程嘉寶，王春峰，薛大虎，張 峰，王言君，何天明

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，新疆烏魯木齊，830052；2.庫爾勒市香梨研究中心，新疆巴音郭楞蒙古自治州，841000）

庫爾勒香梨（以下簡稱香梨）是原產(chǎn)于我國新疆塔里木盆地的優(yōu)質(zhì)梨品種，備受消費(fèi)者青睞[1]。香梨作為新疆特色林果業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一，在新疆地方梨品種栽培面積和產(chǎn)量中占據(jù)較大比重[2-3]。該品種為嚴(yán)格的異花授粉植物，商業(yè)化栽培時需配置授粉樹[4]，合理選擇授粉品種和授粉樹對香梨的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。目前授粉的盲目性是造成香梨坐果率和品質(zhì)低的主要原因之一[5]。此外，在雜交育種過程中經(jīng)常會有花期不遇的問題。因此，研究不同梨品種花粉質(zhì)量與授粉樹與主栽品種花期相遇時間對提高香梨授粉受精和果實(shí)品質(zhì)具有重要作用。

目前，有關(guān)梨花粉質(zhì)量測定和香梨授粉樹花期等方面的研究前人已有所報道[6-10]，但在立地栽培下針對香梨授粉品種的花粉質(zhì)量與開花物候期主要集中在少數(shù)一些梨品種或新疆本地的梨品種[11-13]。早在20 世紀(jì)80 年代香梨產(chǎn)業(yè)起步發(fā)展時，周其石等[14]對香梨的花粉直感現(xiàn)象進(jìn)行了研究，認(rèn)為鴨梨和碭山酥梨是香梨比較好的授粉品種，這2 個品種也在后來的生產(chǎn)實(shí)踐上也得到了廣泛應(yīng)用。

隨著時代發(fā)展，新疆當(dāng)?shù)匾韵憷鏋橛H本選育了新梨7 號[15]、雪香[16]、沙01 號[17]等新品種，也相繼從內(nèi)地引進(jìn)了玉露香[18]、黃冠[19]、中梨1 號、紅香酥等品種，并在新疆梨區(qū)有一定的推廣面積。如果將這些新育成或引進(jìn)的品種作為香梨的授粉樹，將發(fā)揮授粉效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)收益的雙重效果。同時，這對新疆梨品種結(jié)構(gòu)優(yōu)化和育種也不無裨益。

鑒于此，本研究對近年來從內(nèi)地引進(jìn)到新疆的梨新品種和新疆當(dāng)?shù)仄贩N以及諸如鴨梨、碭山酥梨等傳統(tǒng)的香梨授粉品種進(jìn)行了系統(tǒng)篩選工作，主要從供試品種的開花物候期和花粉質(zhì)量等角度對其進(jìn)行了初步探究，為選擇香梨優(yōu)良授粉品種、豐富新疆梨種質(zhì)資源提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 本研究的田間試驗(yàn)于2021—2022 年在庫爾勒市沙依東園藝場十分場新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)梨育種基地（86°00′35″E，41°73′67″N）及周邊梨園進(jìn)行。試驗(yàn)測定工作在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)國家瓜果改良中心新疆分中心育種實(shí)驗(yàn)室完成。沙依東園藝場十分場，位于新疆庫爾勒市境內(nèi)，屬暖溫帶大陸性干旱氣候，年降水量61 mm，年蒸發(fā)量2 800 mm，無霜期216 d，7 月平均氣溫27 ℃，1 月平均氣溫-7.1 ℃，年均溫度12.2 ℃，有效日照時數(shù)2 844 h，≥10 ℃年有效積溫4 894 ℃，土壤為戈壁荒漠灌淤土，pH 值8.3，含鹽量0.6%[20]，土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.3%，栽培管理一致。

1.1.2 試驗(yàn)材料 供試?yán)嫫贩N除主栽品種香梨外，還有雪花梨、南果梨、豐水、明月、中梨1 號等30 多個授粉梨品種（表1）。試驗(yàn)分2 個年度（2021—2022）連續(xù)進(jìn)行。不同的項(xiàng)目測定指標(biāo)（開花物候期、花藥花粉量和花粉離體萌芽率）在2 個年度由于大小年等原因在供試材料選取上略有差異。

表1 供試?yán)嫫贩N列表

1.2 研究方法

1.2.1 開花物候期調(diào)查 對供試?yán)嫫贩N的初花期（全樹5%花開放）、盛花期（全樹50%花開放）、落花期（全樹5%花正常脫落花瓣為落花始期，全樹95%花瓣脫落為落花終期）3 個開花物候期進(jìn)行觀測記錄[22]。3 個時期合計計算為花期。供試品種花期和香梨的初花期和盛花期重合的天數(shù)定義為該品種的有效授粉天數(shù)。

1.2.2 花粉的制備與儲藏 將供試?yán)嫫贩N在開花前7～10 d 將足量的枝條剪下拿到溫室（25～28 ℃）催熟培養(yǎng)。待到氣球期將花朵全部摘下，解剖針剝離花藥，隨機(jī)取100 枚發(fā)育完整、飽滿的花藥裝到標(biāo)記好的青霉素小瓶中，用于花粉量的測定。剩余花藥置于硫酸紙盒中自然風(fēng)干。待花粉完全散粉后，收集到10 mL 離心管中，將離心管放入加有硅膠的密封袋中，冰箱冷凍保存。

1.2.3 花粉量測定 采集不同品種大蕾期的花蕾，將花藥剝下收集，隨機(jī)取100 枚發(fā)育完整、形態(tài)飽滿的花藥裝到標(biāo)記好品種名的青霉素小瓶中，用于花粉量的測定。采用血球計數(shù)板法測定花粉量。在完全散粉的青霉素小瓶中加入20%六偏磷酸鈉溶液5 mL，充分震蕩搖勻成懸浮液。在血球計數(shù)板上蓋好載玻片，用移液槍取上清液數(shù)滴，使其慢慢滲入血球計數(shù)板，在光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察、計數(shù)，重復(fù)6 次，并計算出單花藥花粉量N，取其平均數(shù)。將同一品種2年的數(shù)據(jù)再進(jìn)行平均值計算。花粉量/花藥的計算公式如下：

1.2.4 花粉活力測定 采用離體萌發(fā)法測定花粉萌芽率。將配置好的培養(yǎng)基（蔗糖10 g、瓊脂1 g、硼酸0.03 g 混合加入100 mL 蒸餾水加熱玻璃杯攪勻）用吸管均勻鋪一層在載玻片上，待其冷卻后備用。用棉簽蘸取少量花粉，輕輕抖掉多余部分，輕吹棉簽，使花粉播種到載玻片上（嘴、棉簽、載玻片三點(diǎn)一線并平行于地面），每換1 個品種更換1 個棉簽，防止交叉污染。標(biāo)記好后放到有濕潤濾紙的的培養(yǎng)皿中，蓋好蓋子，在25℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)4 h，觀察花粉管的生長情況。每個品種做3 個載玻片，每個載玻片觀察3個視野，顯微鏡下觀察，計算花粉發(fā)芽率，公式如下：

花粉發(fā)芽率=（花粉管數(shù)/花粉數(shù)）×100%[24]（2）

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理

本研究使用Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理；使用DPS 軟件進(jìn)行差異性顯著性分析（Duncan’s新復(fù)極差法，P＜0.05） 數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（Mean±SD）表示，并用單因素ANOVA 檢驗(yàn)法分析各品種對照值與處理值間的差異顯著性；采用軟件Origin 2018 進(jìn)行圖片處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同梨品種開花物候期的調(diào)查

開花物候期的觀察于2021—2022 年連續(xù)開展。根據(jù)梨授粉受精生物學(xué)基本理論（授粉和受精過程主要在初花期和盛花期完成），筆者將主栽品種香梨的初花期和盛花期合并為一個時期，定義為當(dāng)年有效授粉期，各品種的花期與之同期比較。如圖1 所示，2021 年28 個供試品種與香梨有效授粉期（4 月17 日之前）相遇的時間平均為7.82 d，而2022 年30個供試?yán)嫫贩N與香梨的有效授粉期（4 月13 日之前）相遇的時間平均為6.07 d（圖2）。2022 年不同梨品種開花時間相對集中，較2021 年相比花期縮短，主要原因是2022 年花期異常高溫。

圖1 2021 年4 月不同梨品種開花物候期

圖2 2022 年4 月不同梨品種開花物候期

筆者分別以2021 年香梨有效授粉期7 d、2022年有效授粉期5 d 為指標(biāo)，根據(jù)各供試授粉品種與之相遇的的實(shí)際花期對供試品種進(jìn)行初選，高于此標(biāo)準(zhǔn)的品種為當(dāng)年中選品種，否則落選。如表2 所示，2021 年初選出了新梨9 號、雪香、輪臺句句梨、褐色句句梨、碭山酥梨等23 個梨品種，2022 年選出了早酥梨、新妃、黃酸梨、雪花梨、紅云等28 個梨品種，分別列入表2 中進(jìn)入決選程序。有15 個梨品種2 年均中選，其中雪香、輪臺句句梨和褐色句句梨3個梨品種連續(xù)2 年有效授粉期與香梨完全吻合。其余品種要么一年中選，一年落選，或者因大小年等原因只有一年的資料。以上結(jié)果將作為參考指標(biāo)納入后文決選。

表2 不同梨品種單花藥花粉量比較

2.2 不同梨品種花粉量的比較

筆者對2021 年和2022 年的花粉量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，如表2 所示。不同梨品種的單花藥花粉量存在很大差異，供試的33 個香梨授粉備用品種花粉量變幅為214.29～6 928.57 粒·花藥-1，平均為4 435.79?！せㄋ?1，品種間變異率達(dá)38.86%。因此，在品種間進(jìn)行選擇在理論上非常有效。筆者將接近平均值的整數(shù)4 000 作為授粉合適品種的篩選標(biāo)準(zhǔn)，初選出早酥梨、明月、中梨1 號等22 個備選梨授粉品種進(jìn)入決選階段（表4）。

2.3 不同梨品種花粉萌芽率測定

由表3 可知，不同梨品種的花粉萌芽率存在很大差異。筆者對2021 年和2022 年供試品種的花粉萌芽率測定數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析，2 年花粉萌芽率平均為36.52%。供試的33 個香梨授粉備用品種花粉萌芽率變幅為4.23%～74.70%，品種間變異率達(dá)44.81%。因此，根據(jù)花粉萌芽率在品種間進(jìn)行授粉品種的篩選在理論上是可行的。筆者將接近平均值36.52%的整數(shù)40%作為授粉合適品種的篩選標(biāo)準(zhǔn)，選出了雪花梨、南果梨、黃花等14 個備選授粉品種進(jìn)入決選階段（表4）。

表3 不同梨品種花粉萌芽率比較

表4 基于開花物候期和花粉質(zhì)量對香梨授粉品種的決選

2.4 備選梨授粉品種決選

如表4 所示，在決選中共篩選出14 個梨品種，雖然個別品種根據(jù)單個指標(biāo)初選時落選，如雪花梨、圓黃、中梨1 號、南果梨和新妃在2021 年因大小年的原因有效授粉期有數(shù)據(jù)缺失或低于篩選標(biāo)準(zhǔn)7 d，但2022 年與香梨有效授粉期高于篩選標(biāo)準(zhǔn)5 d，且花粉量大、萌芽率高，決選時保留了品種并堅(jiān)持年度調(diào)查。個別品種如棉梨，因其雄性不育[25]，不能作為授粉品種，在篩選前期需要淘汰。紅茄因不抗凍，與主栽砧木品種杜梨嫁接親和性差，雖然花粉量大、發(fā)芽率也高，但在實(shí)際生產(chǎn)上不可行，也做了淘汰處理。決選時，筆者綜合了2 年具體數(shù)據(jù)，兼顧了多年的田間觀察的其他表現(xiàn)，大大提高了篩選工作的科學(xué)性。

3 討論與結(jié)論

梨屬于配子體自交不親和果樹[26]，授粉品種和花粉質(zhì)量直接影響主栽品種的坐果與質(zhì)量，且選配授粉樹時，授粉樹與主栽品種的有效授粉期需保持高度的一致性。因此，生產(chǎn)上要選取花期一致、花粉量大和花粉萌芽率高的梨品種來提高產(chǎn)量和品質(zhì)[27]。如前所述，周其石等[14]通過多年的人工授粉試驗(yàn)，認(rèn)為鴨梨和碭山酥梨做香梨的授粉樹比較適宜，而本研究中，這2 個品種的開花物候期、花粉量、花粉發(fā)芽率的結(jié)果也印證了這一觀點(diǎn)。高芳等[28]研究發(fā)現(xiàn)，鴨梨的花粉發(fā)芽率高為58.8%，明顯高于京白梨（23.2%），京白梨作為授粉品種也比較理想。王睿哲等[13]進(jìn)行授粉試驗(yàn)表明，雪香、新梨7 號和玉露香可作為香梨的輔栽品種，而本研究中，這3 個品種在決選時均被淘汰，新梨7 號落選的原因是雄性不育[15]，而雪香和玉露香則是花粉量偏少（低于4000 ?！せㄋ?1）。

本研究通過對不同梨品種開花物候期和花粉質(zhì)量進(jìn)行了比較分析，結(jié)合各品種多年的田間表現(xiàn)，決選出14 個香梨授粉品種：碭山酥梨、鴨梨、雪花梨、南果梨、豐水、明月、圓黃、鄂梨1 號、寒紅、黃花、早酥梨、中梨1 號、新妃和阿克蘇句句梨，以便下一步開展授粉試驗(yàn)，從果實(shí)直感角度對授粉品種進(jìn)一步篩選，為選擇香梨優(yōu)良授粉品種、豐富新疆梨種質(zhì)資源提供科學(xué)參考。