物科学股份有限公司，成都 610000；2 四川省农药检定所，成都 610000）

授粉是种子植物得以繁衍的重要过程，也是果树结实的关键步骤。花粉是植物的雄配子体，经各种媒介传播到雌蕊柱头上后萌发，花粉管伸长钻入柱头，进入子房到达胚珠后，前端破裂释放出两个精细胞，一个与胚珠中的卵细胞结合形成受精卵，另外一个与中央细胞的极核形成受精极核，完成植物的双受精过程[1]。猕猴桃是典型的功能性雌雄异株植物，其果实风味独特，富含维生素C、糖类、矿物质等，是我国重要的果树资源。主要分布在陕西、四川、湖北、贵州等地。猕猴桃花粉母细胞的减数分裂发生在雌雄花形态分化之后，由于基因型的不同，导致雌花花粉败育，雄花子房退化，分别形成功能性的单性花[2]。其自然授粉受环境因素影响大，导致果实坐果率低，果实品质不稳定，难以达到商品化需求，严重影响果园经济效益[3]。因此在猕猴桃的实际生产过程中多采用人工方式辅助授粉，以提高猕猴桃坐果率和果实品质。

芸苔素甾醇（Brassinosteroids，BRs）是一类参与植物生长发育的甾醇类激素，在植物体内各组织均有分布，但是在花粉中含量最多，可达到1～100 ng/g 鲜重，预示芸苔素甾醇参与调控生殖发育过程[4]。研究发现，外源芸苔素甾醇可促进甜番茄、拟南芥、水稻等多种植物花粉萌发，且可促进花粉管的伸长，表明芸苔素甾醇在促进花药发育及花粉成熟、促进花粉管伸长、提高授粉质量中发挥积极作用[5～7]。其中14-羟基芸苔素甾醇是一种结构新颖的芸苔素甾醇类激素，作为天然植物生长调节剂在农业生产中广泛使用。

本研究针对四川省成都市蒲江县的‘东红’‘红阳’‘金艳’猕猴桃，探索14-羟基芸苔素甾醇在猕猴桃人工授粉中的应用方式及其对猕猴桃坐果率和果实品质的影响。结果表明，14-羟基芸苔素甾醇能够明显提高人工授粉方式下的猕猴桃坐果率，提升果实品质，增强果实耐贮运性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验园位于四川省蒲江县大兴镇炉坪村，供试品种为七八年生的‘红阳’‘东红’‘金艳’猕猴桃，管理水平中等，其中‘金艳’整体树势较弱。选择树冠大小及长势基本一致的树供试。

0.01%14-羟基芸苔素甾醇可溶粉剂、0.007 5%14-羟基芸苔素甾醇水剂，成都新朝阳作物科学股份有限公司提供。

吉农JYEE NONG 猕猴桃花粉，成都阳山农产品服务有限公司提供。放在-20℃冰箱保存，使用时放到4℃冰箱中复苏48h，再常温放置5～8h 后使用。

1.2 试验设计与方法

2020年4—5月，在猕猴桃花开放2/3 以上时，选择晴朗或无雨阴天进行授粉。为保证授粉质量，先后进行3 次授粉。采用粉剂点授和液体喷雾两种方式。

1.2.1 粉剂点授

在‘东红’和‘红阳’猕猴桃上采用粉剂授粉。两品种均是从红肉猕猴桃资源中选育出的红心品种，因其稀有的果肉颜色和口感品质，深受种植者和消费者喜爱，栽培面积迅速扩大，并不断引种到全国各地。红心猕猴桃对气候要求较高，坐果率较其他品种低，产量不稳定[8]。因此，本研究主要关注试验处理对红心猕猴桃坐果率的影响。

试验处理 花粉与石松子按照1∶2 的比例（m/m）混合均匀后作为稀释花粉备用（以下粉剂授粉试验中如无特别说明均简称为花粉），将0.01%14-羟基芸苔素甾醇可溶粉剂按照0.2∶10、1∶10、4∶10 和6∶10 的比例（m/m）与花粉混合均匀，以未添加14-羟基芸苔素甾醇的花粉为对照，用点授器对雌花花柱进行点授。每处理3 株为1 个小区，3 次重复。

1.2.2 液体喷粉

在‘金艳’猕猴桃上采用液体授粉。该品种是由中科院武汉植物园以‘毛花’猕猴桃ב中华’猕猴桃杂交选育的黄肉猕猴桃，果肉呈黄色，坐果率高，产量大。但其果实品质受授粉质量影响大，容易造成黄心猕猴桃果实商品性下降[9,10]。因此，本研究主要关注试验处理对黄心猕猴桃品质的影响。

试验处理 用0.1%琼脂溶液将花粉配制成0.5%（m/v）花粉悬浮液，再以该花粉悬浮液将0.007 5%14-羟基芸苔素甾醇水剂分别稀释1 000、2 500、5 000 倍，配制成授粉液，以未添加14-羟基芸苔素甾醇的花粉悬浮液为对照，对雌花花柱进行喷雾授粉。每处理3 株为1 个小区，3 次重复。

授粉前选取猕猴桃树不同部位、长势相近的结果枝条进行标记，每株5 个枝条，记录每个枝条上的花蕾数，生理落果后统计各枝条上的坐果数，计算坐果率。在果实采收时每个处理采摘50 个果实测定果实横、纵径，计算果型指数；测定单果重、硬度、维生素C、可滴定酸、可溶性固形物、干物质和中微量元素含量。

2 结果与分析

2.1 14-羟基芸苔素甾醇辅助粉剂授粉对红心猕猴桃坐果率的影响

由表1、表2 可以看出，传统人工点授方式下‘东红’和‘红阳’猕猴桃坐果率仅为59.36%和70.48%，使用0.04 μmol/10 g 花粉14-羟基芸苔素甾醇（药剂花粉比例0.2∶10）对‘东红’和‘红阳’猕猴桃进行授粉，坐果率分别为78.54%和84.45%，依次比传统方法提高19.18%和13.97%，其中对‘东红’坐果率的提高达到显著差异（P≤0.05）。

表1 14-羟基芸苔素甾醇对‘东红’猕猴桃坐果率的影响

表2 14-羟基芸苔素甾醇对‘红阳’猕猴桃坐果率的影响

2.2 14-羟基芸苔素甾醇辅助液体授粉对黄心猕猴桃品质的影响

从表3 可以看出，当14-羟基芸苔素甾醇用量为0.16 和0.06 μmol/L 时，果实硬度显著增加，分别为49.62、46.91kg/cm2，依次比对照提高11.58%、5.49%，提升其耐贮运性。但在果型指数和单果重上无明显差异。

表3 14-羟基芸苔素甾醇对‘金艳’猕猴桃果实外在品质的影响

猕猴桃的内在品质包括维生素C、可滴定酸、可溶性固形物、金属元素等。从表4 可以看出，传统液体授粉的‘金艳’猕猴桃果实中的维生素C 含量为101.54 mg/100 g；以14-羟基芸苔素甾醇辅助进行人工液体授粉时可不同程度提高果实中维生素C 含量，其中当14-羟基芸苔素甾醇用量为0.16 和0.06 μmol/L时，果实中维生素C 含量显著增加，分别为134.99、120.43 mg/100 g，依次比对照提升32.94%、18.60%（差异显著）。可滴定酸含量有所增加，固酸比有所降低，虽然差异均不显著。

表4 14-羟基芸苔素甾醇对‘金艳’猕猴桃果实营养指标的影响

猕猴桃中含有丰富的微量元素。本研究检测结果如表5所示，采用0.16、0.06 μmol/L 14-羟基芸苔素甾醇辅助‘金艳’猕猴桃液体授粉均可以显著提高果实中铁和锌的含量（差异显著），使果实中铁含量提高至1.346 mg/kg 和1.79 mg/kg，分别为对照组铁含量的9.9倍和13.2 倍；锌含量提高至4.987mg/kg 和4.106mg/kg，分别为对照组锌含量的2.1 倍和1.7 倍；钼含量提高至0.041 和0.038 mg/kg，分别为对照组钼含量的3.2 倍和2.9 倍，尽管差异不显著。

表5 14-羟基芸苔素甾醇对‘金艳’猕猴桃果实中微量元素含量的影响

3 小结与讨论

猕猴桃雌雄异株且不吸引虫媒的特性决定种植过程中必须通过人工授粉保障果实产量。人工授粉虽然比自然授粉坐果率有所提高，但是在授粉时间、天气、次数等方面有较高的要求，如遇阴雨天气，易造成授粉率低，导致猕猴桃减产。在本研究中，红心猕猴桃花期遇到阴雨天气，导致‘东红’猕猴桃坐果率较低（传统粉剂点授坐果率59.36±7.07%），但相同气候条件下0.04 μmol/10 g花粉14-羟基芸苔素甾醇施用使坐果率显著提升19.18%和13.97%。已有研究表明，芸苔素甾醇在植物抗逆境胁迫中发挥重要作用［11］，推测在环境胁迫条件下14-羟基芸苔素甾醇能够显著提升坐果率，增加猕猴桃产量。

猕猴桃作为重要的鲜食水果，其外在形态和内在品质直接决定商品价值。李跃红等对不同猕猴桃品种的品质指标进行主成分分析得出，单果重、果实横径和固酸比是反映猕猴桃的外观品质和风味品质的主要指标，维生素C 是重要的营养价值指标，Fe、Zn、Mn 反映猕猴桃的微量金属元素指标［12］。维生素C 是人体必需的营养素，在人体内氧化还原反应中发挥着重要的作用［8］。Fe 是人体造血合成血红蛋白最重要的元素，Zn 是很多生物酶组成部分。本研究中0.16、0.06 μmol/L 14-羟基芸苔素甾醇添加授粉结实的‘金艳’猕猴桃果实中维生素C、Fe、Zn、Mn 的含量都明显高于对照，说明14-羟基芸苔素甾醇辅助授粉可提升果实的营养价值。本研究中‘金艳’猕猴桃单果重、果型指数各处理无明显变化，但同时采摘的0.16、0.06 μmol/L 14-羟基芸苔素甾醇授粉果实硬度高于对照，显著提升猕猴桃果实的耐贮运性，在贮藏和运输过程中可减少损失［13］。

粉剂点授和液体喷授是两种主要的猕猴桃人工授粉方式。粉剂点授是利用点授器蘸取花粉采用人工方式依次完成授粉，花粉用量多、费时费力。本文配制授粉液进行液体喷授，与传统粉剂点授相比，在猕猴桃坐果率及品质上并无明显差异，但花粉用量仅为粉剂点授的25%左右，大大降低花粉用量，这与前人报道一致[3]。Asteggiano 等利用喷粉器和机挂喷雾器等机械设备授粉方法来进行液体授粉试验，授粉效果表现较好［14］。因此，14-羟基芸苔素甾醇辅助的液体喷授更有利于实现猕猴桃授粉机械化，提升工作效率，降低授粉成本的同时，提升猕猴桃产量、果实品质和耐贮运性，可在猕猴桃种植业中大力推广使用。