林立金，張 瀟，韓 娟，王 均，廖明安*，劉 磊

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 果蔬研究所，成都 611130；2 邛崍市農(nóng)業(yè)和林業(yè)局，成都 611530；3 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，成都 611130；4 成都市農(nóng)林科學(xué)院，成都 611130)

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溫度對(duì)枇杷頭花花粉管生長(zhǎng)及保護(hù)酶活性的影響

林立金1，張 瀟2，韓 娟2，王 均3，廖明安3*，劉 磊4

(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 果蔬研究所，成都 611130；2 邛崍市農(nóng)業(yè)和林業(yè)局，成都 611530；3 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，成都 611130；4 成都市農(nóng)林科學(xué)院，成都 611130)

為探討溫度對(duì)早熟枇杷頭花花粉管生長(zhǎng)及花朵保護(hù)酶活性的影響，該研究以特早熟枇杷新品系‘川早枇杷’頭花為試材，分別以T1(25 ℃/20 ℃，晝/夜)、T2(30 ℃/25 ℃，晝/夜)和T3(35 ℃/30 ℃，晝/夜)溫度作處理，研究了柱頭可授性、花粉活力、花粉管生長(zhǎng)狀況及花朵保護(hù)酶活性。結(jié)果顯示：(1)‘川早枇杷’頭花柱頭具可授性的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)、同一花齡下的花粉活力大小以及到達(dá)花柱基部的花粉管數(shù)量均表現(xiàn)為T1>T2>T3，花粉管到達(dá)花柱基部的時(shí)間長(zhǎng)短表現(xiàn)為T1>T3>T2，且T3處理的花粉管在花柱中多表現(xiàn)出頂端膨大彎曲、停長(zhǎng)等異?，F(xiàn)象。(2)3種溫度處理的花朵SOD和CAT活性均隨花齡的增加而先增后降，POD活性則先降后增；3種保護(hù)酶的活性在T1處理下變幅較小，而在T2和T3處理下變幅較大。研究表明， ‘川早枇杷’頭花授粉坐果較適宜的晝夜溫度是25 ℃/20 ℃；高溫條件下早熟枇杷花朵主要保護(hù)酶活性變幅增大，柱頭具可授性持續(xù)時(shí)間短、花粉活力低、花粉管在花柱中生長(zhǎng)異常，從而導(dǎo)致早熟枇杷頭花坐果率低。

川早枇杷；溫度；頭花；花粉管生長(zhǎng)；保護(hù)酶活性

枇杷(EriobotryajaponicaLindl.)系薔薇科(Rosaceae)蘋果亞科(Maloideae)枇杷屬(Eriobotrya)植物，起源于中國(guó)[1]。枇杷開(kāi)花通常分三批，第一批花即頭花，花期早，沒(méi)有或大大縮短了低溫造成的幼果滯長(zhǎng)期，其果實(shí)成熟期早，經(jīng)濟(jì)效益高，但頭花普遍存在坐果率低的問(wèn)題[2]。在亞熱帶半干熱生態(tài)區(qū)，枇杷頭花在6～7月開(kāi)放，由于正值高溫季節(jié)，花期短、花瓣難張開(kāi)、柱頭粘液少不利于授粉受精，落花嚴(yán)重，坐果率很低[3]。在廣東中北部山區(qū)栽種的枇杷，由于秋末高溫干燥天氣的緣故，花期早，11月中旬以前枇杷開(kāi)花坐果不良，花穗低位花蕾和果穗低位幼果脫落嚴(yán)重[4]。南亞熱帶平原、丘陵山地海拔低的枇杷園，過(guò)早形成的花穗也常因高溫等原因造成干花，坐果率極低[5]。因此，枇杷頭花坐果不良的主要外因是花期高溫。

‘川早枇杷’是從‘早鐘6號(hào)’自然芽變枝條嫁接擴(kuò)繁選育而來(lái)，屬于典型的早熟變異品系，其頭花在7～8月開(kāi)放，頭花果實(shí)在12月下旬陸續(xù)成熟[6]。由于花期受高溫天氣的影響，‘川早枇杷’頭花坐果率極低，極大地限制了頭花果實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益[7]。高溫如何影響早熟枇杷頭花坐果，其頭花柱頭可授性強(qiáng)弱、花粉活力高低及花粉管生長(zhǎng)情況是否與花期高溫有關(guān)？高溫作為一種逆境如何影響早熟枇杷頭花的生理反應(yīng)？這些問(wèn)題都值得深入研究。鑒于此，本研究以‘川早枇杷’頭花為試材，探討不同溫度對(duì)其柱頭可授性、花粉活力、花粉管生長(zhǎng)及花朵保護(hù)酶活性的影響，以期為早熟枇杷品種頭花坐果調(diào)控提供相關(guān)參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試材料為枇杷特早熟新品系‘川早枇杷’，5年生，種植于四川省漢源縣唐家鄉(xiāng)小關(guān)村枇杷園(102°38′E，29°24′N)，供試枇杷樹(shù)的樹(shù)勢(shì)及栽培管理一致。

1.2 試驗(yàn)處理

于‘川早枇杷’頭花盛花期，在枇杷園采集生長(zhǎng)健壯無(wú)病蟲害的花枝，立即放入冰盒并帶回實(shí)驗(yàn)室，將枝條基部浸入1%蔗糖溶液中，每個(gè)花序除大蕾期花保留并標(biāo)記外，其余花朵均疏去，保留部分葉片，置于人工氣候箱內(nèi)，參照生產(chǎn)中高溫季節(jié)的溫度[8]，分別于晝溫25 ℃/夜溫20 ℃(記作T1)，晝溫30 ℃/夜溫25 ℃(記作T2)、晝溫35 ℃/夜溫30 ℃(記作T3)3種溫度處理下均進(jìn)行光周期晝14 h/夜10 h的培養(yǎng)，溫度波動(dòng)0.5 ℃，光照強(qiáng)度為2 000 Lx，空氣相對(duì)濕度60%～80%，每天更換一次培養(yǎng)液，連續(xù)培養(yǎng)6 d。

1.3 指標(biāo)測(cè)定與觀察

1.3.1 柱頭可授性和花粉活力的觀測(cè) 于開(kāi)花當(dāng)天(0 d)至開(kāi)花后第5天，每天各溫度處理下分別用鑷子取下10朵標(biāo)記的花進(jìn)行觀測(cè)。柱頭可授性的測(cè)定參照紅雨等[9]的聯(lián)苯胺-過(guò)氧化氫法，用Olympus-CX21型體視顯微鏡觀察?；ǚ刍盍Φ臏y(cè)定參照Deng等[10]的TTC法，在Olympus-BX51型光學(xué)顯微鏡下統(tǒng)計(jì)紅色花粉占總花粉量的比例(花粉活力)，每處理重復(fù)5次。

1.3.2 自花授粉后花粉管生長(zhǎng)的熒光顯微觀察 在進(jìn)行溫度處理之前，選擇發(fā)育良好的大蕾期花去雄并進(jìn)行 ‘川早枇杷’自花授粉，每溫度處理各授粉110朵，授粉后用硫酸紙袋套袋隔離、掛牌標(biāo)記并立即放入人工氣候箱。在授粉后2、4、6、8、12、24、36、48、72、96與120 h，各取10朵花，參照張瀟等[11]的方法固定軟化花柱并進(jìn)行染色，在Olympus-BX51型熒光顯微鏡下壓片觀察，并選取有代表性的材料拍照。

2018年11月8日，在首屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)上，快金數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)有限公司與歐洲領(lǐng)先的物流數(shù)據(jù)平臺(tái)Consignor公司簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方共同建設(shè)全球互聯(lián)互通物流網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，連接中國(guó)與歐洲的多段快遞物流的電子面單、軌跡數(shù)據(jù)信息，為跨境電商平臺(tái)、物流/快遞企業(yè)提供全流程、全透明、全覆蓋的智慧物流解決方案?？旖饠?shù)據(jù)上?？偨?jīng)理胡瑞琦表示，快遞數(shù)據(jù)將攜手Consignor致力于全球跨境物流數(shù)據(jù)產(chǎn)品及服務(wù)市場(chǎng)開(kāi)拓，不斷將有突破性創(chuàng)新的跨境物流服務(wù)帶給廣大跨境商家。

1.3.3 頭花花朵保護(hù)酶活性的測(cè)定 分別于開(kāi)花當(dāng)天(0 d)至開(kāi)花后第5天，每天上午隨機(jī)取50朵已標(biāo)記的花參照張治安等[12]的方法測(cè)定花朵保護(hù)酶活性，各處理重復(fù)3次。超氧化物歧化酶(SOD)活性用氮藍(lán)四唑(NBT)比色法測(cè)定，其活性以抑制50% NBT反應(yīng)為1個(gè)酶活性單位(U)；過(guò)氧化物酶(POD)活性用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定，每隔1 min記錄1次吸光度A470，以每分鐘內(nèi)A470變化0.01為1個(gè)酶活性單位(U)；過(guò)氧化氫酶(CAT)活性用高錳酸鉀滴定法測(cè)定，酶活性用每克鮮重樣品1 min內(nèi)分解H2O2的毫克數(shù)表示。

表1 不同溫度下‘川早枇杷’頭花柱頭可授性的變化

注：T1、T2、T3處理分別為晝溫25 ℃/夜溫20 ℃、晝溫30 ℃/夜溫25 ℃和晝溫35 ℃/夜溫30 ℃；下同。-.表示不具有可授性；+-.表示部分具可授性；+.表示具可授性；++.表示具較強(qiáng)可授性；+++.表示具強(qiáng)可授性

Note： T1，T2and T3mean temperature treatments with day 25 ℃/ night 20 ℃, day 30 ℃/ night 25 ℃ and day 35 ℃/ night 30 ℃, respectively. The same as below; - means without stigma receptivity； +- means only weak stigma receptivity； + means with stigma receptivity； ++ means with quite strong stigma receptivity； +++ means with very strong stigma receptivity

同一花齡不同小寫和大寫字母分別表示處理間在0.05和0.01水平存在顯著性差異；下同圖1 不同溫度下‘川早枇杷’頭花花粉活力的變化Different normal and capital letters indicated significant difference among treatments at 0.05 and 0.01 significance levels, respectively;The same as belowFig.1 The pollen vitality of ‘Chuanzao loquat’ in the 1stflorescence under different temperatures

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)‘川早枇杷’頭花柱頭可授性的影響

2.2 不同溫度對(duì)‘川早枇杷’頭花花粉活力的影響

圖1顯示，各溫度處理‘川早枇杷’頭花花粉活力均隨著花齡增加而呈先升后降的趨勢(shì)，并均在開(kāi)花后第1天達(dá)到最大值，T1、T2和T3處理最大花粉活力分別為36.15%、15.27%和11.34%；在開(kāi)花后第0～3天，同齡頭花花粉活力始終表現(xiàn)為T1>T2>T3處理，其花粉活力分別為15.77%～36.15%、8.38%～15.27%和1.40%～11.34%，且各溫度處理間均存在極顯著差異(P<0.01)，尤其是第2～3天時(shí)T3處理花粉活力大幅降低并維持在極低的水平；開(kāi)花后第4天時(shí)，各溫度處理花粉活力均明顯降低，但T1處理仍顯著高于T3處理(P<0.05)；開(kāi)花后第5天，T2和T3處理的花粉活力均為0，而T1處理花粉仍保持較低的活性。以上結(jié)果表明，處理溫度越高，枇杷頭花花粉活力相對(duì)越低，花粉活力下降越快，維持時(shí)間越短。

2.3 不同溫度對(duì) ‘川早枇杷’頭花自花授粉后花粉管生長(zhǎng)的影響

由圖2可知，T1處理‘川早枇杷’自花授粉后2 h，花粉大量萌發(fā)(圖2，A)；授粉后4 h，花粉管穿過(guò)柱頭并進(jìn)入花柱(圖2，B)；授粉后8 h，大量花粉管進(jìn)入花柱中上部約1/5處(圖2，C)；授粉后36 h，花粉管成簇狀進(jìn)入花柱中下部大約2/3處(圖2，D)；授粉后48 h，大量花粉管成簇狀抵達(dá)花柱基部(圖2，E)。

T2處理‘川早枇杷’自花授粉后2 h，花粉萌發(fā)，存在少量花粉管在柱頭上橫向生長(zhǎng)且花粉管熒光較弱等現(xiàn)象(圖2，F(xiàn))；授粉后4 h，少量花粉管在柱頭上繼續(xù)生長(zhǎng)并已進(jìn)入花柱，但大部分花粉管還沒(méi)有進(jìn)入花柱(圖2，G)；授粉后8 h，大量花粉管進(jìn)入花柱中上部約1/3處，但花粉管多彎曲生長(zhǎng)(圖2，H)；授粉后12 h，部分花粉管進(jìn)入花柱中下部約2/3處，且伴隨有花粉管部分位點(diǎn)熒光異常明亮等現(xiàn)象(圖2，I)；授粉后24 h，花粉管到達(dá)花柱基部(圖2，J)。T3處理下，自花授粉后2 h花粉萌發(fā)，但萌發(fā)率較T1和T2低，且柱頭上多出現(xiàn)花粉管彎曲生長(zhǎng)、橫向生長(zhǎng)，花粉管熒光異常明亮等現(xiàn)象(圖2，K)；授粉后6 h，極少數(shù)的花粉管穿過(guò)柱頭進(jìn)入花柱，大多數(shù)花粉管在柱頭上繼續(xù)橫向生長(zhǎng)和彎曲生長(zhǎng) (圖2，L)；授粉后12 h，花粉管進(jìn)入花柱中上部約1/3處，但大多數(shù)的花粉管頂端膨大、彎曲、熒光異常明亮(圖2，M)；授粉后24 h，少數(shù)花粉管能進(jìn)入花柱中下部約2/3處，且亦產(chǎn)生花粉管頂端膨大、彎曲、熒光異常明亮等現(xiàn)象(圖2，N)；授粉后36 h，花粉管進(jìn)入花柱基部，但數(shù)量極少(圖2，O)。

2.4 不同溫度對(duì)‘川早枇杷’頭花花朵保護(hù)酶活性的影響

在3種溫度處理下，‘川早枇杷’花朵SOD活性均隨著花齡的增加而呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，T1、T2和T3處理分別在花后第2、2、1天達(dá)到最大值，均在花后第5天達(dá)到最低值(圖3，Ⅰ)。其中，花朵SOD活性變化幅度以T1處理最小，T2處理次之，T3處理最大，它們的最大值(84.10、116.33 和103.59 U/g)分別是相應(yīng)最小值的1.52、4.58和5.12倍；T1處理花朵SOD活性在開(kāi)花后第0～2天低于T2和T3處理，在開(kāi)花后第3～5天顯著高于T2和T3處理。

A～E分別對(duì)應(yīng)T1處理下自花授粉后2 h (10×20)、4 h (10×20)、8 h (10×10)、36 h (10×10)和48 h (10×10)花粉管生長(zhǎng)情況；F～J分別對(duì)應(yīng)T2處理下自花授粉后2 h (10×10)、4 h (10×10)、8 h (10×10)、12 h (10×10)和24 h (10×10) 花粉管生長(zhǎng)情況；K～O分別對(duì)應(yīng)T3處理下自花授粉后2 h (10×20)、 6 h (10×10)、12 h (10×10)、24 h (10×10)和36 h (10×10)花粉管生長(zhǎng)情況圖2 不同溫度下‘川早枇杷’頭花花粉管生長(zhǎng)的情況A-E indicate the growth status of pollen tubes at 2 h (10×20), 4 h (10×20), 8 h (10×10), 36 h (10×10) and 48 h (10×10) after self-pollination at T1 (25 ℃/20 ℃), respectively; F-J indicate the growth status of pollen tubes at 2 h (10×10), 4 h (10×10), 8 h (10×10), 12 h (10×10) and 24 h (10×10) after self-pollination at T2 (30 ℃/25 ℃), respectively;K-O indicate the growth status of pollen tubes at 2 h (10×20), 6 h (10×10), 12 h (10×10), 24 h (10×10) and 36 h (10×10) after self-pollination at T3 (35 ℃/30 ℃), respectivelyFig.2 Effects of different temperatures on pollen tube growth of ‘Chuanzao loquat’ in the 1st florescence

圖3 不同溫度下 ‘川早枇杷’頭花花朵SOD(Ⅰ)、POD(Ⅱ)和CAT(Ⅲ)活性的變化Fig.3 The SOD (Ⅰ), POD (Ⅱ) and CAT(Ⅲ) activities of ‘Chuanzao loquat’ flower in the 1st florescence under different temperatures

同時(shí)，3種溫度處理花朵POD活性均隨花齡的增加而先減少后增加，T1、T2和T3處理分別在花后第1、2、2天達(dá)到最低值( 圖3, Ⅱ)。其中，開(kāi)花當(dāng)天(第1天)，T3處理的POD活性最大(625.51 U·g-1·min-1)，極顯著高于T1和T2處理；開(kāi)花后第1天，T1處理的POD活性(340.28 U·g-1·min-1)極顯著低于T3處理，而與T2差異不顯著；開(kāi)花后第2天，T1處理POD活性有所上升后維持在較穩(wěn)定的水平，T2和T3分別降低到本處理的最小值266.78和394.79 U·g-1·min-1；到開(kāi)花后第5天，T3處理的POD活性極顯著大于T1和T2處理，而后兩者間差異不顯著。

另外，在3種溫度處理下，花朵CAT活性均隨花齡的增加而表現(xiàn)為先增后降的趨勢(shì)(圖3，Ⅲ)，T1、T2和T3處理分別在花后第1、3、3天達(dá)到最低值。其中，開(kāi)花當(dāng)天，T1處理的CAT活性極顯著大于T2和T3；開(kāi)花后第1天，T3處理CAT活性迅速增加，與T1處理相近，并極顯著大于T2處理；開(kāi)花后第2～3天，T2和T3處理的CAT活性繼續(xù)上升，于開(kāi)花后第3天達(dá)到最大值(分別為0.57 和0.73 mg·g-1·min-1)；至開(kāi)花后第5天，各處理CAT活性均降低到最低值，并表現(xiàn)為T1>T2>T3，且處理間均存在顯著性差異(P<0.05)。

3 討 論

溫度脅迫對(duì)植物的影響非常復(fù)雜，對(duì)植物的傷害程度取決于溫度改變的程度、持久性和速率等[13-15]。郭媛等[16]對(duì)梨花粉和柱頭發(fā)育與溫度的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，溫度是影響梨柱頭接受花粉性能的主要因素，20 ℃條件下柱頭活性和接受花粉的能力高于12 ℃和8 ℃，8 ℃下柱頭活性低而不適合接受花粉。本研究表明，不同溫度處理下‘川早枇杷’頭花柱頭可授性均表現(xiàn)為隨花齡的增加而逐漸降低，25 ℃/20 ℃(晝溫/夜溫)更利于柱頭接受花粉，35 ℃/30 ℃處理下柱頭具有可授性的能力喪失最快，不利于接受花粉。柱頭具有可授性和花粉具有活力是完成有性生殖的必要條件[17]，而花粉活力是指花粉維持受精時(shí)間長(zhǎng)短的能力，它除受開(kāi)花程度、自身遺傳因子的影響，還受溫度等外因的影響[18]。李寧等[19]通過(guò)對(duì)不同溫濕度下不同品系榛子花粉活力的觀測(cè)，認(rèn)為溫度是影響其花粉活力的主要因子。武喆等[18]研究表明，隨溫度的升高，胡蘿卜花粉活力降低，24 ℃時(shí)花粉活力最高，33 ℃以上會(huì)明顯抑制胡蘿卜的花粉活力。桃樹(shù)花粉在4 ℃以上就能夠萌發(fā)形成花粉管，完成授粉受精[20-21]，但30 ℃以上的高溫會(huì)使其花粉萌發(fā)受抑制[22]。本研究表明，‘川早枇杷’頭花的花粉活力在25 ℃/20 ℃處理下相對(duì)較高，而在30 ℃/25 ℃和35 ℃/30 ℃處理下相對(duì)較低。

溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)在一定程度上影響花粉管的生長(zhǎng)。徐臣善等[23]研究發(fā)現(xiàn)，35 ℃的高溫可以促進(jìn)蘋果花粉管在花柱內(nèi)的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，但花粉管在子房?jī)?nèi)生長(zhǎng)異常，不能進(jìn)入胚珠完成受精。黃鏡浩等[24]研究發(fā)現(xiàn)常溫(25～30 ℃)下芒果花粉管進(jìn)入胚囊的平均時(shí)間為24 h，而低溫條件下花粉管在授粉后48 h雖能進(jìn)入胚珠，但未能到達(dá)胚囊。本研究表明，35 ℃/30 ℃處理的枇杷頭花花粉萌發(fā)率低于其它兩個(gè)處理且花粉萌發(fā)后花粉管在柱頭表面多彎曲橫向生長(zhǎng)，極少數(shù)能夠穿過(guò)柱頭進(jìn)入花柱，且進(jìn)入花柱的時(shí)間也相對(duì)較遲，由此可以推測(cè)高溫不利于‘川早枇杷’頭花花粉萌發(fā)和花粉管穿過(guò)柱頭進(jìn)入花柱。這可能與高溫下柱頭可授性差、不利于花粉水合萌發(fā)，且高溫還可能使花粉內(nèi)壁存在的多種水解酶活性降低或喪失等因素有關(guān)。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，在25 ℃/20 ℃、30 ℃/25 ℃和35 ℃/30 ℃處理下，枇杷花粉管到達(dá)花柱基部的時(shí)間分別是授粉后48、24和36 h，可見(jiàn)，溫度升高能在一定范圍內(nèi)促進(jìn)花粉管在花柱中的生長(zhǎng)速度但并不成正比。枇杷屬封閉型花柱，通常在封閉型花柱中，花粉管在引導(dǎo)組織的胞外基質(zhì)中生長(zhǎng)，花粉管的生長(zhǎng)方式屬于一種典型的頂端極性生長(zhǎng)。果樹(shù)的花粉一般在二核期即從花藥散出，萌發(fā)后營(yíng)養(yǎng)核和生殖核均進(jìn)入花粉管，生殖核在花粉管末端，而后再分裂成2個(gè)精核[25]。通常二胞花粉萌發(fā)的花粉管通過(guò)柱頭時(shí)生長(zhǎng)慢，被認(rèn)為是自養(yǎng)的，即利用花粉自身的貯藏物質(zhì)，而在引導(dǎo)組織的胞外基質(zhì)中生長(zhǎng)快，被認(rèn)為是異養(yǎng)的，即由花柱引導(dǎo)組織提供營(yíng)養(yǎng)[26]。在一定范圍內(nèi)提高溫度，可促進(jìn)酶促反應(yīng)，從而促使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)

化，有利于花粉管的生長(zhǎng)，但溫度過(guò)高可能使花粉管內(nèi)胼胝質(zhì)增加，降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和供給，從而抑制花粉管的生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)，在35 ℃/30 ℃處理下，花粉管在花柱中上部多出現(xiàn)頂端膨大彎曲并停止生長(zhǎng)的異?，F(xiàn)象，這可能與高溫下花柱和花粉管識(shí)別、花柱引導(dǎo)組織提供營(yíng)養(yǎng)存在障礙，花粉管胼胝質(zhì)增多等有關(guān)。

植物在遭受高溫等逆境脅迫時(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生和清除自由基的代謝平衡被破壞，SOD、POD和CAT 3種保護(hù)酶的協(xié)同作用，能使自由基維持在一個(gè)相對(duì)較低的水平，從而防止自由基傷害[27]，其中SOD催化兩個(gè)超氧陰離子自由基反應(yīng)生成O2和H2O2，反應(yīng)產(chǎn)物H2O2再由POD和CAT進(jìn)一步分解除去[28]。本研究結(jié)果表明，3種溫度處理下，枇杷花朵POD活性均呈現(xiàn)隨花齡的增加而先降低再升高的趨勢(shì)，這與大麗菊[29]、芍藥花[30]等花朵開(kāi)放和衰老過(guò)程中POD活性變化趨勢(shì)相似。而本實(shí)驗(yàn)中枇杷花朵SOD和CAT活性則均隨花齡的增加而表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)。其中，在25 ℃/20 ℃溫度條件下，枇杷花朵未受到溫度脅迫，花朵酶活性的小幅變化可能主要是受花朵本身盛開(kāi)和衰老生理過(guò)程的影響；而在30 ℃/25 ℃和35 ℃/30 ℃處理下花朵SOD和CAT活性變化幅度較大，可能是因?yàn)槌跏蓟ǘ溟_(kāi)始受到高溫脅迫，保護(hù)酶產(chǎn)生一種防御反應(yīng)，酶活性增強(qiáng)，清除活性氧和自由基的能力增強(qiáng)，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)和花齡的增加，酶活性也隨之降低，高溫下保護(hù)酶活性的迅速升高后再降低而引起的自由基傷害可能是‘川早枇杷’頭花花朵加快衰老的重要原因。

[1] CARRERA L, SANZOL J, SOLER E,etal. Molecular S-genotyping and determination of S-RNase-based incompatibility groups in loquat [Eriobotryajaponica(Thunb.) Lindl.] [J].Euphytica, 2011, 181(2): 267-275.

[2] 吳漢珠, 周永年. 枇杷無(wú)公害栽培技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2002.

[3] 江國(guó)良. 枇杷在四川不同生態(tài)型區(qū)的生態(tài)適宜性及調(diào)控技術(shù)研究[D]. 四川雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011.

[4] 邱繼水, 周碧容, 曾 揚(yáng), 等. 早熟枇杷適時(shí)花期的調(diào)控[J]. 中國(guó)南方果樹(shù), 2005, 34(6): 38-40.

QIU J S, ZHOU B R, ZENG Y,etal. The regulation of early maturity loquat in the timely flowering period[J].SouthChinaFruits, 2005, 34(6): 38-40.

[5] 蔣際謀, 陳秀萍. 枇杷優(yōu)質(zhì)栽培百問(wèn)百答[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2009.

[6] MEI L Y, LIAO M A, REN Y J,etal. Study on fruit quality, phenological phases and shoot histomorphology of a new bud mutant line, ‘Chuanzao loquat’ [J].AgriculturalScience&Technology, 2012, 13(9): 1 881-1 884.

[7] 鮑榮粉. 川早枇杷生物學(xué)特性調(diào)查及疏果套袋對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響[D]. 四川雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.

[8] 張 瀟, 廖明安, 何 靜, 等. ‘川早枇杷’頭花柱頭可授性及花粉活力與花粉管生長(zhǎng)的研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2015, 35(7): 1 349-1 355.

ZHANG X, LIAO M A, HE J,etal. Studies on stigma receptivity and pollen viability and pollen tube growth of ‘Chuanzao loquat’ in the first florescence [J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica, 2015, 35(7): 1 349-1 355.

[9] 紅 雨, 方海濤, 那 仁. 瀕危植物蒙古扁桃花粉活力和柱頭可授性研究[J]. 廣西植物, 2006, 26(6): 589-591.

HONG Y, FANG H T, NA R. Pollen viability and stigma receptivityofPrunusmongolicaMaxim[J].Guihaia, 26(6): 589-591.

[10] DENG Q X, WANG Y Q, YANG Q,etal. Identification of male fertility of longquan No.5 lines in loquat (EriobotryajaponicaLindl) [J].PlantSciencesResearch, 2008, 1(3): 61-67.

[11] 張 瀟, 廖明安, 王永清, 等. 枇杷少核株系花粉管生長(zhǎng)差異研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2014, 34(1): 26-31.

ZHANG X, LIAO M A, WANG Y Q,etal. Research on the difference in the pollen tube growth of a low seediness line of loquat [J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica, 2014, 34(1): 26-31.

[12] 張治安, 張美善, 蔚榮海. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2003.

[13] 王麗娟, 劉林德, 張 莉, 等. 煙臺(tái)甜櫻桃柱頭的可授性、形態(tài)特征與坐果率[J]. 植物學(xué)報(bào), 2011, 46(1): 44-49.

WANG L J, LIU L D, ZHANG L,etal. Stigma receptivity, stigma morphology and fruit set of Yantai sweet cherry (Cerasusavium) [J].BulletinofBotany, 2011, 46(1): 44-49.

[14] WAHID A, GELANI S, ASHRAF M,etal. Heat tolerance in plants: an overview [J].EnvironmentalandExperimentalBotany, 2007, 61(3): 199-223.

[15] THAKUR P, KUMAR S, MALIK J A,etal. Cold stress effects on reproductive development in grain crops: An overview [J].EnvironmentandExperimentalBotany, 2010, 67(3): 429-443.

[16] 郭 媛, 邵有金, 郭寶貝, 等. 梨花粉和柱頭發(fā)育與溫度關(guān)系研究[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2014, 22(12): 1 446-1 452.

GUO Y, SHAO Y J, GUO B B,etal. Relationship of pear pollen and stigma development with temperature[J].ChineseJournalofEco-Agriculture, 2014, 22(12): 1 446-1 452.

[17] 李 鶯, 陳鵬濤, 樊靜靜. 七葉樹(shù)花粉活力和柱頭可授性變化的研究[J]. 廣西植物, 2012, 32(6): 816-821.

LI Y, CHEN P T, FAN J J. Pollen viability and stigma receptivity ofAesculuschinensis[J].Guihaia, 2012, 32(6): 816-821.

[18] 武 喆, 劉 霞, 張光星. 不同溫度對(duì)胡蘿卜花粉活力的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào), 2010, 25(4): 116-118.

WU Z, LIU X, ZHANG G X. Effects of different temperature to carrot pollen vigor[J].ActaAgriculturaeBoreali-Sinica, 2010, 25(4): 116-118.

[19] 李 寧, 蘇淑釵, 靳利軍, 等. 榛子花粉生長(zhǎng)發(fā)育適宜溫濕度研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2008, 24(3): 116-120.

LI N, SU S C, JIN L J,etal. Study the fit temperature and humidity in the growth of the hazel pollen[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 2008, 24(3): 116-120.

[20] 王白坡, 錢銀才, 朱永法, 等. 氣象因素與桃授粉、受精和坐果的關(guān)系[J]. 園藝學(xué)報(bào), 1989, 16(1): 11-16.

WANG B P, QIAN Y C, ZHU Y F,etal. The effects of meteorological factors on the pollination, fertilization and fruit setting of the peach[J].ActaHorticulturaeSinica, 1989, 16(1): 11-16.

[21] HEDHLY A, HORMAZA J I, HERRERO M. The effect of temperature on pollen germination, pollen tube growth, and stigmatic receptivity in peach [J].PlantBiology, 2005, 7(5): 476-483.

[22] 陳尚謨, 溫福光, 黃壽波. 果樹(shù)氣象學(xué)[M]. 北京: 氣象出版社, 1988.

[23] 徐臣善, 徐愛(ài)紅. 高溫對(duì)蘋果花粉在花柱內(nèi)萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響[J]. 植物生理學(xué)報(bào), 2014, 50(1): 51-55.

XU C S, XU A H. Effects of high temperature on germination and growth of apple pollen in style[J].PlantPhysiologyJournal, 2014, 50(1): 51-55.

[24] 黃鏡浩, 王松標(biāo), 武紅霞, 等. 低溫對(duì)芒果授粉生物學(xué)的影響[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008, 30(12): 106-110.

HUANG J H, WANG J B, WU H X,etal. Studies on the effect of low temperature on mango (MangiferaindicaL.) pollination[J].JournalofSouthwestUniversity(NaturalScience)， 2008, 30(12): 106-110.

[25] 呂柳新, 林順全. 果樹(shù)生殖學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 1995.

[26] 蔣晶晶. 白菜花粉發(fā)育和授粉受精相關(guān)基因的表達(dá)分析與功能驗(yàn)證[D]. 杭州：浙江大學(xué), 2012.

[27] 宋 琦, 宋祥甫, 鄒國(guó)燕, 等. 不同溫度對(duì)沉水植物保護(hù)酶活性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2009, 18(5): 1 881-1 886.

SONG Q, SONG X F, ZOU G Y,etal. Effect of temperature on the activities of antioxidative enzymes of submerged macrophytes[J].EcologyandEnvironmentalSciences, 2009, 18(5): 1 881-1 886.

[28] BOWLER C, MONTAGU M V, INZE D. Superoxide dismutase and stress tolerance [J].AnnualReviewofPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology, 1992, 42(1): 43-83.

[29] 闞雪芹, 孫 悅, 蘇 媚, 等. 大麗菊花瓣衰老過(guò)程中保護(hù)酶活性變化的研究[J]. 北方園藝, 2010, (19): 124-127.

KAN X Q, SUN Y, SU M,etal. Analysis of enzyme activity of protective system inDahliapinnataCav Petals during senescence[J].NorthernHorticulture, 2010, (19): 124-127.

[30] 史國(guó)安, 郭香鳳, 張國(guó)海, 等. 芍藥花開(kāi)放與衰老過(guò)程中生理指標(biāo)的變化[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2008, 28(3): 506-511.

SHI G A, GUO X F, ZHANG G H,etal. Physiological changes during florescence and flower senescence of Chinese peony[J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica, 2008, 28(3): 506-511.

(編輯:裴阿衛(wèi))

Effects of Temperature on Pollen Tube Growth and Protective Enzyme Activities of ‘Chuanzao loquat’ in the 1st Florescence

LIN Lijin1, ZHANG Xiao2, HAN Juan2, WANG Jun3, LIAO Ming’an3*, LIU Lei4

(1 Institute of Pomology and Olericulture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2 Qionglai Bureau of Agriculture and Forestry, Chengdu 611530, China; 3 College of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 4 Chengdu Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Chengdu 611130, China)

In order to explore the effects of temperature on pollen tube growth and protective enzyme activities of early maturing loquat in the 1st florescence, we took the 1st florescence of a new very precocious loquat line ‘Chuanzao loquat’ as experimental material to study the stigma receptivity, pollen vitality, pollen tube growth and protective enzyme activities under three temperature treatments of T1(25 ℃/20 ℃, day/night), T2(30 ℃/25 ℃, day/night) and T3(35 ℃/30 ℃, day/night). The results showed that: (1) the duration of stigma with receptivity, the pollen vitality under the same flowers’ age and the number of pollen tubes reached the style base of the 1st florescence of ‘Chuanzao loquat’ were ranked as T1> T2> T3, and the length of time of pollen tubes arrived at style base was ranked as T1>T3>T2. The pollen tubes growth showed apex bending, swelling, stop growth and other anomalies in the style at T3. (2) The SOD and CAT activities of flowers in three temperature treatments presented the trends of first increased then decreased with the increase of flowers’ age, but POD activity presented the trends of first decreased then increased. The protective enzyme activities maintained at a relatively stable level at T1, but had the significant changes at T2and T3. In conclusion, the optimal temperature is 25 ℃/20 ℃, day/night for fruiting in the 1st florescence, change the amplitude increased of main antioxidant enzyme activity, the short duration of stigma receptivity, low pollen vitality and pollen tube growth abnormalities in style under high temperature resulted the bad fruit setting rate of early maturing loquat in the 1st florescence.

Chuanzao loquat; temperature; the 1st florescence; pollen tube growth; protective enzyme activity

1000-4025(2016)12-2454-07

10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2454

2016-08-01;修改稿收到日期:2016-12-13

四川省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)項(xiàng)目(2016JY0258)；四川省雅安市和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)市校合作項(xiàng)目

林立金(1980-)，男，博士，助理研究員，主要從事果樹(shù)生理生態(tài)及栽培研究。E-mail：llj800924@163.com

*通信作者:廖明安，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事果樹(shù)生理生態(tài)及栽培研究。E-mail：lman@sicau.edu.cn

Q945.79;S667.3

A