裴曉英，項(xiàng)殿芳，王 娜

（河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院，河北 昌黎 066600）

‘金田皇家無(wú)核’葡萄果粒大、味甜，屬于晚熟品種，它是河北科技師范學(xué)院選育出的無(wú)核葡萄的新品種，經(jīng)過(guò)研究確認(rèn)其是種子敗育型葡萄品種，并且其胚發(fā)育期長(zhǎng)、敗育時(shí)間晚，所以‘金田皇家無(wú)核’葡萄特別適合作為無(wú)核葡萄新品種選育中的母本[1]。但該品種存在胚敗育的現(xiàn)象，因此在以‘金田皇家無(wú)核’葡萄作為母本的雜交育種中，必須通過(guò)胚挽救技術(shù)來(lái)獲得雜種苗。目前，關(guān)于‘金田皇家無(wú)核’葡萄胚敗育方面的研究報(bào)道較少，并且這些報(bào)道多集中在胚挽救接種的時(shí)間及培養(yǎng)基的差異對(duì)‘金田皇家無(wú)核’葡萄成苗率的影響方面，對(duì)于種子敗育動(dòng)態(tài)變化方面的報(bào)道較欠缺。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以種子敗育型‘金田皇家無(wú)核’葡萄自交果實(shí)為試驗(yàn)材料，有核葡萄‘金田藍(lán)寶石’葡萄自交果實(shí)為對(duì)照。從花后不同時(shí)期果實(shí)單果粒重、種子數(shù)、胚和種子的外觀形態(tài)變化等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。本次試驗(yàn)于2013年6月在河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室和昌黎縣金田苗木有限公司品種試驗(yàn)園進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取材

自2013年6月開(kāi)始，選取生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)較一致、無(wú)病蟲(chóng)害的植株，在開(kāi)花前1周左右進(jìn)行套袋作業(yè)并且掛標(biāo)簽，盛花后20d（盛花期為2013年6月1日）開(kāi)始，直至果實(shí)成熟，每5d分別隨機(jī)取30粒果實(shí)，貯于冰袋箱中，帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2.2 果實(shí)和種子敗育動(dòng)態(tài)變化

隨機(jī)選取的30粒葡萄，剝離種子，從珠心組織、胚乳和胚的退化和種皮的厚度變化對(duì)胚和種子的外觀形態(tài)變化進(jìn)行觀察，并測(cè)其種仁率。同時(shí)，剝離種子時(shí)要記錄每粒果實(shí)中種子數(shù)，稱重，并測(cè)量平均重，分析果粒重量和種子數(shù)量在胚敗育過(guò)程中的變化。

1.3 數(shù)據(jù)分析

結(jié)果經(jīng)Excel處理后，運(yùn)用DPS軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 胚珠敗育的形態(tài)特征

觀察‘金田皇家無(wú)核’葡萄不同時(shí)期的種子胚的外觀形態(tài)，授粉后20～40d葡萄的種子很小，其橫切面是透明的珠心組織（圖1）；授粉后60d‘金田皇家無(wú)核’葡萄的種子首次出現(xiàn)中空的現(xiàn)象（圖2），并且從圖2中能看出沒(méi)有中空的種子，其中一部分珠心組織呈透明狀，應(yīng)該是未發(fā)育完全的胚乳，另一部分種子中的胚乳顏色呈乳白色（圖3）；授粉后80d（圖4）的種子很少可以觀察到發(fā)育良好的胚乳，珠心出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象，總體上呈現(xiàn)種子種皮增厚的趨勢(shì)；授粉后100d，觀測(cè)到一部分種子內(nèi)沒(méi)有胚乳（圖5），其珠心均出現(xiàn)了萎縮現(xiàn)象，一部分種子變大（圖6），種皮明顯增厚。

2.2 種仁率

圖1 盛花后40d種子發(fā)育狀態(tài)

圖2 盛花后60d種子發(fā)育狀態(tài)

圖3 盛花后60d種子發(fā)育狀態(tài)

圖4 盛花后80d種子發(fā)育狀態(tài)

圖5 盛花后100d種子發(fā)育狀態(tài)

圖6 盛花后100d種子發(fā)育狀態(tài)

‘金田皇家無(wú)核’葡萄品種為二倍體，子房由2心室組成，每心室約1～3枚種子[2]，在每個(gè)胚珠都正常發(fā)育的情況下，會(huì)產(chǎn)生4～5粒種子，但是在種子發(fā)育過(guò)程中由于各方面的原因，尤其是營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)[3]，會(huì)導(dǎo)致一些種子發(fā)育中會(huì)出現(xiàn)胚囊發(fā)育異常的現(xiàn)象，種皮以內(nèi)出現(xiàn)空腔即種仁退化，授粉后20d開(kāi)始，每隔5d取30粒葡萄，把葡萄切開(kāi)統(tǒng)計(jì)種仁率?！鹛锘始覠o(wú)核’葡萄種皮內(nèi)部組織逐漸退化，種皮內(nèi)部構(gòu)造發(fā)育率隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸下降，授粉后60d開(kāi)始種仁開(kāi)始出現(xiàn)退化現(xiàn)象，在授粉后70～85d之間，種仁率明顯降低。授粉后100d時(shí)，種仁率達(dá)到5.2%。授粉后60～100d的‘金田皇家無(wú)核’葡萄種仁率分別為：73.3% 、67.9% 、76.6% 、38.8% 、24.9% 、14.4% 、12.3%、9.6%、5.2%（圖7）。由此確定授粉后70d左右是胚挽救的最好時(shí)期。

圖7 不同時(shí)期種仁率

2.3 不同發(fā)育時(shí)期種子數(shù)量

將‘金田皇家無(wú)核’葡萄果實(shí)與‘金田藍(lán)寶石’葡萄的果實(shí)剝開(kāi)，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)期單個(gè)果粒所含種子數(shù)的平均值。由圖8可以看出，兩個(gè)品種的種子數(shù)隨果實(shí)發(fā)育呈現(xiàn)總體下降趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)‘金田皇家無(wú)核’葡萄生長(zhǎng)發(fā)育期果實(shí)內(nèi)種子數(shù)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每粒果實(shí)內(nèi)的平均種子數(shù)波動(dòng)較大，這可能與果實(shí)間能發(fā)育的種子差異大有關(guān)。盛花后70～95d每粒果實(shí)內(nèi)平均種子數(shù)變化平緩，維持在2.3個(gè)左右，盛花后100d種子數(shù)目降到2.1個(gè)，同時(shí)期的解剖觀察能看到，部分種子已經(jīng)敗育，出現(xiàn)了干癟現(xiàn)象（圖5）。整體來(lái)說(shuō)種子數(shù)的減少不明顯，這與種子的形態(tài)學(xué)觀察相吻合，隨著果實(shí)的發(fā)育成熟，大部分的種子沒(méi)有敗育而是繼續(xù)發(fā)育變大并肉質(zhì)化。有核品種‘金田藍(lán)寶石’葡萄種子數(shù)量變化不大，種子數(shù)量在2～3粒之間波動(dòng)。

圖8 不同時(shí)期果粒所含種子變化

2.4果實(shí)重量的變化

由圖9看出：兩個(gè)品種的果粒不同天數(shù)的平均重的變化顯示，均經(jīng)歷了果實(shí)快速增長(zhǎng)期、緩慢增長(zhǎng)期、第二次快速增長(zhǎng)的發(fā)育階段。‘金田皇家無(wú)核’葡萄的平均單果重從盛花后20d到盛花后50d呈現(xiàn)直線上升趨勢(shì)，50～60d變化不明顯，60～75d又呈現(xiàn)直線上升趨勢(shì)，75～90d變化平緩。有核品種‘金田藍(lán)寶石’葡萄與‘金田皇家無(wú)核‘葡萄漿果重量變化趨勢(shì)相似，都呈雙S型。

圖9 不同時(shí)期果粒重量變化

3 討論與結(jié)論

3.1 胚珠敗育的形態(tài)學(xué)觀察

目前，關(guān)于植物胚敗育的研究方面已經(jīng)有了較多的報(bào)道[5-8]，在無(wú)核葡萄胚敗育的細(xì)胞學(xué)機(jī)理方面，前人已經(jīng)做了探索[9-11]，大致認(rèn)為胚珠發(fā)育到一定階段，其鮮重會(huì)有所下降（胚乳開(kāi)始敗育），胚乳敗育后，胚因缺乏營(yíng)養(yǎng)也隨之?dāng)∮齕12]。該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)‘金田皇家無(wú)核’葡萄中，除因受精不良不能正常發(fā)育外，還存在兩種不同的敗育形態(tài)，一種是不完全敗育，即胚在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)敗育而種皮表現(xiàn)為增厚并且肉質(zhì)化。一種是完全敗育，即在發(fā)育過(guò)程中種子直接敗育，形成及其細(xì)小的種子。從‘金田藍(lán)寶石’葡萄在發(fā)育過(guò)程中種子數(shù)有減少的趨勢(shì)看，也可能存在種子敗育現(xiàn)象。

從不同時(shí)期胚敗育程度來(lái)確定胚挽救最佳時(shí)期，在自然條件下‘金田皇家無(wú)核’葡萄胚退化時(shí)期集中在授粉后70～80d。授粉后100d，肉質(zhì)化種子中有胚率達(dá)到5.2%，授粉后85～90d，種子內(nèi)胚已經(jīng)退化消失且僅剩異常加厚的外珠被，胚與種皮敗育并非同步。

供試材料漿果整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育均經(jīng)歷快速生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)緩慢期和第二次生長(zhǎng)高峰期3個(gè)階段，果實(shí)生長(zhǎng)過(guò)程均呈雙S曲線型[4]?！鹛锘始覠o(wú)核’葡萄花后30～50d，果實(shí)出現(xiàn)第一次生長(zhǎng)高峰，之后漿果重量變化不明顯，花后60～75d漿果出現(xiàn)第二次生長(zhǎng)高峰。由此可知，果實(shí)外觀形態(tài)發(fā)育進(jìn)程與敗育型葡萄胚珠敗育關(guān)系緊密，果實(shí)第二次快速生長(zhǎng)的始期可以作為判斷敗育型葡萄胚珠開(kāi)始敗育時(shí)期的簡(jiǎn)便方法。

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