基于花序坐果数和果实直感筛选库尔勒香梨适宜的授粉品种

程嘉宝 薛大虎 张峰 王言君 王春峰 李养义 何天明

摘 要 ‘库尔勒香梨属于异花授粉的梨品种。在主产区立地田间下筛选合适的授粉品种是实现提质增效的重要技术措施。试验选择13个梨品种作为父本对‘库尔勒香梨进行授粉，自然授粉作为对照，分别于授粉后20 d和80 d对花序坐果数进行调查，待果实成熟后将授粉果实的部分指标和种子特性进行测定和比较分析，采用相关性分析和主成分分析对授粉果实的12项指标进行果实性状综合评价并计算综合得分，为‘库尔勒香梨筛选高效授粉品种提供参考。结果表明：不同授粉组合中，花序坐果数较对照显著提高，在单果质量、偏斜指数、果实硬度、可溶性固形物含量、石细胞团含量、种子数、鲜籽质量和干籽质量方面果实直感效应明显，但在果形指数、可食部分大小（心果比）和饱籽数果实直感效应不完全明显。部分果实指标间存在着显著或极显著的相关性。通过主成分分析所提取的4个主成分累计方差贡献率达89.298%，包含了果实指标的大部分信息，综合得分结果显示‘南果梨‘园黄‘寒红‘砀山酥梨和‘新妃5个梨品种对‘库尔勒香梨授粉效果较好。

关键词 库尔勒香梨；授粉品种；花序坐果数；果实直感；果实性状；综合评价

新疆是中国重要的梨产区，‘库尔勒香梨是新疆古老的地方优良品种（以下简称香梨），已有1400多年的栽培历史，主要分布在巴州库尔勒和阿克苏等地区［1］。香梨作为新疆特色林果业支柱产业之一，在新疆地方梨品种栽培面积和产量中占据较大比重［2-3］，既是新疆梨品种的代表，又是闻名海内外的中国农产品的象征，在林果业增效、果农增收等方面发挥着重要作用［4-5］。

库尔勒香梨是严格的异花授粉植物，栽培时需配置授粉树和人工授粉才可以保证产量［6］。随着产业化发展，以香梨为主栽的单一品种带来了一些负面效应；梨品种结构相对单一，严重影响了其竞争力，长期以来以‘碭山酥梨和‘鸭梨为主的授粉树配置也造成了品质下降，偏斜果增多的现象。

早在20世纪80年代，在香梨产业起步发展时，周其石［7］对‘库尔勒香梨的花粉直感现象进行了研究，认为‘假把子‘茌梨‘鸭梨和‘砀山酥梨是香梨较适合的授粉品种。近些年来，在新疆的许多梨育种工作者努力下，育出了‘新梨7号［8］‘新梨9号［9］‘雪香［10］等新品种，也陆续从国内外引进许多优秀的梨品种。随着梨品种种类的增多和香梨品质的降低，新的问题又浮出水面：这些新育成以及引进的梨品种哪些可以作为香梨更适合的授粉品种？筛选出以后是否可以作为香梨的辅栽品种？既能充当授粉树的作用，又可以调整优化新疆梨品种的结构。这方面的研究和报道甚少。

鉴于此，笔者课题组在前期基于开花物候期和花粉质量的筛选有了一定的研究基础，本文主要从供试梨品种对香梨授粉后的花序坐果数和果实直感等角度对其进行了进一步研究。

1 材料与方法

1.1 材  料

1.1.1 试验地概况 本研究的田间调查于2022年在库尔勒沙依东园艺场十分场新疆农业大学梨育种基地（86°00′35″E，41°73′69″N）及周边梨园进行。实验室测定工作在新疆农业大学国家瓜果改良中心新疆分中心育种实验室完成。沙依东园艺场十分场，位于新疆库尔勒市境内，属暖温带大陆性干旱气候，年降水量87 mm，年蒸发量2 800 mm，无霜期210 d，7月份平均气温28  ℃，1月份平均气温- 12.1  ℃，年均温度11.4 ℃，有效日照时数2 460  h，≥10 ℃年有效积温3 800 ℃，土壤为戈壁荒漠灌淤土，pH为8.3，含盐量  0.6%［11］，土壤有机质含量为1.3%，栽培管理  一致。

1.1.2 试验材料 在试验前期研究的基础下，选取的授粉组合详见表1。

1.2 方 法

1.2.1 授粉处理 考虑到每株树体营养不同导致授粉的差异，在气球期选择树势健壮、树龄相近的12～15 a生香梨树若干，以库尔勒香梨任意主枝为一个授粉单位进行授粉，每个品种设置3次重复，共计39个主枝，保留2、3、4序位花，摘除剩余序位花并统计好花序数、花朵数，随后进行去雄和套袋。待花期将套袋拆开进行授粉，授粉后重新套袋。授粉完毕后挂牌标记区分授粉品种。

1.2.2 授粉花序坐果数调查 授粉后20 d后把套袋摘掉，并调查记录不同梨品种对香梨授粉后各花序的坐果数情况，授粉后80 d和采前再调查两次，共计调查3次。

1.2.3 授粉果实各项指标的测定 果实成熟度的确定参照王大江等［12］的方法，每个品种（系）以单株90%～95%均达到成熟特征为成熟期标准。每个授粉品种随机采集30个果实，10个果实为1个重复。采集后保温箱带回实验室，置于冷藏柜（0～4 ℃）放置3～7 d完成生理后熟取出进行相关指标的测定。

单果质量，用果实专用电子称称量；果形指数，使用数显游标卡尺量取各个果实的纵径、横径，并计算对应果实的果形指数：纵经/横径；偏斜指数，使用数显游标卡尺量取最大纵径和最小纵径，参考张宗坤［13］和孙建设等［14］的方法计算偏斜指数（DD）：

DD=2（HR-hr）HR+hr×100%

心果比，使用数显游标卡尺量取果心横径，计算心果比：果心横径/果实横径；果实去皮硬度，采用德克数显水果硬度计测量；可溶性固形物，采用德克手持数显折光仪测量；石细胞：采用冷冻法测量［15］。

1.2.4 授粉果实中种子特征调查 每个授粉组合随机选取10个果样，取出每个果实中种子，调查记录种子数和饱籽数，再将全部种子称取鲜籽质量，然后放置于烘箱烘干称取干籽质量。

1.3 数据分析与处理

使用Excel 2016进行数据统计整理，分析软件DPS进行差异性显著性分析（Duncans新复极差法，P<0.05），数据以“平均值±标准偏差”表示。采用软件Origin 2018进行图片处理。软件SPSS进行果实指标的相关性分析和主成分分析，提取成分特征值大于1，以各项主成分所对应的贡献率作为权重，计算不同梨授粉组合果实性状的综合得分［16］。

2 结果与分析

2.1 不同梨品种授粉后花序坐果数比较

8月下旬至9月上旬正值库尔勒香梨采摘期，大风天气过多导致的落果易造成数据误差。因此主要以授粉20 d和授粉80 d（两次生理落果）后的调查结果进行分析。不同品种授粉后不同时期的花序坐果数如表2所示。授粉20 d和80 d不同品种授粉的花序坐果数均高于对照（香梨自然授粉，下同）。授粉20 d和80 d花序坐果数最高的授粉品种均为‘黄花，授粉20 d花序坐果数最低的授粉品种是‘鄂梨1号，授粉80 d花序坐果数最低的授粉品种是‘红云；采摘前花序坐果数最高的授粉品种是‘寒红，最低的是‘明月，授粉品种为‘鸭梨‘雪花梨‘寒红‘黄花‘早酥和‘新妃的花序坐果数均显著高于对照，剩余授粉品种花序坐果数与对照相比显著性差异不明显。

2.2 不同梨品种授粉后果实品质比较

不同梨品种授粉的果实各项指标如表3所示。单果质量较高的授粉品种是‘园黄‘寒红‘中梨1号和‘新妃，最低的是‘明月，授粉品种为‘鸭梨‘明月‘鄂梨1号和‘早酥的果实单果质量显著低于对照，其余梨品种授粉的果实单果质量与对照相比显著性差异不明显；果实横径最大的授粉品种是‘寒红，最小的是‘明月，授粉品种为‘鸭梨和‘明月的果实横径显著低于对照，授粉品种为‘寒红的果实横径显著高于对照，其余梨品种授粉的果实横径与对照相比显著性差异不明显；果实纵径最大的授粉品种是‘红云，最小的是‘明月，授粉品种为‘鸭梨‘明月‘鄂梨1号和‘早酥的果实纵径显著低于对照，其余梨品种授粉的果实纵径与对照相比显著性差异不明显；果形指数由果实的纵横径相比得来，0.6～0.8为扁圆形，0.8～0.9为圆形或近圆形，0.9～1.0为椭圆形或圆锥形，1.0以上为长圆形。本次授粉试验不同梨品种授粉果形指数均大于1.0，均与对照一致；果心横径最大的授粉品种是‘寒红，最小的是‘明月，所有梨品种授粉的果心横径均显著高于对照；心果比由果心横径与果实横径相比得来，可用作可食部分指标的参考，心果比最大的授粉品种是‘寒红，较小的是‘南果梨和‘红云，所有梨品种授粉的心果比均高于对照；偏斜指数较大的授粉品种‘鸭梨和‘早酥，较小的是‘雪花梨‘南果梨‘寒红和‘鄂梨1号，所有梨品种授粉的果实的偏斜指数均低于对照。

2.3 不同梨品种授粉后果实硬度比较

不同梨品种授粉的果实去皮硬度的差异性如图1所示。果实去皮硬度最大的授粉品种是‘寒红，最小的是‘砀山酥梨。其中授粉品种为‘砀山酥梨‘园黄‘南果梨和‘早酥的果实去皮硬度显著低于对照，剩余梨品种授粉的果实去皮硬度与对照相比显著性差异不明显。

2.4 不同梨品种授粉后果实可溶性固形物含量比较

不同梨品种授粉果实可溶性固形物含量差异如图2所示。可溶性固形物含量最高的授粉品种是‘砀山酥梨和‘南果梨，最低的是‘明月。授粉品种为‘砀山酥梨‘南果梨和‘新妃果实的可溶性固形物含量显著高于对照，授粉品种为‘明月果实可溶性固形物含量显著低于对照，其余品种授粉的可溶性固形物含量与对照相比无显著性差异。

2.5 不同梨品种授粉后果实石细胞团含量比较

不同梨品种授粉果实石细胞团含量的差异如图3所示。石细胞团含量最高的授粉品种是‘早酥，最低的是‘南果梨和‘新妃。授粉品种为早酥的果实石细胞团含量显著高于对照，授粉品种为‘鸭梨‘明月和‘黄花果实的石细胞团含量与对照相比显著性差异不明显，剩余品种授粉果实的石细胞团含量显著低于对照。

2.6 不同梨品种授粉后种子性状比较

不同梨品种授粉的种子特性差异如表4所示。单果种子数和饱籽数最多的授粉品种均为‘寒红，单果种子数较低的授粉品种是‘明月‘红云和‘中梨1号，饱籽数最低的授粉品种是‘明月。授粉品种为‘南果梨和‘寒红果实的单果种子数显著高于对照，其余品种授粉果实的种子数与对照相比显著性差异不明顯。授粉品种为‘明月和‘红云的饱籽数显著低于对照，其余品种授粉的饱籽数对照相比显著性差异不明显。

鲜籽质量和干籽质量最大的授粉品种均为‘寒红，最小的均为‘明月。授粉品种为‘早酥‘红云和‘明月的鲜籽质量和干籽质量均比对照低。

2.7 不同梨品种授粉后果实各项指标的相关性分析

不同品种授粉果实性状的相关性分析表明（表5），授粉20 d和80 d的花序坐果数之间呈极显著的正相关；单果质量与饱籽数和鲜籽质量之间呈显著正相关，与可溶性固形物含量和干籽质量之间呈极显著正相关，与石细胞团含量之间呈显著负相关；果形指数与偏斜指数之间呈显著正的相关，与鲜籽质量之间呈显著负相关；偏斜指数与石细胞团含量之间呈极显著正相关；可溶性固形物含量与饱籽数和干籽质量之间呈显著正相关；石细胞团含量与单果种子数和干籽质量之间呈显著负相关；干籽质量与鲜籽质量、单果种子数和饱籽数之间均呈极显著正相关；鲜籽质量与单果种子数和饱籽数之间呈极显著正相关。其余果实性状之间未呈现显著的相关性。

2.8 不同梨品种授粉后果实各项指标的主成分分析

根据不同品种授粉果实性状相关性分析可以看出心果比的相关系数均小于0.3，与其余授粉果实性状的相关性不大，因此去掉该指标将其余12项果实指标进行主成分分析。经过最大方差正交旋转后，结果显示前4个主成分贡献率分别为33.996%、20.720%、19.177%和  15.406%，累计贡献率为89.298%（表6）。可以用这4个主成分代表12项果实指标进行不同梨授粉组合果实性状的分析和评价。其中第1个主成分主要包含单果质量、果形指数、鲜籽质量、干籽质量、种子数和种子饱籽数6个指标，主要反映授粉果实的大小和种子特性；第2个主成分包含石细胞团含量和偏斜指数2个指标，主要反映授粉果实的石细胞含量和果形优劣；第3个主成分包含授粉20 d和80 d后的花序坐果数2个指标，反映授粉果实的坐果情况；第4个主成分包含果实去皮硬度和可溶性固形物含量2个指标，主要反映授粉果实的口感和营养物质。

2.9 不同梨品种授粉后果实各项指标的综合评价

利用以上4个主成分得出的因子得分和其对应的特征值占总特征值得比值为权重，计算不同梨授粉组合果实指标综合评价模型：F综合=  （33.996% F1 + 20.720% F2 + 19.177% F3 +   15.406% F4）/ 89.298%，计算不同梨授粉组合得分和排名，结果显示（表7），授粉品种为‘南果梨的综合评价最好，其次为‘园黄‘寒红‘砀山酥梨和‘新妃等11个品种授粉的果实综合评价均优于对照。

3 讨论与结论

花粉直感的研究可以为生产上果实性状的改良、优质授粉品种的选择和丰富果实遗传性状等提供理论依据，对果树经济效益的提高产业的发展具有深远的意义［17-18］。不同的授粉组合对果实性状的影响主要是花粉直感的作用。周其石［7］的研究表明，不同梨授粉品种的花粉主要影响香梨果实大小、石细胞、风味等方面的品质，且变化方向的趋势是倾向于授粉品种，而在果形指数方面却很难看出变化趋势。田瑞等［19］以11个品种花粉对‘园黄梨进行了花粉直感效应的研究，结果表明不同授粉组合果实在单果质量上表现出了明显的花粉直感效应，但在果形指数上表现不明显。刘妮等［20］的研究发现不同梨品种对‘砀山酥梨授粉对其杂交果实的影响中发现，授粉品种可显著影响‘砀山酥梨果实可溶性固形物含量和石细胞团含量。刘婉君等［21］以18个不同品种花粉对‘鸭梨进行授粉，研究结果表明各授粉组合果实在单果质量上有着显著差异。周晓明等［22］选用‘喜水‘清香‘初夏绿‘鸭梨这4个品种花粉对‘翠冠梨进行授粉，结果表明不同授粉组合果实在单果质量、横纵径、果形指数方面均存在显著差异。花粉直感效应对苹果［23］、油桃［24］、猕猴桃［25］等植物果实的性状同样存在明显的影响。本研究结果表明不同品种授粉的花序坐果数为0.57～1.79，均显著高于对照，说明人工授粉可有效提高香梨的花序坐果数；不同品质授粉的单果质量范围在78.90～122.85 g，偏斜指数变化范围（12.32～26.65）且偏斜指数均低于对照，说明花粉直感对果实大小和偏斜指数影响明显；不同品种授粉果形指数和对照均大于1，未对其果形产生明显变化，心果比均高于对照，且心果比之间差异性不完全显著，说明果形指数和心果比花粉直感效应不明显。在内在品质变化方面，与对照相比，不同品种授粉果实的果实硬度、可溶性固形物含量和石细胞团含量有不同程度的影响。在种子特性方面，不同梨品种授粉的种子数和饱籽数除个别授粉组品种外，影响并不完全显著，但不同梨品种授粉果实的鲜籽质量和干籽质量与对照差异较大。

果实各项指标是果树品种科学评价的基础和前提［26］，但评价果实品质的指标繁多，同一种事物含有不同的属性，且每项指标在果品综合评价中的重要性也迥然有有别。本试验通过对不同梨授粉组合和香梨自然授粉果实的12项指标进行主成分分析，提取4个主成分，累计贡献率为  89.298%，包含果实指标的大部分信息，分别反映授粉果实的大小和种子特性、石细胞含量和果形的优劣、坐果情况、口感和营养物质。通过主成分得出的因子得分和其对应的特征值占总特征值得比值为权重，计算不同梨授粉组合果实指标综合得分，得分的高低直接反映授粉品种的优良程度，其中得分排名前5的授粉品种由高到低分别为‘南果梨‘园黄‘寒红‘砀山酥梨和‘新妃。

综上所述，将13个梨品种对香梨授粉的试验从花序坐果数、果实直感的角度比较分析，不同品种授粉的果实性状与对照相比，花序坐果数显著提高，授粉果实在单果质量、偏斜指数、果实硬度、可溶性固形物含量和石细胞团含量等指标花粉直感效应明显，但在果形指数和可食率方面直感效应不明显。在种子特性方面，饱籽数影响不完全明显，但种子数、鲜籽质量和干籽质量有明显差异。部分果实指标间存在着显著或极显著的相关性。利用主成分分析计算授粉果实综合得分，结果表明‘南果梨‘园黄‘寒红‘砀山酥梨和‘新妃5個授粉品种对花序坐果数和各项果实指标有着显著提高。但是本试验在选取授粉品种的种类和果实测定指标方面还不够完善，此外授粉品种的选择还需考虑香梨授粉树的配置以及引种在香梨产地的栽培适应性等其他因素。

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Screening of Suitable Pollination Varieties for ‘Korla Fragrant Pear Based on Fruit-setting Inflorescence and Metaxenia

CHENG Jiabao1，XUE Dahu1，ZHANG Feng2，WANG Yanjun1，

WANG Chunfeng2， LI Yangyi2 and HE Tianming1

（1.College of Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China； 2.Research Centre

for Korla Fragrant Pear，Bayinguoleng Mongolian Autonomous Prefecture  Xinjiang 841000，China）

Abstract ‘Korla Fragrant Pear is a cross-pollinated pear variety，and selecting appropriate pollinatin varieties in the main production area is an important technique for enhancing quality and efficiency.In this experiment，13 pear varieties were chosen as male parents to pollinate  ‘Korla Fragrant Pear，with natural pollination as a control.The number of inflorescence fruit was assessed at 20 days and 80 days of post-pollination.After fruit ripening，various parameters and seed characteristics of pollinated fruit were measured and compared.Correlation analysis and principal component analysis were used to comprehensively evaluate the fruit traits based on 12 indexes of pollinated fruits.The comprehensive scoring provides a reference for effective selection of pollination varieties for ‘Korla Fragrant Pear.The results showed that，in different pollination combinations，the number of fruit-setting inflorescence was significantly higher than that of the control.The fruit quality，skewness  index，fruit hardness，soluble solids content，stone cell mass content，seed number，fresh seed mass and dry seed mass were significantly affected by the fruit metaxenia.However，the fruit shape index，edible part size（heart furit ratio），and full seed number were not completely obvious.There were significant or extremely significant correlations among some fruit indexes.The cumulative variance contribution rate of the four principal components extracted by principal component analysis was 89.298%，which contained most of the information of fruit index.The comprehensive scoring results showed that ‘Nanguoli‘Wonhwang‘Hanhong ‘Dangshansuli and ‘Xinfei had positive effect on pollination of ‘Korla fragrant pear.

Key words Korla Fragrant  Pear; Pollination varieties; Inflorescence fruit number; Metaxenia;  Fruit characters; Comprehensive evaluation

Received  2023-02-10    Returned 2023-04-14

Foundation item Key Agricultural R&D Program of the Xinjiang Production and Construction Corps（No.2021AB016）; Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region：Improvement of the Quality and Efficiency in Forest Fruits （No.XJLYKJ-2021-013）;Special Project for the Construction of National Modern Agriculture（Pear） Industry Technology System（No.CARS-28-48）.

First author CHENG Jiabao，male，master student.Research area：development of efficient cultivation technology of Korla Fragrant Pear.E-mail：cjb1635754566@qq.com

Corresponding   author HE Tianming，male，professor，doctoral supervisor.Research area：pear breeding.E-mail：1554272245@qq.com

（責任编辑：潘学燕 Responsible editor：PAN Xueyan）