龍 興，張 繼，周雙云，安振宇，方 仁，鄧 彪，堯金燕

(廣西農業(yè)科學院園藝研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】蓮霧(SyzygiumsamarangenseMerr. et Perry)原產(chǎn)于馬來半島[1]，于17世紀由荷蘭引進我國臺灣并逐漸發(fā)展成為當?shù)氐闹匾?jīng)濟果樹之一[2]。臺灣蓮霧種植的成功刺激帶動了在海南、廣西、廣東和福建等省(區(qū))的引進種植，因此蓮霧已逐漸發(fā)展成為熱區(qū)農民增收的特色經(jīng)濟果樹[3-4]。目前我國大陸地區(qū)推廣栽植面積較大的蓮霧品種有黑金剛、大葉紅和泰國紅等，這些品種大部分從臺灣地區(qū)引進，少數(shù)從東南亞國家或地區(qū)引進，但這些品種存在高溫時果實著色不良、裂果，或不耐寒，或品質欠佳等缺點。我國引種的蓮霧品種達30多個[1]，但不同品種間花粉量及其可育性存在差異，部分品種可作為雜交親本用于培育新品種，如近年來臺灣選育的臺農二號蓮霧即為采用泰國紅和印尼大果為父母本雜交培育而成。而掌握蓮霧開花習性和授粉特性是合理開展雜交育種的基礎。因此，進行蓮霧開花習性和授粉特性研究，對開展蓮霧品種遺傳改良和選育具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】國內對蓮霧開花習性的研究主要集中在花朵營養(yǎng)成分含量和成花機理分析等方面。任紅等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)，蓮霧花的營養(yǎng)成分種類齊全，含量豐富，營養(yǎng)價值較高，包含8種人體必需氨基酸，其中的揮發(fā)性成分以萜烯類為主，含有多種生物活性成分。林波等[7]研究表明，蓮霧花具有較強的體外抗氧化性。蓮霧自然條件下為春花夏果，但生產(chǎn)上多采用人工調節(jié)反季開花。章希娟等[8]研究蓮霧反季節(jié)遮陽催花過程中葉片內源激素的動態(tài)變化和激素平衡變化動態(tài)，結果表明，在花芽分化期，蓮霧葉片中高水平的脫落酸(ABA)和玉米素(ZT)、低水平的赤霉素(GA3)和生長素[IAA/ABA、GA/ABA、(IAA+GA3)/ABA]，以及高水平的ZT/GA3有利于蓮霧成花。全振炫等[9]研究顯示，蓮霧頂芽成花需要一定的碳水化合物儲備，在遮陽處理控制營養(yǎng)生長的同時，可促進頂芽淀粉粒積累，為成花打下必要的物質基礎。楊光華等[1]研究表明，蓮霧種質資源十分豐富，包括栽培品種、半栽培品種、野生種和變種等數(shù)十種，不同種質間的抗逆性、果色、品質和花粉特性具有明顯差異。其中，花粉作為植物種質的一種形式[10]及植物發(fā)育進化和育種研究的關鍵性狀，其活力是植物育種成敗的關鍵[11]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，關于促進蓮霧提早開花的研究較多[4，12-14]，但關于蓮霧開花習性和花粉萌發(fā)特性的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】觀測2個蓮霧品種的開花習性、花粉活力和影響其授粉成功率的外在因素，分析人工雜交授粉對其果實品質的影響，為培育綜合性狀良好、適合南亞熱帶氣候帶發(fā)展的優(yōu)良蓮霧品種提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為大葉紅和泰國綠鉆石蓮霧品種7年生健壯無病蟲害植株的花粉，該2個品種均種植于廣西農業(yè)科學院園藝研究所蓮霧資源圃。

1.2 試驗方法

1.2.1 開花習性和花粉形態(tài)觀測 在蓮霧花被開始松散分離至謝花期間定期觀察記錄蓮霧花被、花柱、花絲、花藥、花粉、花蜜和花序等的動態(tài)變化規(guī)律。于每天的7：00-11：00采集蓮霧盛花期花朵，置于帶蓋塑料杯中迅速帶回實驗室，用鑷子將花藥取下后，將其攤于放有硫酸紙的培養(yǎng)皿中，置于避風干燥處自然散粉0.5 h，待完全散粉后用授粉筆粘取花粉均勻撒在雙凹載玻片上，置于OLYMPUS-BX53顯微鏡下觀察，選取較典型的花粉粒，在200～400倍顯微鏡下拍照并觀察花粉形狀及萌發(fā)孔和外壁紋飾等特征。

1.2.2 花粉可育性測定 最適蔗糖質量濃度測試：通過前期預試驗已確定蔗糖半固體培養(yǎng)基中瓊脂質量濃度為5.0 g/L；在雙孔凹型玻片孔內分別滴入5 %、10 %、15 %和20 %蔗糖溶液0.1 mL，等待5 min培養(yǎng)液冷卻為半凝固態(tài)后，用授粉筆蘸取適量新鮮蓮霧花粉均勻散布在培養(yǎng)基上，將載玻片水平置于鋪有濕潤脫脂棉的培養(yǎng)皿內，在溫度28 ℃、光照2000 lx條件下保濕培養(yǎng)6 h，重復3次。用OLYMPUS-BX53顯微鏡觀察檢測花粉萌發(fā)情況，每個玻片隨機選取3個不重復的視野，統(tǒng)計萌發(fā)率，篩選出最佳培養(yǎng)效果的蔗糖濃度為10 %。其中花粉管長度大于花粉直徑視為花粉萌發(fā)。

最適花粉萌發(fā)溫度測試：在雙孔凹型玻片孔內滴入10 %蔗糖培養(yǎng)液0.1 mL，等待5 min培養(yǎng)液冷卻成半凝固態(tài)后，用授粉筆將新鮮蓮霧花粉均勻散布在培養(yǎng)基上，分別在20、25、30和35 ℃及2000 lx光照下培養(yǎng)6 h，重復3次。顯微鏡下檢測花粉萌發(fā)情況，以花粉管長度大于花粉直徑視為花粉萌發(fā)，統(tǒng)計花粉萌發(fā)率，篩選最適花粉萌發(fā)溫度。

花粉萌發(fā)率(%)=萌發(fā)的花粉數(shù)/檢測的花粉總數(shù)×100

1.2.3 授粉時間分析 分別在開花前2和1 d、開花當天及開花后1和2 d(分別以-2、-1、0、+1和+2表示)以大葉紅為母本、泰國綠鉆石為父本進行雜交授粉時間測試，每組授粉花朵數(shù)在10朵以上。授粉的花朵在開花前1 d于花被松散時用鑷子對整穗花苞進行去雄處理，并用透明白色紙袋套住花穗防止授粉花粉以外的花粉落入柱頭。最終確定最佳授粉時間。

1.2.4 人工雜交授粉對果實性狀影響 隨機取大葉紅與泰國綠鉆石互相授粉及2個品種自然授粉的各10個果實，分析其果長、果寬、果形指數(shù)、單果重和可溶性固形物含量。自然授粉的蓮霧植株在花朵開放前采用白色網(wǎng)袋進行整株籠罩，以防昆蟲等傳媒帶來其他蓮霧品種的花粉授粉。

1.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS 10.0對蓮霧花粉萌發(fā)率和果實性狀數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并進行t檢驗。

2 結果與分析

2.1 蓮霧的開花習性和花粉形態(tài)觀測

觀察發(fā)現(xiàn)，蓮霧品種泰國綠鉆石和大葉紅在廣西南寧的花期均為3月下旬至5月上旬，開花期間有暫停間斷期，但在兩星期內又開放下一批花。從圖1可看出，在開花前1 d的上午，蓮霧緊閉的花被逐漸松散而分離，可見花柱顯露(圖1-A)，至下午(18：00左右)花蕾呈半開狀態(tài)，花絲呈彈出狀(圖1-B)。花朵開放當天的7：00左右花被完全展開，花柱首先由彎曲狀態(tài)逐漸伸直，并在花柱基部分泌蜜液，花絲開始伸直，花藥逐漸由外而內開裂散出花粉，然后花柱完全伸直(圖1-C)；至10：00左右外層花藥的花粉已逐漸散盡，僅剩較內層花藥有少量花粉，11：00-12：00花粉完全散盡。在花朵開放的第2天上午開始謝花，花絲逐漸耷拉變軟脫落，但柱頭仍然伸展有力(圖1-D)。

觀察發(fā)現(xiàn)，蓮霧的花期和花藥開裂時間受開花時溫度影響，溫度較高時開花過程和花粉散發(fā)時間較短。從圖2可看出，蓮霧花序由最外層開始向內開放，由最下層往上開放，多數(shù)情況下花序最頂端花朵最早開放。正常情況下，蓮霧花朵從開始開放至完全開放用時不足30 h，花粉從花藥散出至散盡約需4 h。

綜上所述，蓮霧授粉時花粉收集最佳時間為開放當天的7：00-11：00。

從圖3可看出，蓮霧花粉形態(tài)大部分為三角形，個別為四邊形，但均有3個發(fā)芽孔；2個蓮霧品種間的花粉大小存在差異，其中大葉紅的花粉約0.51 μm，泰國綠鉆石的花粉約0.42 μm。

圖2 蓮霧花序開放情況Fig.2 Inflorescence of wax apple

A：10×目鏡和20×物鏡下大葉紅的花粉顯微狀；B：10×目鏡和40×物鏡下泰國綠鉆石的花粉顯微狀A：Pollen micrograph of Dayehong wax apple under 10× eyepiece and 20× objective：B：Pollen micrograph of Thailand green diamond wax apple under 10× eyepiece and 40× objective圖3 蓮霧花粉顯微圖Fig.3 Micrograph of the pollen of wax apple

2.2 花粉的可育性測定

由表1可知，在含10 %蔗糖的培養(yǎng)基中，蓮霧花粉的發(fā)芽率最高，為26.58 %，顯著高于蔗糖濃度為15 %和20 %的培養(yǎng)基(P<0.05，下同)，但與蔗糖濃度為5 %的培養(yǎng)基發(fā)芽率24.55 %無顯著差異(P>0.05，下同)；在含20 %蔗糖的培養(yǎng)基中，蓮霧花粉的發(fā)芽率最低，為2.13 %，顯著低于其他3個蔗糖濃度的培養(yǎng)基。進一步測試20、25、30和35 ℃對蓮霧花粉萌芽的影響，結果(表2)表明，以10 %蔗糖溶液為培養(yǎng)基，在25 ℃下其發(fā)芽率為8.73 %，在30 ℃下發(fā)芽率最高，為29.35 %(萌芽情況見圖4-A)，在20 ℃下發(fā)芽率較低，為4.72 %(萌芽情況見圖4-B)，在35 ℃下發(fā)芽率最低，為0.71 %。說明培養(yǎng)基中含10 %蔗糖、溫度為30 ℃是蓮霧花粉萌發(fā)的最佳條件。從圖4可看出，蓮霧的花粉管較長，呈彎曲狀，且生長較整齊，說明供試2個蓮霧品種的花粉活力較強，可育性較高。

表1 不同蔗糖濃度對蓮霧花粉發(fā)芽的影響Table 1 Effect of sugar concentration on pollen germination in wax apple

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note:Different lowercase letters in the same column represented significant difference(P<0.05)，the same as below.

2.3 蓮霧授粉時間的分析結果

在花朵開放前1 d、開放當天和開放后1 d授粉的蓮霧其果實均產(chǎn)生了種子，其中以花朵開放當天授粉的結籽率最高，為100.0 %，開放前1 d和后1 d授粉的結籽率較低，均為30.0 %，而開放前2 d及開放后2 d授粉的花朵其果實均無種子(表3)。由表3可知，以花朵開放當天授粉的平均結籽數(shù)最多，為3.2粒/果，顯著高于其他授粉時間的平均結籽數(shù)，但花朵開放前1 d和后1 d授粉的平均結籽數(shù)無顯著差異。說明以花朵開放當天為最佳授粉時間。

表2 不同溫度對蓮霧花粉發(fā)芽的影響Table 2 Effect of temperature on pollen germination in wax apple

A：蓮霧花粉在30 ℃下的萌芽情況；B：蓮霧花粉在20 ℃下的萌芽情況A：Germination of the pollen of the wax apple at 30 ℃；B：Germination of the pollen of the wax apple at 20 ℃圖4 蓮霧花粉在10 %蔗糖濃度下的萌芽情形Fig.4 Germination of the pollen of the wax apple at the concentration of 10 % sucrose

2.4 人工授粉對蓮霧果實性狀的影響

將人工雜交授粉和自然自交授粉收獲的果實進行品質分析。由表4可知，泰國綠鉆石人工雜交授粉的果實果長為72.81 mm，果寬為50.91 mm，單果重為75.25 g，果形指數(shù)為1.43，可溶性固形物含量為9.47 %，分別顯著高于自然授粉果實的59.92 mm、46.78 mm、48.23 g、1.27和8.74 %。大葉紅人工雜交授粉果實的果長、果寬、單果重和可溶性固形物含量均顯著大于自然自交授粉果實，但果型指數(shù)無顯著差異。說明通過人工雜交授粉能顯著提高蓮霧果實大小、單果重和可溶性固形物含量。

3 討 論

正常情況下，蓮霧花蕾在開放前1 d的上午其花被會有明顯的松散分離現(xiàn)象，到約18：00花被分離程度擴大，接近半開放狀態(tài)，此時柱頭和花絲仍呈彎曲狀，到第2天的6：00-8：00已完全開放。而本研究發(fā)現(xiàn)少部分蓮霧花朵在下午開花，推測是蓮霧開花行為受氣溫影響，如氣溫升高會提早開花或溫度降低使開花延后，因此造成部分花朵在下午開放。

表3 蓮霧柱頭不同時間接受花粉后的結籽情況*Table 3 Stigma receptiblity of wax apple pollinateed at different times

注：*每組授粉10朵花。

Note:*means average of 10 flowers.

表4 人工授粉對蓮霧果實性狀的影響Table 4 Effect of controlled pollination on fruit characters of wax apple

注：*果型指數(shù)=果長/果寬。

Note:* indicates the index of fruit shape is Length/Diameter.

在本研究中，蓮霧花序一般情況下由最外層開始向內開放，由最下層往上開放，多數(shù)情況下花序最頂端的花朵最早開放，個別花序最頂端的花朵最晚開放。

本研究結果表明，蓮霧開花當天授粉其結籽率達100.0 %，可能與供試蓮霧品種花粉量均十分豐富和花粉可育性強有關；在開花當天進行2個品種互交，表現(xiàn)出高結籽率，而大葉紅蓮霧具有耐寒性高、果實色澤艷紅等優(yōu)點[15]，因此大葉紅可作為蓮霧雜交育種的理想親本利用；在開花前2 d去雄授粉的蓮霧結籽率為0，原因可能是蓮霧柱頭尚處于無活力狀態(tài)；在花朵開放前1 d授粉的結籽率達30.0 %，說明蓮霧柱頭從花被松散分離時即開始逐漸進入有效狀態(tài)，并持續(xù)至開放第2天花絲開始脫落，可見蓮霧花朵柱頭的生活力遠強于花粉，其授粉期限主要受限于花粉活力和花粉管生長的影響，因此在進行蓮霧雜交授粉時需注意根據(jù)花粉活力旺盛的時間來選擇授粉時機。

在花粉離體培養(yǎng)發(fā)芽試驗中，蔗糖濃度和溫度對蓮霧花粉發(fā)芽的影響十分明顯。不同植物花粉萌發(fā)和花粉管生長的最適溫度存在差異，一般來說耐寒植物花粉萌發(fā)的適溫較低，而喜溫植物花粉萌發(fā)的適溫較高[16]。本研究中，在20 ℃時蓮霧花粉的發(fā)芽率僅4.72 %，隨著溫度升高花粉萌芽率提高，在30 ℃花粉萌發(fā)率達最高，為29.35 %，與蓮霧是典型的熱帶果樹、其開花需要相對高的溫度的生長習性相符[17-18]。但在35 ℃時花粉的發(fā)芽率迅速降至0.71 %，推測是溫度過高致使花粉活力快速降低所致。本研究中，在含10 %蔗糖的培養(yǎng)基中，蓮霧花粉的萌發(fā)率高于其他蔗糖濃度培養(yǎng)基；在含5 %和10 %蔗糖的培養(yǎng)基中，花粉的發(fā)芽率無顯著差異，當蔗糖濃度提高到15 %及以上時花粉的發(fā)芽率顯著降低，說明適宜蔗糖濃度的培養(yǎng)基對蓮霧花粉離體萌發(fā)具有一定的促進作用，而蔗糖濃度過高時培養(yǎng)基中滲透壓增大，會導致花粉失水，產(chǎn)生質壁分離和花粉管破裂等現(xiàn)象，從而抑制花粉離體萌發(fā)，與初慶剛等[19]研究認為蔗糖對植物花粉離體萌發(fā)具有積極效應的觀點一致。

本研究供試2個蓮霧品種互相雜交授粉收獲的果實與自然自花授粉收獲的果實在果形、單果重和可溶性固形物含量等方面存在顯著差異，可能是存在花粉果實直感效應[20]的緣故，即許多園藝作物果實的物理與化學特性包括果實大小、性狀、品質、顏色、貯藏期限及成熟期早晚等會受到花粉刺激的影響。本研究供試品種過少，不同蓮霧花粉源對同一品種進行人工授粉其果實性狀和品質是否會存在差異，以及雜交后代植株性狀和更多的果實性狀變化情況有待在下一步工作中深入探究。

4 結 論

蓮霧雜交授粉成功率主要受花粉生活力、柱頭有效狀態(tài)和溫度3個因子影響，最適授粉溫度為25～30 ℃，花粉收集最佳時間為花朵開放當天的7：00-11：00，授粉最適時間為開花當天。