吳 碩,魏 薇,賈彥麗,智福軍
(河北省農(nóng)林科學院石家莊果樹研究所 石家莊 050061)
棗樹是我國特有的果樹,營養(yǎng)價值豐富[1~4]。棗樹品種繁多,但絕大多數(shù)是古老的地方品種或自然選優(yōu)的品種,育種進程明顯落后于其他果樹[5~6]。多數(shù)棗樹品種花粉生殖性能差,花粉敗育品種較多,嚴重阻礙了棗雜交育種的進程,致使棗種質資源創(chuàng)新滯后[7~11]。雜交育種的關鍵是親本選配,而花粉育性是確定雜交組合的基礎。目前,生產(chǎn)上缺乏兼具高產(chǎn)、優(yōu)質、抗病蟲等特性的棗品種。因此,通過雜交育種選育特定的雜交后代勢在必行。
花粉活力是有性植物授粉受精的前提和保障,但花粉活力極易受到環(huán)境因子(溫度、濕度、光照、風和昆蟲)和栽培管理模式等外界因素的干擾[12~15]。河北省石家莊市夏季高溫、干旱且光照極強,嚴重影響棗花粉的活力。
因此本研究以76 份棗品種(系)為試材,測定其在河北石家莊地區(qū)的盛花期花粉量和離體萌發(fā)率,明確其在河北地區(qū)所表現(xiàn)的花粉育性,為篩選雜交親本提供理論依據(jù)。
1.1 試驗材料 棗樹試材為河北省、山西省、陜西省、山東省、遼寧省、江蘇省、北京市等地區(qū)常見的棗主栽品種和生產(chǎn)品種,共76 個。2020 年棗花盛花期每日上午10:00,在河北省農(nóng)林科學院石家莊果樹研究所資源圃種植的棗樹上,選擇樹冠外圍2~3 a 生的枝條采集蕾黃期棗花花蕾,用冰盒帶回實驗室,備用。
1.2 試驗方法
1.2.1 花粉數(shù)量的測定 取充分成熟、飽滿、未開裂的蕾黃期花藥30 枚,放入干凈的青霉素小瓶,自然干燥,重復3 次。待花粉充分散出后,每瓶滴入1%六偏磷酸鈉溶液2 mL,加蓋振蕩,使花粉呈懸浮態(tài)。
然后,吸取1 滴懸浮液于加蓋玻片的血球計數(shù)板上,在低倍顯微鏡(15×10)下觀察視野內(nèi)(400 個小格)的花粉粒數(shù)。每個品種重復6 次,取平均值,計算單藥花粉數(shù)量。
N=(視野內(nèi)花粉數(shù)×10 000×2)/30
1.2.2 花粉離體萌發(fā)率的測定 剝?nèi)±冱S期花粉置于凹面載玻片上,加1~2 滴含硼酸的15%蔗糖溶液[8](100 mL蔗糖溶液中加0.1%硼酸5 mL),用鑷子攪拌均勻,蓋上蓋玻片,置于25 ℃烘箱內(nèi)培養(yǎng)24 h。在顯微鏡下觀察統(tǒng)計6 個視野中萌發(fā)的花粉數(shù),取平均值計算萌發(fā)率。
花粉萌發(fā)率=(視野內(nèi)萌發(fā)的花粉數(shù)/視野內(nèi)的花粉總數(shù))×100%
2.1 花粉數(shù)量統(tǒng)計 76 份試材的花粉的數(shù)量及萌發(fā)率如表1 所示。
76 份試材花粉數(shù)量統(tǒng)計見圖1?;ǚ蹟?shù)量最高的棗品種為狗頭棗,達到4 889 粒/花藥。單藥花粉數(shù)量>4 000 粒的品種有4 個,分別是狗頭棗、金絲新4 號、贊優(yōu)5 和金絲無核3 號,占比5.26%;單藥花粉數(shù)量在3 000~4 000 粒的品種6 個,分別是馬牙、石棗3 號、扁核酸、三變紅、涇渭鮮-2 和伏脆蜜,占比7.89%;數(shù)量在2 000~3 000 粒的品種17 個,元氏1 號、鞍山小棗等,占比22.37%;數(shù)量在1 000~2 000 粒的品種35 個,北京白棗、盆棗2 號等,占比46.05%;數(shù)量<1 000 粒的品種14 個,國光、無核優(yōu)系、靈寶大棗等,占比18.42%?;ǚ蹟?shù)量最少的品種是茶壺棗,僅為111 粒/花藥。76個品種的花粉數(shù)量近半數(shù)集中于1 000~2 000 粒/花藥,表明棗樹品種花粉數(shù)量整體偏少。
圖1 76 份試材花粉數(shù)量統(tǒng)計圖
圖2 76 份試材花粉萌發(fā)率統(tǒng)計圖
2.2 花粉離體萌發(fā)率統(tǒng)計 76 份試材花粉萌發(fā)率統(tǒng)計見圖2。萌發(fā)率最高的是金絲新4 號,達43.21%。萌發(fā)率>40%的品種僅有1 個,占比1.32%;萌發(fā)率在30%~40%的品種7 個,占比9.21%;萌發(fā)率在20%~30%的品種13 個,占比17.11%;萌發(fā)率在10%~20%的品種30 個,占比39.47%;萌發(fā)率<10%的品種25 個,占比32.89%。萌發(fā)率最低的品種是冬棗,觀測視野中未見萌發(fā)的花粉,萌發(fā)率為0,且花粉有明顯的畸形。76個品種的花粉萌發(fā)率集中于<20%的范圍內(nèi),表明棗花粉萌發(fā)率較低。
2.3 花粉育性評價 本試驗篩選出20 個花粉育性較好的品種(系),見圖3。這20 份試材可分4 類:一是花粉量大,且萌發(fā)率較高的品種,如金絲新4 號、狗頭棗等;二是花粉數(shù)量較多但萌發(fā)率一般的品種,如扁核酸、三變紅等;三是花粉數(shù)量一般但萌發(fā)率較高的品種,如盆棗2 號、圓鈴棗、寶葫蘆棗和烏克蘭黑棗等;四是花粉數(shù)量和萌發(fā)率較為均衡的品種,如雪棗、羊奶棗、壺瓶棗、金昌1 號和穎玉。
圖3 適合做雜交親本的試材的花粉育性統(tǒng)計圖
本研究測定了76 份不同產(chǎn)地棗品種的花粉數(shù)量和萌發(fā)率,發(fā)現(xiàn)品種間花粉育性存在明顯差異,花粉數(shù)量多集中在1 000~2 000 粒/花藥,萌發(fā)率超七成小于20%,整體育性偏低,這既與品種有關,也和本地夏季高溫干旱少雨的天氣狀況相關。綜合評價76 份試材的花粉育性,我們篩選出金絲新4 號、狗頭棗、馬牙,鞍山小棗等20 份花粉數(shù)量大且萌發(fā)率較好,能滿足授粉需要的品種,可作為雜交組合的親本,提高育種效率。