不同花椒种质的花粉生活力分析及人工授粉对坐果率的影响.pdf

西北林学院学报2 0 2 4,3 9(2):8 5-9 0J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-7 4 6 1.2 0 2 4.0 2.1 1不同花椒种质的花粉生活力分析及人工授粉对坐果率的影响 收稿日期:2 0 2 3-0 9-0 7 修回日期:2 0 2 3-1 1-2 1 基金项目:中央财政林业科技推广示范项目(S L T G2 0 1 90 3)。第一作者:董育公,高级经济师。研究方向:林业技术研究与推广。E-m a i l:c h e n s h i_0 4 0 41 2 6.c o m董育公(杨凌职业技术学院,陕西 杨陵 7 1 2 1 0 0)摘 要:对4个国内外花椒优良种质的雄株花粉生活力进行初步测定,并对6个不同种质花椒进行人工授粉,计算坐果率,了解不同种质间人工授粉对花椒坐果率的影响,探究授粉与花椒产量提升间的相关性,以期为椒农生产生活提供理论支持。以供试4个花椒种质的雄株花粉为试验材料,利用T T C染色法对不同条件及不同贮藏时间下花粉生活力进行测定。选取晴朗高温天气,随机选取6个供试种质雌株各1 0 0花序,记录花序中小花数量。坐果期记录果实数量,计算坐果率。结果表明,花粉生活力在不同品种间存在极显著差异(P0.0 1)。其中凤县花椒花粉生活力最低(2.0 3%),朝仓 花椒花粉生活力最高(5 5.9 8%)。花椒花粉最适贮藏温度为-8 0,且花椒花粉生活力随贮藏时间增加而逐渐下降。其中,凤县花椒耐贮性较差,朝仓 花椒耐贮性较好。对花椒进行授粉后发现,朝仓 花椒在未授粉时坐果率极低,坐果率提升最明显(8 0.4 3%)。在国内花椒中,凤县花椒坐果率提升较大(1 0.8 9%)。在花椒种间杂交试验中,朝仓 花椒花粉对其余品种花椒坐果率均存在抑制作用,国内花椒种质花粉对 朝仓 花椒授粉时,朝仓 花椒不坐果。不同花椒种质的花粉生活力存在差异,但花椒属植物花粉生活力均处于较低水平。-8 0 为花椒花粉最适贮藏温度,且花粉生活力随贮藏时间下降。花椒授粉后坐果率与花粉生活力关联性不显著,导致坐果率变化的具体原因仍需进一步分析。朝仓 花椒可能与国内花椒种质远缘不亲和,存在生殖隔离。关键词:花椒;花粉生活力;授粉;坐果率中图分类号:S 9 4 9.7 5 2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-7 4 6 1(2 0 2 4)0 2-0 0 8 5-0 6P o l l e n V i t a l i z a t i o n A n a l y s i s o f D i f f e r e n t Z a n t h o x y l u m G e r m p l a s m s a n d E f f e c t o f A r t i f i c i a l P o l l i n a t i o n o n F r u i t S e t t i n g R a t eD O N G Y u-g o n g(Y a n g l i n g V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e,Y a n g l i n g 7 1 2 1 0 0,S h a n n x i,C h i n a)A b s t r a c t:T a k i n g t h e f r u i t s e t t i n g r a t e a s a n a s s e s s m e n t i n d e x,a r t i f i c i a l p o l l i n a t i o n w a s c o n d u c t e d w i t h 6 Z a n t h o x y l u m g e r m p l a s m s c o l l e c t e d a t h o m e a n d a b r o a d.P o l l e n v i t a l i t i e s o f 4 e x c e l l e n t m a l e s p e c i e s i n 6 Z a n t h o x y l u m g e r m p l a s m s w a s p r e l i m i n a r i l y m e a s u r e d t o u n d e r s t a n d t h e e f f e c t o f a r t i f i c i a l p o l l i n a t i o n b e-t w e e n d i f f e r e n t g e r m p l a s m s o n t h e f r u i t s e t t i n g,a n d t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n p o l l i n a t i o n a n d t h e i n c r e a s e o f t h e f r u i t y i e l d t o p r o v i d e t h e o r e t i c a l s u p p o r t f o r t h e Z a n t h o x y l u m p r o d u c t i o n.T h e p o l l e n s o f t h e m a l e p l a n t s o f 4 Z a n t h o x y l u m g e r m p l a s m s w e r e u s e d a s t e s t m a t e r i a l s,a n d t h e p o l l e n v i t a l i t y w a s d e t e r m i n e d u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s a n d d i f f e r e n t s t o r a g e t i m e b y u s i n g T T C s t a i n i n g m e t h o d.I n a d d i t i o n,1 0 0 i n f l o-r e s c e n c e s o f e a c h f e m a l e p l a n t o f 6 g e r m p l a s m s w e r e r a n d o m l y s e l e c t e d i n s u n n y a n d h o t w e a t h e r,a n d t h e n u m b e r o f f l o r e t s i n t h e i n f l o r e s c e n c e s w a s r e c o r d e d.T h e n u m b e r o f f r u i t s w a s r e c o r d e d d u r i n g t h e f r u i t i n g p e r i o d,a n d t h e f r u i t i n g r a t e w a s c a l c u l a t e d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e r e w e r e h i g h l y s i g n i f i c a n t d i f f e r-e n c e s i n p o l l e n v i t a l i t y a m o n g d i f f e r e n t g e r m p l a s m s(P0.0 1).Z.b u n g e a n u m F e n g x i a n w a s t h e l o w e s t(2.0 3%),a n d C h a o c a n g p o l l e n w a s t h e h i g h e s t(5 5.9 8%).T h e o p t i m u m s t o r a g e t e m p e r a t u r e o f Z a n t h o x-y l u m p o l l e n w a s-8 0,a n d t h e v i t a l i t y o f Z a n t h o x y l u m p o l l e n g r a d u a l l y d e c r e a s e d w i t h t h e i n c r e a s e o f s t o r a g e t i m e.Z.b u n g e a n u m F e n g x i a n h a d p o o r e r s t o r a b i l i t y,a n d C h a o c a n g h a d b e t t e r s t o r a b i l i t y.I t w a s f o u n d t h a t C h a o c a n g h a d a v e r y l o w f r u i t s e t t i n g r a t e w h e n n o t p o l l i n a t e d,a n d t h e f r u i t s e t t i n g r a t e i n-c r e a s e d m o s t s i g n i f i c a n t l y a f t e r p o l l i n a t i o n(8 0.4 3%).Am o n g t h e d o m e s t i c Z a n t h o x y l u m v a r i e t i e s,F e n g x-i a n s h o w e d a g r e a t e r i n c r e a s e i n f r u i t s e t t i n g(1 0.8 9%).I n t h e i n t e r s p e c i f i c h y b r i d i z a t i o n e x p e r i m e n t,C h a-o c a n g p o l l e n s h o w e d i n h i b i t e d e f f e c t o n t h e f r u i t s e t t i n g r a t e o f t h e o t h e r v a r i e t i e s.N o f r u i t s e t t i n g w a s f o u n d w h e n C h a o c a n g w a s p o l l i n a t e d.I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e r e a r e d i f f e r e n c e s i n p o l l e n v i t a l i t y o f d i f f e r e n t g e r m p l a s m s o f Z a n t h o x y l u m,b u t t h e p o l l e n v i t a l i t y o f Z a n t h o x y l u m p l a n t s i s g e n e r a l l y a t l o w l e v e l.T h e o p t i m a l s t o r a g e t e m p e r a t u r e f o r Z a n t h o x y l u m p o l l e n w a s-8 0,a n d t h e p o l l e n v i t a l i t y d e c r e a s e d w i t h s t o r a g e t i m e.T h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n f r u i t s e t t i n g r a t e a n d p o l l e n v i t a l i t y a f t e r p o l l i n a t i o n w a s n o t s i g n i f i-c a n t,a n d t h e s p e c i f i c r e a s o n s f o r t h e c h a n g e s i n f r u i t s e t t i n g r a t e s t i l l n e e d t o b e f u r t h e r a n a l y z e d.C h a o c a n g m a y b e d i s t a n t l y u n r e l a t e d t o d o m e s t i c Z a n t h o x y l u m g e r m p l a s m s,a n d r e p r o d u c t i v e i s o l a t i o n e x i s t s.K e y w o r d s:Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m;p o l l e n v i t a l i t y;p o l l i n a t i o n;f r u i t s e t t i n g r a t e 花 椒(Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m)是 芸 香 科(R u t a c e a e)花椒属(Z a n t h o x y l u m L.)植物,是一种兼具食用、药用和观赏价值的重要经济树种1。花椒在中国、日本等东亚国家分布较为广泛,世界范围内花椒属植物约有2 5 0种,其中在我国有4 1种,种质资源丰富2-4。同时,作为推动农业经济发展、改善生态环境、增加农民收入的重要树种,花椒被列入国家“十三五”规划经济树种之一。花粉是种子植物体的雄性生殖细胞(即雄配子体),含有大约2 0%的蛋白质,3 7%的碳水化合物,4%的脂肪和3%的矿物质5-6。植物花粉生活力是指花粉具有存活、生长、萌发或发育的能力。花粉与植物的品种改良及遗传育种有着很密切的联系,花粉生活力的大小直接关系到植物杂交育种的成败7。在生产实践中发现,花椒落花落果现象十分严重,花序的自然坐果率仅为1 1.2%8-9。花椒低产低效,严重影响农业经济发展。有研究认为造成花椒落花落果的主要原因在于土肥管理不到位,或由于气候等原因造成无法授粉或授粉不充分1 0-1 1。但花椒属无融合生殖植株1 2。即植株无需受精即可形成种子,且种子基因型与母本一致,后代与母本具有相同的遗传物质1 3-1 4。无融合生殖在固定母本的优良性状并稳定遗传的同时,也给传统杂交育种带来了一定阻碍1 5-1 6。如花椒育种周期长,后代变异率低,育种方式主要依赖嫁接和扦插等,这些问题直接影响了椒农的生产生活和花椒的产业发展。但在田间生产中发现,与雄株距离较近的花椒雌株产量明显优于园内其余雌株,但花椒产量的提升是否与授粉有关未见系统研究。本研究对收集到的几个国内外花椒优良品种雄株花粉生活力进行了初步测定,并对不同品种花椒进行人工授粉并计算坐果率,分析了解不同花椒种质间人工授粉对花椒坐果率产生的影响。以期为椒农生产生活及花椒产业发展提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验地概况试验材料均来自陕西省彬州市优质丰产栽培示范基地(1 0 7 4 9 -1 0 8 2 2 E,3 4 5 1 -3 5 1 7 N)。地处陕西省中西部,黄土高原西南边缘。属暖温带大陆性季风气候,四季冷暖干湿分明,冬长夏短,寒暑极端,春季较旱,山地小气候明显。自然条件适宜多种经济树种的生长。1.2 试验材料以臭椒、武都花椒、凤县花椒、野花椒、竹叶花椒及日本花椒 朝仓 等6个国内外花椒种质为研究对象(表1)。其中,雄株为野花椒雄株、凤县花椒雄株、竹叶花椒雄株及日本 朝仓 花椒雄株(不同花椒种质雌株开花及雄株散粉时间标注于编号后)。1.3 花粉生活力测定将收集的花粉放入采样瓶中,贴上标签以区分不同 种 质。将 采 样 瓶 分 别 置 于 室 温(2 5)、4、-2 0、-8 0 4种温度下贮藏,每种贮藏条件设3次生物学重复,分别于贮藏0、1 0、2 0、3 0、9 0、1 8 0 d时测定花粉生活力。花粉生活力采用T T C染色法测定,染色后在低倍显微镜下观察,具生活力或生活力较强的花粉呈红色或紫红色,无生活力或生活力较弱的花粉呈淡黄色或无色。每种花椒花粉观察5个视野,记录不同贮藏条件下花粉的生活力差异并分析测定结果。68西北林学院学报3 9卷 表1 供试花椒种质性别分化及开花时间T a b l e 1 T h e s e x d i f f e r e n t i a t i o n o f t e s t e d Z a n t h o x y l u m g e r m p l a s m s a n d f l o w e r i n g t i m e种质编号雄株雌株野花椒(Z a n t h o x y l u m s i m u l a n s H a n c e)X Z H(2 0 2 2/4/2 0-2 0 2 2/5/8)C Z H(2 0 2 2/5/2-2 0 2 2/5/1 5)凤县花椒(Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m F e n g x i a n)X F X(2 0 2 2/4/2 8-2 0 2 2/5/9)C F X(2 0 2 2/5/2-2 0 2 2/5/1 6)武都花椒(Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m W u d u)/CWD(2 0 2 2/4/2 3-2 0 2 2/5/1 2)臭椒(Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m M a x i m.)/C Z B(2 0 2 2/4/2 8-2 0 2 2/5/6)竹叶花椒(Z a n t h o x y l u m a n t h o x y l u m)X Z A(2 0 2 2/5/4-2 0 2 2/5/1 6)C Z A(2 0 2 2/5/2-2 0 2 2/5/2 0)朝仓 花椒(Z a n t h o x y l u m a n t h o x y l u mC h a o c a n g)X C C(2 0 2 2/4/2 3-2 0 2 2/5/7)C C C(2 0 2 2/4/2 6-2 0 2 2/5/1 1)1.4 不同花椒种质人工授粉以野花椒雄株、凤县花椒雄株、竹叶花椒雄株及日本 朝仓 花椒雄株为授粉树。随机抽取长势相近,无病虫害的臭椒、武都花椒、凤县花椒、野花椒、竹叶花椒及日本花椒 朝仓 雌株各1 0 0花序,记录花序中小花数量。选取晴天,高温天气进行人工授粉,授粉后及时套袋,于坐果期记录果实数量,计算坐果率。坐果率=果实数小花数1 0 0%2 结果与分析2.1 不同种质花椒花粉生活力差异取少 数 花 粉 于 载 玻 片 上,加12滴0.5%T T C溶液(将0.5 g T T C溶于水中,并定容至1 0 0 m L),将制片于3 5 恒温箱中放置1 5 m i n。制片在显微镜低倍视野下观察,每个花椒品种观察5个视野,取平均值(保留整数)。表2 不同种质花椒花粉生活力T a b l e 2 D i f f e r e n t g e r m p l a s m s o f Z a n t h o x y l u m p o l l e n v i t a l i t y种质数量总花粉数量有生活力花粉数量花粉生活力(%)X Z H2 1 81 04.5 9*X F X2 9 662.0 3*X Z A2 4 61 24.8 8*Z C C1 8 41 0 35 5.9 8*注:*表示差异极显著(P0.0 1)。统计结果表明(表2),花粉生活力指标在4个不同种质花椒花粉中存在极显著差异(P0.0 1)。其中,日本 朝仓 花椒雄株花粉生活力最高(5 5.9 8%),凤县花椒雄株花粉生活力最低,仅为2.0 3%。2.2 不同贮藏条件下花椒花粉生活力差异将不同种质的花椒花粉分别置于室温(2 5)、4、-2 0、-8 0 4种条件下贮藏,并于贮藏0、1 0、2 0、3 0、9 0、1 8 0 d时测定花粉生活力。结果表明(图1-图4),不同种质花椒花粉在不同贮藏条件下存在生活力差异。对野花椒花粉生活力测定的结果表明(图1),在贮藏1 0 d时,-8 0 贮藏条件下花粉生活力较其他贮藏条件下更强(4.3 8%)。而其余贮藏条件下,花粉生活力相对较弱。在贮藏时间达到9 0 d后,花粉生活力下降趋势较1 0、2 0、3 0 d条件下更明显,且室温下贮藏的花粉生活力消失。在贮藏时间达到1 8 0 d时,-8 0 条件下花粉生活力也仅 有2.7 3%,这表明了花椒花粉生活力随贮藏时间增加而逐渐降低。图1 不同贮藏条件下野花椒花粉生活力随贮藏时间的变化F i g.1 V a r i a t i o n o f p o l l e n v i t a l i t y i n Z a n t h o x y l u m s i m u l a n s H a n c e u n d e r d i f f e r e n t s t o r a g e c o n d i t i o n s o v e r s t o r a g e t i m e对凤县花椒花粉生活力测定的结果表明(图2),凤县花椒花粉生活力总体偏低。花粉生活力随贮藏时间增加而下降,且生活力下降速率较快,室温条件下当贮藏时间达到3 0 d时花粉生活力降低至0,这表明凤县,花椒的花粉较不耐贮藏(花粉衰退速率为7 4.8 8%)。当贮藏条件达到1 8 0 d时,-8 0 条件下花粉生活力表现最好(0.8 4%),4 及-2 0 条件下次之(分别为0.2 5%、0.5 1%)。结果表明,凤县花椒花粉贮藏的最适条件为-8 0。对竹叶花椒的测定结果表明(图3),竹叶花椒花粉生活力较野花椒和凤县花椒稍强(4.8 8%)。花粉生活力随贮藏条件和贮藏时间的变化与野花椒较为一致。在贮藏时间为1 8 0 d时,-8 0 条件下花粉生活力最强(2.8 4%)。竹叶花椒花粉在室温条件下贮藏,当贮藏时间达到9 0 d时仍有0.2 2%的活78第2期董育公:不同花椒种质的花粉生活力分析及人工授粉对坐果率的影响力,表明竹叶花椒花粉耐贮性较好,生活力较强,且-8 0 条件为竹叶花椒花粉最适贮藏条件。对 朝 仓 花 椒 的 花 粉 生 活 力 测 定 结 果 表 明(图4),朝仓 花椒花粉生活力最高(5 5.9 8%)。与其他品种花椒一致,朝仓 花椒花粉在-2 0 贮藏条件下,当贮藏时间达到9 0 d后,花粉生活力下降较快(9 0 d时生活力为4 3.8 7%,1 8 0 d时生活力为2 6.8 4%)。而当贮藏时间达到1 8 0 d时,-8 0 条件下花粉生活力仍有3 3.2 4%,这表明-8 0 条件为 朝仓 花椒花粉贮藏的最佳条件。同时,朝仓花椒 花 粉 生 活 力 下 降 速 率 较 其 他 品 种 更 低(4 4.1 8%),表明 朝仓 花椒花粉耐贮藏性较高。图2 不同贮藏条件下凤县花椒花粉生活力随贮藏时间的变化F i g.2 V a r i a t i o n o f p o l l e n v i t a l i t y i n Z.b u n g e a n u m F e n g x i a n u n d e r d i f f e r e n t s t o r a g e c o n d i t i o n s o v e r s t o r a g e t i m e图3 不同贮藏条件下竹叶花椒花粉生活力随贮藏时间的变化F i g.3 V a r i a t i o n o f p o l l e n v i t a l i t y i n Z.a n t h o x y l u m u n d e r d i f f e r e n t s t o r a g e c o n d i t i o n s o v e r s t o r a g e t i m e2.3 花椒人工授粉后坐果率差异以野花椒雄株、凤县花椒雄株、竹叶花椒雄株及日本 朝仓 花椒雄株为授粉树,对其本品种雌株进行授粉处理。每品种选取1 0 0花序,于坐果期记录果实数量,计算平均坐果率。结果表明(表3),朝仓 花 椒 较 为 特 殊,在 未 经 授 粉 时 坐 果 率 仅 有2.0 2%,而授粉后坐果率达到8 2.4 5%,坐果率差异较其他品种最大(8 0.4 3%)。在其他品种中,野花椒授粉后坐果率最低(7 0.5 8%),凤县花椒授粉后坐果率最高(8 3.1 4%)。对比未授粉时坐果率,供试品种在授粉后坐果率均有显著提升。其中凤县花椒坐果率差异最大(1 0.8 9%),竹叶花椒次之(8.9 7%),野花椒授粉前后坐果率差异最小(6.1 6%)。图4 不同贮藏条件下 朝仓 花椒花粉生活力随贮藏时间的变化F i g.4 V a r i a t i o n o f p o l l e n v i t a l i t y i n Z.a n t h o x y l u m C h a o c a n g u n d e r d i f f e r e n t s t o r a g e c o n d i t i o n s o v e r s t o r a g e t i m e2.4 花椒种间杂交后坐果率差异种间杂交(i n t e r s p e c i e s m a t i n g)指的是异种生物体通过杂交产生杂种子代的手段,属于远缘杂交的一种1 7。种间杂交有将不同品种亲本的优良性状传递给杂种子代的可能,但同时存在杂交不易成功或得到的杂种子代无生育力等问题1 8。在对花椒不同种质进行种间杂交试验,结果表明(表4),不同种质花椒间杂交后的花椒坐果率均存在不同变异。当野花椒雄株为授粉树时,除 朝仓 花椒(坐果率降低至0,差异为-2.0 2%)和竹叶花椒(-0.6 2%)外,其余品种花椒坐果率均有不同程度提升。其中,在种间杂交中,臭椒坐果率提升比率最大(6.3 2%),由6 5.8 4%提升至7 2.1 6%。凤县花椒坐果率变化最小(4.7 3%)。当凤县花椒雄株作为授粉树时,朝仓 花椒坐果率同样降低至0(下降2.0 2%),其余品种花椒坐果率均表现出上升趋势。其中,武都花椒坐果率由7 0.4 9%提升至7 6.8 4%,增加了6.3 5%的坐果率。竹叶 花 椒 的 坐 果 率 仅 提 升2.5 7%(6 8.8 8%7 1.2 3%)。以竹叶花椒花粉对其余品种进行授粉时,朝 仓 花 椒 坐 果 率 由 原 来 的2.0 2%降 低 至1.8 4%,降低了0.1 8%。其余品种坐果率均有提升,其中臭椒坐果率变化最大(3.6 7%),凤县花椒坐果率差异最小(0.7 1%)。朝仓 花椒作为授粉树对其他品种进行种间杂交时,所有供试品种(除 朝仓 花椒)坐果率均较未授 粉 前 更 低,其 中 变 化 最 大 的 是 凤 县 花 椒(-3 1.2 9%),变化最小的为野花椒(-1 0.1 4%)。这可能说明,朝仓 花椒与国内主栽花椒品种间远缘不亲和,存在生殖隔离现象。88西北林学院学报3 9卷 表3 花椒人工授粉后坐果率差异T a b l e 3 D i f f e r e n c e i n r e s e a t r a t e a f t e r a r t i f i c i a l p o l l i n a t i o n o f Z a n t h o x y l u m%品种坐果率未授粉坐果率授粉后坐果率坐果率差异野花椒(Z.s i m u l a n s H a n c e)6 4.4 27 0.5 86.1 6凤县花椒(Z.b u n g e a n u m F e n g x i a n)7 2.2 58 3.1 41 0.8 9竹叶花椒(Z.a n t h o x y l u m)6 8.6 67 7.6 38.9 7 朝仓 花椒(Z.a n t h o x y l u m C h a o c a n g)2.0 28 2.4 58 0.4 3表4 花椒种间杂交后坐果率差异T a b l e 4 D i f f e r e n c e i n r e s e a t r a t e b e t w e e n Z a n t h o x y l u m i n t e r s p e c i e s m a t i n g%品种坐果率C Z H未授粉授粉差异C F X未授粉授粉差异CWD未授粉授粉差异X Z H6 4.4 27 0.5 86.1 67 2.2 57 6.9 84.7 37 0.4 97 5.9 65.4 7X F X6 8.2 43.8 28 3.1 41 0.8 97 6.8 46.3 5X Z A6 6.5 82.1 67 2.9 60.7 17 3.1 42.6 5X C C5 4.2 8-1 0.1 44 0.9 6-3 1.2 94 2.5 8-2 7.9 1品种坐果率C Z B未授粉授粉差异C Z A未授粉授粉差异C C C未授粉授粉差异均差异(除 朝仓)X Z H6 5.8 47 2.1 66.3 26 8.6 66 8.0 4-0.6 22.0 20-2.0 2 4.4 1 2X F X7 0.9 85.1 47 1.2 32.5 70-2.0 25.7 5 4X Z A6 9.5 13.6 77 7.6 38.9 71.8 4-0.1 83.6 3 2X C C4 6.2 5-1 9.5 95 1.0 4-1 7.6 28 2.4 58 0.4 3-2 1.3 13 讨论花粉是指具有生殖作用的雄性配子,花粉的活力直接影响植物的受精作用,较高的花粉活力可以提高植物的结实率和育种成效1 9-2 0。在4个供试品种雄 株 中,花 粉 生 活 力 均 存 在 极 显 著 水 平 差 异(P0.0 1)(表1)。其中 朝仓 花椒花粉生活力最高(5 5.9 8%),凤县花椒花粉生活力最低(2.0 3%)。结果表明,花椒花粉的活力在不同品种间均存在差异,但花椒属植物花粉活力都较低,这与陈亚兵2 1的研究结果较为接近,并与大多数研究结果较为一致。但 在 本 研 究 中,竹 叶 花 椒 的 花 粉 生 活 力(4.8 8%)与张海霞2 2使用T T C溶液染色法对竹叶花椒花粉生活力进行测定的结果存在一定差异。这可能与试验地距离及试验地小气候条件等因素有关2 3。在花粉耐贮藏性方面,研究结果表明(图1-图4),各品种花椒花粉生活力均随时间增加而逐渐下降,这与王翔等2 4对耐冬山茶(C a m e l l i a j a p o n i c a L.)的研究得出的结论一致。除 朝仓 花椒与竹叶花椒外,其余花椒品种花粉生活力在室温下贮藏9 0 d时均降低至0。朝仓 花椒在贮藏1 8 0 d后花粉生活力仍有3 3.2 4%,且花粉生活力衰退速率较其他品种更低(4 4.1 8%),说明 朝仓 花椒花粉耐贮藏性较好,这与毕君等2 5的研究结果大体一致。凤县花椒花粉生活力衰退速率较高(7 4.8 8%),且在室温条件下贮藏3 0 d时花粉生活力降低至0,表明凤县花椒花粉耐贮藏性较差。这与杜忠席2 6、陈亚兵2 1的研究结果较为一致。对不同贮藏条件下花粉生活力进行测定时发现,在相同贮藏时间下,-8 0 为4个供试品种花椒花粉的最适贮藏温度。这与王兵益等2 7在对滇牡丹(P a e o n i a d e l a v a y i F r a n c h.)的花粉进行贮藏研究的结论相一致。在授粉与花椒品种坐果率的探究中,结果表明,朝 仓 花 椒 在 授 粉 后 坐 果 率 提 升 最 为 明 显(8 0.4 3%),且在未授粉时坐果率仅有2.0 2%,可能说明 朝仓 花椒雌雄异株,坐果需要经过人工授粉过程。这与杨应连等8及毕君2 8的研究结果相一致。而在国内花椒主栽品种中,在授粉后花椒坐果率均有不同程度提升,其中凤县花椒坐果率提升1 0.8 9%,竹 叶 花 椒 提 升8.9 7%,野 花 椒 仅 提 升6.1 6%坐果率,对比花粉生活力,凤县花椒花粉生活力仅为2.0 3%,却表现出较好的授粉坐果率差异,表明花粉生活力并不是导致授粉后坐果率增加的主98第2期董育公:不同花椒种质的花粉生活力分析及人工授粉对坐果率的影响要因素,而对花椒进行人工授粉后坐果率出现差异的原因仍需进一步探究。这与李梦钗等2 9对国内花椒品种进行人工授粉研究得出的结论存在一定差异,可能是由于李梦钗等2 9选用的品种为八月红、七月黄等,与本研究花椒品种存在差异导致的。费希同1 2研究表明花椒属于无融合生殖,一般不易进行杂交育种。在花椒种间杂交实验中,结果表明(表4),除 朝仓 花椒外,其余花椒种间杂交均会导致品种坐果率的提升,但种间杂交坐果率提升程度均低于种内杂交。值得一提的是,朝仓 花椒在种间杂交表现中,对其余供试国内主栽花椒品种坐果率均产生反向作用。同时,在用国内花椒品种花粉对 朝仓 花椒进行授粉时,朝仓 花椒坐果率均趋近于0。这可能是由于 朝仓 花椒与国内花椒品种远缘不亲和,存在生殖隔离。这与李梦钗等2 9研究结果也并不一致,可能是由于品种不同引起的研究结果差异。4 结论本研究对4个不同种质花椒的花粉生活力及耐贮性进行了分析,并对6个国内外花椒种质进行授粉试验,对坐果率进行统计分析。不同花椒种质的花粉生活力存在极显著差异,其中 朝仓 花椒花粉生活力最高(5 5.9 8%),凤县花椒花粉生活力最低(2.0 3%)。花椒花粉生活力随贮藏时间增加而逐渐下降,且花椒花粉贮藏最适条件为-8 0。国内花椒品种均在贮藏3 09 0 d时花粉活力消失,其中凤县花椒在贮藏3 0 d时花粉生活力消失,且花粉生活力下降速率较快,耐贮性较差。朝仓 花椒花粉在最适贮藏温度下,贮藏1 8 0 d时仍有生活力(3 3.2 4%),耐贮性较好。朝仓 花椒雌雄异株,授粉后坐果率增加明显,可能说明 朝仓 花椒的坐果过程需要人工授粉。国内花椒中,凤县花椒授粉后坐果率提升较其他稍高(1 0.8 9%)。但结合各种质花椒花粉生活力数据,授粉后坐果率提升与花粉生活力关联性不强,导致这种结果的具体原因仍需进一步深入研究。在对花椒进行种间杂交试验中发现,朝仓 花椒花粉对其余国内花椒种质坐果率存在抑制作用,且国内花椒花粉对 朝仓 花椒进行授粉时,朝仓花椒不坐果。这可能说明了,朝仓 花椒与国内花椒种质远缘不亲和,存在生殖隔离。参考文献:1 曾京京.我国花椒的栽培起源和地理分布J.中国农史,2 0 0 0(4):6 8-7 5.2 F E N G S,L I U Z,HU Y,e t a l.G e n o m i c a n a l y s i s r e v e a l s t h e g e-n e t i c d i v e r s i t y,p o p u l a t i o n s t r u c t u r e,e v o l u t i o n a r y h i s t o r y a n d r e l a t i o n s h i p s o f C h i