黑穗醋栗晚丰花粉直感效应研究

高洪娜, 张武杰, 刘凤芝, 周文志, 汤佳翰, 徐德海, 张 帅

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院, 黑龙江 牡丹江 157041)

黑穗醋栗(RibesnigrumL.)属虎耳草科茶藨子属多年生落叶直立灌木,株高1～2 m,主枝寿命6～10年,果实为黑色小浆果,其种子、叶片和果实均含有大量的生物活性物质,具有很高的营养价值和药用价值,在食品、化妆品和医药领域有着巨大的应用潜力[1]。黑穗醋栗晚丰是黑龙江省农业科学院牡丹江分院1990年以“寒丰”为母本、“黑丰”为父本,杂交选育而成的具有抗寒、晚熟等优点的品种[2]。晚丰在黑龙江省越冬不用埋土,可节省大量的防寒用工,降低生产成本。

花粉直感是指果树在授粉之后,花粉直接影响当年授粉雌株受精所形成的种子或果实,使其在果实性状等方面发生变异的现象。这种影响直接表现在果实发育期、单果重、果实品质等性状上,对果树生产具有重要意义[3]。近年来,国内许多学者在苹果[4]、李[5-6]、梨[7]、蓝靛果忍冬[8]、蓝莓[3,9]、猕猴桃[10]等果树树种上进行了花粉直感的研究,且性状表现出花粉直感的现象。目前关于黑穗醋栗的研究主要集中在果实营养成分和作用方面。霍俊伟等[11]、张武杰等[12]、张鹍等[13]进行了黑穗醋栗不同组合的授粉试验,研究不同授粉组合的坐果率差异,而关于黑穗醋栗花粉直感效应对母本果实品质的影响方面研究未见报道。本研究以寒丰、丹江黑、大粒甜、布劳德、兴安茶藨和自选优系(牡选2011-14、牡选2012-6、牡选2013-10)为授粉树种,以自然授粉为对照,分析果实品质和种子的差异,以期为生产上选用适宜授粉品种,提高黑穗醋栗的坐果率、改善果实品质和提高经济效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以黑穗醋栗品种晚丰为母本,以寒丰、丹江黑、大粒甜、布劳德、兴安茶藨、牡选2011-14、牡选2012-6、牡选2013-10为父本,晚丰自然授粉为对照。

在黑穗醋栗初花期前1～2 d采集父本已经充分膨大的花蕾,用镊子或牙签辅助剥离花药,脱落的花药放在硫酸纸盒里,将其均匀摊开,标记品种名称,采集时间。置室内阴晾2～3 d,用刷子轻轻将花药刷入花粉瓶内,贴好标签备用。

1.2 试验方法

选择母本树体健壮的内部枝条,去除花穗基部已开花朵和花穗先端小花蕾,只留花药未开裂、花粉未散出的大花蕾。用镊子将花冠和雄蕊去除,进行人工授粉,授粉后立即套袋隔离,标记父本品种名称、授粉日期和授粉花朵数。每个组合3个枝条,每个枝条不少于30朵花。授粉后1周,除去袋子并在枝条上挂牌标记。在果实成熟前进行坐果情况和成熟度的检查。当杂交果实充分成熟时,采收放入硫酸纸袋内,标记杂交组合名称、采收杂交果实数量和采收日期。

调查项目包括:花期、果实成熟期、坐果率、单果质量、果实横径、果实纵径、可溶性固形物含量,种子横径、种子纵径、种子粒数和种子千粒重。具体调查标准参照文献[14]。

1.3 数据处理

利用Microsoft Excel2007软件处理数据,SPSS19.0软件进行方差分析,运用Duncan检验法进行显著性差异多重比较。采用隶属函数法[15]对9个杂交组合进行综合评价。

坐果率/%=(坐果数/授粉花数)×100%;

果形指数=果实纵径/果实横径。

2 结果与分析

2.1 黑穗醋栗花期

将8个父本花期与母本对比,通过连续3年的观察发现:黑穗醋栗花期持续时间为6～8 d。各父本花期与晚丰花期相近,开花可遇天数为5～7 d(表1)。

表1 黑穗醋栗品种的花期Table 1 Florescence of Ribes nigrum L. varieties

2.2 不同品种授粉对黑穗醋栗果实坐果率的影响

8个父本花粉对晚丰授粉的坐果率为29.59%～82.73%,自然授粉的坐果率为55.45%(表2)。寒丰、丹江黑、大粒甜、兴安茶藨、牡选2011-14和牡选2013-10父本花粉的坐果率高于对照,而布劳德和牡选2012-6父本花粉的坐果率低于对照。与对照相比,8个父本花粉表现出显著差异,存在明显的花粉直感现象。自然授粉的果实成熟期为7月16日,丹江黑、大粒甜、兴安茶藨、牡选2012-6和牡选2013-10的父本花粉缩短了果实的成熟期,布劳德和牡选2011-14的父本花粉延长了果实的成熟期,寒丰对晚丰授粉的果实成熟期与晚丰自然授粉一致。

表2 不同品种授粉对黑穗醋栗坐果率的影响Table 2 Effect of different pollination varieties on fruit setting rate of Ribes nigrum L.

2.3 不同品种授粉对黑穗醋栗果实品质的影响

8个父本花粉对晚丰授粉的单果质量为0.72～1.41 g,晚丰自然授粉的杂交果实的单果质量为0.85 g(表3)。8个父本花粉授粉与对照相比差异显著,黑穗醋栗单果质量存在花粉直感效应。晚丰×丹江黑组合单果质量最大,为1.41 g,晚丰×寒丰组合单果质量最小,为0.72 g。晚丰自然授粉的杂交果实的横径和纵径分别为10.80 mm和10.49 mm,晚丰×丹江黑组合的杂交果实横径和纵径最大,分别为13.10 mm和13.29 mm,晚丰×寒丰组合的杂交果实横径和纵径最小,分别为10.57 mm和10.12 mm。大粒甜、兴安茶藨、牡选2011-14、牡选2012-6和牡选2013-10为父本的组合之间杂交果实纵径差异不显著。牡选2011-14和丹江黑的父本花粉果形指数与对照差异显著,其余6个父本花粉差异不显著。只有晚丰×寒丰组合的杂交果实果形指数为0.96低于自然授粉果实0.85,但没有显著差异。晚丰自然授粉果实的可溶性固形物含量为15.96%,牡选2013-10花粉果实可溶性固形物含量最高,为16.44%,寒丰花粉果实可溶性固形物含量最低,为13.72%。寒丰和布劳德与对照相比差异显著。

表3 不同品种授粉对黑穗醋栗果实品质的影响Table 3 Effect of different pollination varieties on fruit quality of Ribes nigrum L.

2.4 不同品种授粉对黑穗醋栗种子的影响

晚丰自然授粉的果实有43.20粒种子,种子粒数最多的组合是晚丰×牡选2013-10,有109.60粒种子,种子粒数最少的组合是晚丰×寒丰,有15.22粒种子(表4)。部分组合间差异不显著,与对照相比差异显著。种子横径和纵径整体花粉直感现象不明显。晚丰自然授粉的果实种子千粒重为1.23 g,千粒重最重的组合是晚丰×寒丰,为1.43 g,千粒重最轻的组合是晚丰×牡选2011-14,为0.85 g。单果种子数和种子千粒重均存在花粉直感现象。

表4 不同品种授粉对黑穗醋栗种子的影响Table 4 Effects of different pollination varieties on Ribes nigrum L. seeds

2.5 不同品种授粉对黑穗醋栗花粉直感影响的综合评价

对坐果率、单果质量、果实横径、果实纵径、果形指数、可溶性固形物含量、种子粒数、种子横径、种子纵径和种子千粒重进行隶属函数分析(表5),综合排序为:兴安茶藨>丹江黑>牡选2013-10>牡选2011-14>牡选2012-6>大粒甜>自然授粉>布劳德>寒丰。

表5 不同授粉品种对黑穗醋栗花粉直感影响的综合评价Table 5 Comprehensive evaluation of the effect of different pollination varieties on xenia of Ribes nigrum L.

3 讨论与结论

花粉直感现象在果树上普遍存在,不同树种的花粉直感现象差异很大,即使同一树种不同品种表现出的父本影响也不尽相同。目前,花粉直感的作用机制尚不明确,有的性状花粉直感现象明显,有的不明显甚至没有花粉直感现象。并且花粉直感现象有正向影响也有反向影响[6,16]。

黑穗醋栗花期较短,受气候影响较大,不同年份同一品种花期不尽相同,如遇低温多雨将影响花粉传播和正常发育,进而影响坐果率和产量。本研究中晚丰的花期为埋土防寒的花期,各父本花期与其相近。实际生产中,晚丰为抗寒品种越冬不需埋土防寒,花期较埋土防寒的花期提前1～2 d。本研究表明,不同父本授粉的坐果率差异较大,表现出明显的花粉直感现象,这与杨技超等[10]对猕猴桃的研究结果一致。

不同父本花粉授粉对果实单果质量有显著影响,大部分表现为正向效应,这与王延秀等[17]对苹果、薛辉等[18]对石榴的研究结果一致。本研究发现,父本单果质量与杂交果实单果质量有一定的相关性,父本单果质量大的则杂交果实单果质量亦大。说明通过合理授粉可以提高果园的产量。果形指数为果树品质重要指标之一,果实形状直接影响果实的商品性。本研究中组合间果形指数差异不显著,花粉直感效应对果形指数的总体影响并不明显。可能是因为果实形状由遗传因子决定,保持了品种的固有特征。这与于立洋等[4]对苹果的研究结果一致。本研究表明,只有寒丰花粉的果形指数表现低于对照,丹江黑、大粒甜、布劳德、兴安茶藨、牡选2011-14、牡选2012-6、牡选2013-10的花粉表现均高于对照,虽然差异不显著,但是对果形指数有一定的改善作用。果实可溶性固形物含量是黑穗醋栗果实风味品质的重要指标,其含量高低与果实的营养价值、口感风味等方面有着密切关系。安晓芹等[19]在不同品种授粉对“轮台白杏”坐果及果实品质的影响研究中发现,可溶性固形物与总糖质量分数受父本品种影响略小,分别有10个左右品种授粉未见显著性变化。王卫江等[20]在不同授粉品种对新红1号苹果果实品质的影响研究中发现,只有新红星授粉与对照差异显著,其余5个组合均未见显著性变化。本研究中只有寒丰和布劳德组合与对照差异显著,其余6个组合未见显著性差异,与其研究结果一致。而杨技超等[10]对“红阳”猕猴桃花粉直感效应研究中发现,不同花粉授粉下果实可溶性固形物含量表现出明显的花粉直感效应。由于目前花粉直感的作用机制尚没有一致的结论,而且可溶性固形物含量与品种、果实成熟度、栽培条件等有关,具体原因有待深入研究[19]。

胡子有等[16]在花粉直感对火龙果果实品质的影响研究中发现,火龙果种子数表现出明显的花粉直感现象,异花授粉和混合授粉处理的千粒重均高于对照,其中,混合授粉与对照差异显著,但与异花授粉差异不显著,说明火龙果千粒重也有一定的花粉直感效应。本研究结果与之一致。黑穗醋栗果实种子数量的多少可能与父本花粉质量和授粉数量的多少有关,具体有待进一步的研究。

兴安茶藨综合评价排序第一,实际生产中不建议选择其与晚丰搭配种植,因为其不抗白粉病,会造成大面积的减产。以育种为目标,也要考虑兴安茶藨作为父本其易感白粉病的性状对杂交后代的影响。丹江黑的综合评价仅次于兴安茶藨,具有果实大粒、整齐、熟期一致,对白粉病表现出一定的抗病性的优势。寒丰综合评价最低,不建议与晚丰配套种植。