吳文俊,蘆 娟,趙夢炯,姜成英
油橄欖(Olea europaea L.),又名齊墩果,屬木犀科木犀欖屬,常綠喬木,是世界著名的優(yōu)質木本油料兼果用樹種,也是人類最早認識、馴化、種植的油料作物之一,有4 000多年的栽培歷史[1]。橄欖油含有固醇類、維生素、多酚等生物活性物質[2],鑒于其高經(jīng)濟價值和保健功能,使得世界上所有位于亞熱帶地區(qū)的國家都對油橄欖引種顯示出濃厚的興趣,從南半球的澳大利亞(37°S)至北半球的俄羅斯(35°N),許多國家都有引種栽培[3]。我國規(guī)模引種油橄欖始于1964年,經(jīng)過數(shù)十年的艱苦探索和廣泛試驗,油橄欖在中國能夠完成生長、開花、結實的正常生理過程,但是作為一種引種樹木,由于原產(chǎn)地和實生地的自然環(huán)境的差異[4],為了適應當?shù)丨h(huán)境,其生物學特性也會發(fā)生改變。由于我國油橄欖適生區(qū)氣候和土壤等自然條件與原產(chǎn)地地中海地區(qū)有一定的差異,而相關氣象因子的分析對油橄欖的種植發(fā)展有重要意義[5],加之對油橄欖樹種特性缺乏深入細致的研究,對油橄欖生物學、生態(tài)學習性還沒有完全掌握,特別是對油橄欖成花過程缺乏認識,不能建立與之相適應的栽培措施,常常導致油橄欖結實率低,大小年現(xiàn)象嚴重,大大地制約了油橄欖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。為此,筆者在甘肅南部白龍江河谷地區(qū)選擇了4個油橄欖品種,對其開花生物學進行了詳細的觀察與分析,旨在探討油橄欖在中國適生區(qū)的開花規(guī)律及不同品種不完全花和兩性花在形態(tài)、數(shù)量以及表達特征上的特點,以期為引種和推廣特別是為制定合理的栽培技術措施提供依據(jù),同時也為油橄欖馴化育種研究的工作提供基礎資料。
2013~2014年在甘肅省隴南市武都區(qū)大灣溝油橄欖示范園完成了花期物候觀測和供試植物材料的采集,供試品種見表1。試驗地點的花期各月平均溫濕度見表2。
1.2.1 油橄欖花期物候及兩種花型開花特征觀察 參照Bertin的方法進行[7]。在觀測點各油橄欖品種花序顯露開始每個品種分別隨機標記3個植株,每個植株選擇30個花序,觀測并統(tǒng)計開花進程。
1.2.2 油橄欖花器官生物量測定 在3個標記油橄欖植株上共采集即將開放的小花30朵,分別對其雄蕊、雌蕊、花瓣在萬分之一天平進行稱質量后,置于65℃烘箱中烘72 h,稱其質量[8]。
1.2.3 油橄欖花粉掃描電鏡觀察 將新鮮采集的油橄欖花粉直接沾于樣品臺上,送入真空鍍膜機中噴金,在JSM-6300型掃描電鏡下觀察、拍照并記錄[9,10]。
表1 供試油橄欖材料名稱、起源及用途
表2 2013~2014年1~5月甘肅省隴南市武都區(qū)大灣溝油橄欖示范園平均空氣溫濕度
利用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析,用One-way ANOVA分析品種內和品種間各變量的差異。
通過2013~2014年2年的觀察統(tǒng)計,在中國北亞熱帶適生區(qū)各油橄欖品種由于花期溫濕度年際間的變化,導致2年油橄欖開花物候期存在一定差異(表2,表3),花期都集中在5月,全株花期約15~20 d,盛花期持續(xù)約4~5 d,末花期時間一般都大于5 d。單個花序從第一朵小花開放到所有小花完全開放一般持續(xù)5~9 d,單朵花在露瓣后1~3 d開花,開花后可持續(xù)2~3 d,單朵花脫落時花瓣、雄蕊同時脫落,其雌蕊宿存至子房膨大后脫落。4個品種中,城固32在2013和2014年始花最早,佛奧始花最遲,兩品種間花期相差9~10 d。同一植株上分布有兩性花和不完全花,不完全花與兩性花在花序上沒有固定的開放順序。
表3 各油橄欖品種2013年與2014年花期物候期
油橄欖花序為有限圓錐狀花序,品種間花序長度,花序著生小花數(shù)量均存在不同程度的差異(表4)。油橄欖花由花萼、4個花瓣及2個雄蕊及雌蕊(包括柱頭、花柱及含有4個胚珠的雙心室子房)組成,不完全花柱頭敗育或退化失去功能,個別具有5花萼及3雄蕊,一般具4個胚珠。各品種小花花瓣直徑、小花縱橫徑、柱頭長度、及子房縱橫徑的方差分析見表4。4個品種花瓣直徑并無顯著性差異,萊星小花橫徑最大,佛奧小花縱徑最大,雖然鄂植8號小花縱橫徑都不是最大,但是雌蕊中柱頭長度及子房大小都最大,分別達到了1.217 mm和1.67 mm×1.24 mm。4個品種花序長度與著生小花數(shù)線性回歸分析,y=0.576 5x+0.472 2,R2=0.528 2,P <0.001。
表4 不同油橄欖品種花器官特征表
不完全花與兩性花兩種花型花器的花瓣、雄蕊及雌蕊均存在顯著差異,不完全花花器官各部位生物量都小于完全花,兩性花雌蕊的生物量明顯比不完全花大(P<0.01),品種間兩性花各器官生物量未達到差異顯著水平(P>0.05)。
表5 油橄欖不同品種完全花花器官生物量 mg
表6 油橄欖不完全花與兩性花花器官生物量
油橄欖花器官中,兩性花有發(fā)育完全的雌蕊,而且其雌蕊大小與整個花的大小有一定的相關性(R2=0.551);不完全花中雌蕊敗育,而且其雌蕊敗育的程度與花朵發(fā)育程度并沒有相關性(R2=0.028)(圖1)。
對4個油橄欖品種完全花和不完全花的花粉分別進行掃描電鏡觀察,各品種間兩性花與不完全花在花粉的形態(tài)、大小、外壁紋飾上并無顯著差異(圖2)。油橄欖花粉粒一般具3個萌發(fā)溝,赤道面為近圓形,萌發(fā)溝長短與花粉粒大小無明顯關聯(lián)。花粉外壁紋飾清晰,外壁紋飾在掃描電鏡下網(wǎng)眼有棱角,每一溝間區(qū)赤道線上具7~9個網(wǎng)眼,網(wǎng)眼不拉長,網(wǎng)脊不具明顯的峰。具溝膜,溝膜無明顯顆粒。
圖2 不同品種油橄欖花粉粒電鏡掃描結果
北亞熱帶北緣內陸氣候條件下,油橄欖開花物候期一般在5月,單株全株花期15~21 d,花期前空氣溫度是影響其形態(tài)建成的主要因素,盛花期長短只與5月(開花期間)空氣溫度與濕度有關系。植物的有性繁殖過程中,雄性功能和雌性功能所起的作用不同,因此對不同性功能的資源投入也有差異[12],通過2年在中國引種地區(qū)的研究,研究結果同Vito S.Polito[13]的研究結論相似,油橄欖兩性花與不完全花花粉都可育,兩者的差別在于兩性花具有發(fā)育完全的子房,能夠最終發(fā)育成果實,而不完全花子房退化,不能發(fā)育成果實,只能行使其雄性功能,兩種花型生物量的差異集中在雌蕊上,兩性花雌蕊的生物量明顯比不完全花大(P<0.01),可以認為在花器官的形態(tài)建成過程中,產(chǎn)生兩性花要比產(chǎn)生不完全花需要更多的資源量。通過對4個品種花粉粒電鏡掃描觀察發(fā)現(xiàn),其不完全花與兩性花在花粉量、花粉粒形態(tài)上并沒有顯著差異,不完全花在其行使雄性功能方面沒有優(yōu)勢,另一方面不完全花在行使完其雄性功能后迅速脫落,同樣是為了減少營養(yǎng)的消耗,從而增加花序軸上兩性花最終發(fā)育成果實的幾率。研究油橄欖不完全花和兩性花在形態(tài)、個體與花序水平上的分布及其開花式樣等方面的特點,可以為以后闡明油橄欖性比與油橄欖生殖成功的關系,通過栽培手段的調節(jié)使油橄欖獲得最優(yōu)的產(chǎn)量提供部分依據(jù)。
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