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番荔枝花粉特性及其授粉技術(shù)研究進(jìn)展

2023-10-28 01:16:21孟富宣段元杰方海東孫漫瑩陽(yáng)世瑩孔維喜劉海剛
關(guān)鍵詞:釋迦花粉粒花粉管

孟富宣,段元杰,胡 祥,方海東,孫漫瑩,陽(yáng)世瑩,孔維喜,劉海剛

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所/元謀干熱河谷植物園,云南 元謀 651300)

番荔枝(Annona squamosaL.)屬番荔枝科(Annonaceae)番荔枝屬(Annona)植物,適宜在熱帶或亞熱帶地區(qū)種植,廣泛分布于整個(gè)南美洲的熱帶地區(qū),在非洲、澳大利亞、中國(guó)、印度、墨西哥、美國(guó)南部、菲律賓和泰國(guó)等地也有種植。番荔枝屬植物具有典型的完全花,雌雄同體,但雌雄蕊異熟,雌蕊先熟,而且花朵顏色不鮮艷,缺乏香味和花蜜,前來(lái)授粉的昆蟲(chóng)種群數(shù)量較少,導(dǎo)致番荔枝坐果差[1-2];由于受精胚珠的數(shù)量少和位置不均勻,最后結(jié)出的果實(shí)小而不對(duì)稱。番荔枝花粉粒成團(tuán)且具有黏性,風(fēng)傳粉也存在困難[3]。因此,授粉技術(shù)便成為番荔枝商業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在番荔枝生產(chǎn)中,要實(shí)現(xiàn)其品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高,就需要較高的授粉成功率和坐果率,有效授粉和坐果率的高低依賴于花粉的活力[4],到達(dá)柱頭的花粉數(shù)量[5]和授粉方法等[6]。本文綜述了國(guó)內(nèi)外番荔枝果樹(shù)花粉和授粉技術(shù)研究進(jìn)展,及所取得的成就,展望了番荔枝授粉技術(shù)的發(fā)展方向。

1 番荔枝花器官的特性

番荔枝具有典型的完全花,上位子房下位花;單體雄蕊,離生單雌蕊;全著藥型花藥,散粉方式為縱裂;短花絲,濕柱頭,短花柱[7-9]。不同番荔枝品種間的花瓣大小、花瓣厚度、花藥形態(tài)、花期均存在差異;番荔枝單朵花完全開(kāi)放需7 d左右,花瓣經(jīng)過(guò)開(kāi)始裂縫(雌蕊成熟,柱頭具容受性)、半張開(kāi)(柱頭仍有容受性)、完全張開(kāi)(散粉但柱頭失去容受性)3個(gè)階段[10],而半開(kāi)期是其授粉的最佳時(shí)期。田間番荔枝的開(kāi)花過(guò)程主要包括6個(gè)階段:第1朵花準(zhǔn)備開(kāi)放,花瓣之間開(kāi)始出現(xiàn)裂縫,處于雌蕊成熟前期;花瓣呈半開(kāi)狀態(tài),雌蕊已經(jīng)成熟,柱頭具有容受性;約30%的花朵處于半張開(kāi)狀態(tài),即雌蕊成熟期;花瓣完全張開(kāi),至少50%的花朵處于完全張開(kāi)狀態(tài),即雄蕊成熟期,柱頭容受性已喪失;花瓣出現(xiàn)萎蔫,即末花期[11]。

番荔枝花的花蕾內(nèi),雌蕊群聚組成一圓錐體,雄蕊眾多,層疊環(huán)繞于錐體下方,排列整齊而緊密。番荔枝花花朵越大,圓錐體就越大,雄蕊數(shù)也就越多,不同品種的花朵的雄蕊數(shù)為200~1000枚。番荔枝的花藥含4個(gè)藥室,花藥壁發(fā)育為基本型,腺質(zhì)絨氈層。小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)胞質(zhì)分裂為連續(xù)型,形成左右對(duì)稱形的小孢子四分體。成熟花粉粒多以四合花粉形式存在。子房多室,每室具有1枚倒生胚珠。邊緣胎座,雙珠被,厚珠心。大孢子四分體以直線形為主,胚囊發(fā)育為寥型?;ǚ蹫檩椛鋵?duì)稱型,外壁具穴狀紋孔,無(wú)萌發(fā)孔,赤道面觀見(jiàn)1~2條溝,而極面觀察則為4條。赤道面觀近橢圓形,極面觀圓形或橢圓形,表面光滑或具有小顆粒。

番荔枝雌雄蕊異熟,同一朵花的雌雄蕊之間不能實(shí)現(xiàn)傳粉受精,自然結(jié)果率很低,自花授粉和異花授粉后,12~24 h內(nèi)花粉管便可進(jìn)入胚囊完成雙受精,坐果率均較高。而在實(shí)際生產(chǎn)中,大多采用人工授粉來(lái)提高結(jié)果率[12]。果實(shí)的形狀和大小取決于受精卵的數(shù)量及位置,而有效的授粉和坐果在很大程度上依賴于花粉的活性[4]和到達(dá)柱頭花粉的質(zhì)量[5]以及花粉管達(dá)到的位置[13]等。

2 番荔枝花粉與柱頭的接受性

2.1 影響花粉萌發(fā)的因素

番荔枝花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)受諸多外部因素和內(nèi)部因素[14]的影響。研究發(fā)現(xiàn),花粉采集時(shí)間、開(kāi)花季節(jié)、地域差異、品種差異均能使得番荔枝花粉的體外萌發(fā)率不同。新采集的花粉粒的體外發(fā)芽率為19%~37%[15-16]。早上6:00采集的花粉發(fā)芽率最高,隨著時(shí)間的推移,花粉發(fā)芽率呈下降趨勢(shì),下午14:00采集的花粉不萌發(fā),這可能是花粉干燥后喪失活力所導(dǎo)致的。Balanagar番荔枝(Annona squamosaL. cv.Balanagar)和秘魯(毛葉)番荔枝(Annona cherimolaMiller)的花粉壽命均較短暫,裂開(kāi)后無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間存活。上午7:00~12:00之間采集的花粉粒的平均發(fā)芽率為50.2%[17]。在M(5%蔗糖+100 mg/kg硼酸)培養(yǎng)基中,早上8:00采集的花粉的花粉管伸長(zhǎng)值較高(69.73 pm,18 ℃),而在早上6:00(41.83 pm,32.5 ℃)和中午12:00(18.32 pm,32.5 ℃)的花粉管伸長(zhǎng)值較小。上午8:00采集的花粉的花粉管伸長(zhǎng)最大,可能是由于當(dāng)時(shí)的溫度有利于絨氈層發(fā)揮其正常功能,因而花粉離體的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)最好,有助于提高番荔枝的坐果率。雨季和旱季收集的番荔枝花粉的發(fā)芽率分別為25.0%和37.6%[15],有籽番荔枝和無(wú)籽番荔枝的花粉活力分別為38.5%和52.5%[4]。非洲驕傲(Annona atemoyaHort. et West.cv. African pride)和鳳梨釋迦(Annona cherimolaMill.×A. squamosaL.)自交和雜交后花粉在柱頭上均能萌發(fā),但這2個(gè)品種間的萌發(fā)速度存在差異,授粉后1 h,花粉管均開(kāi)始萌發(fā),但數(shù)量有差異,鳳梨釋迦自交和雜交已經(jīng)大量萌發(fā),而非洲驕傲自交和雜交的則在14 h后才大量萌發(fā),授粉24 h后花粉管均進(jìn)入子房,鳳梨釋迦授粉后花粉管48 h后到達(dá)胚囊[17]。研究還發(fā)現(xiàn),鳳梨釋迦的離體花粉萌發(fā)率較低,在巴西鳳梨釋迦花粉的體外萌發(fā)率為5.9%~19.7%[4,15]。

番荔枝花粉粒的萌發(fā)率主要取決于環(huán)境溫度、濕度、花粉含水量、花粉成熟度、貯藏溫度、持續(xù)時(shí)間及其各因素之間的相互作用[19]。番荔枝花粉的最佳體外萌發(fā)溫度為20~25 ℃,在20~30 ℃的范圍內(nèi),番荔枝屬植物的花粉萌發(fā)率較高(35%~47%);在30 ℃以上或15 ℃以下的條件下,花粉的萌發(fā)率顯著降低[16]。關(guān)于番荔枝花粉貯藏在秘魯番荔枝[20-21]、普通番荔枝(Annona squamosaL.)和鳳梨釋迦[15]等品種中也有研究,發(fā)現(xiàn)在花季開(kāi)始時(shí)收集并在適當(dāng)條件下儲(chǔ)存的花粉可用于整個(gè)花期內(nèi)的授粉[21]。Balanagar 番荔枝的花粉用無(wú)水硅膠脫水,然后在-196 ℃下貯藏,開(kāi)始貯藏時(shí)的發(fā)芽率為51.5%,2個(gè)月后的花粉能在體外萌發(fā),但隨著貯藏期的延長(zhǎng),其萌發(fā)率和花粉管伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度將會(huì)降低。在持續(xù)90 d后,離體花粉的萌發(fā)率急劇下降。顯微鏡檢查顯示,花粉在低溫下儲(chǔ)存后會(huì)發(fā)生變形或皺縮(形態(tài)損傷),進(jìn)而導(dǎo)致花粉體外萌發(fā)不良[22]。紅釋迦(Annona spinescens)雄花期和雌花期傍晚采集的花粉的最高離體萌發(fā)率分別為26.5%和23.0%,均低于Lessard Thai番荔枝(Annona squamosaLessard Thai),Lessard Thai番荔枝和鳳梨釋迦的花粉能分別儲(chǔ)存24、48 h,鳳梨釋迦雌花期傍晚收集的花粉貯藏72 h后不萌發(fā)[12]。因此,種植番荔枝必須從種植區(qū)的氣候環(huán)境條件出發(fā),選擇適宜的品種,研究其雌蕊、雄蕊的成熟特性,以確定花粉的最佳采集和授粉時(shí)間。

2.2 花粉活力

番荔枝科是真核生物比較古老的一個(gè)科,該科花粉的發(fā)育和形成具有高度的多樣性,花粉形態(tài)多樣,從單體到多體不等,花粉結(jié)合機(jī)制也不同[23]。鳳梨釋迦在花藥開(kāi)裂時(shí)同時(shí)存在二合體和三合體花粉,2種花粉的比例受溫度、水分等環(huán)境條件的影響。在不斷變化的環(huán)境條件下,2種花粉可以為物種提供一種適應(yīng)性優(yōu)勢(shì),保持花粉進(jìn)入胚珠的時(shí)間變化,以確保一些花粉管在適當(dāng)?shù)陌l(fā)育時(shí)間到達(dá)卵細(xì)胞[24]。2種類型的花粉均能萌發(fā),三合體花粉壽命較短,但可以快速萌發(fā);二合體花粉花粉管的生長(zhǎng)是雙向的,初始階段的自養(yǎng)生長(zhǎng)緩慢,異養(yǎng)生長(zhǎng)階段的花粉管會(huì)產(chǎn)生胼胝質(zhì)栓;然而,三合體花粉從萌發(fā)開(kāi)始就依賴于外源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。三合體花粉的傳播方式通常是風(fēng)和水,溫度稍微升高,花粉則快速萌發(fā),這會(huì)加速雌性發(fā)育和整個(gè)生殖過(guò)程[25]。二合體和三合體之間的平衡關(guān)系能為具有雌雄同體的切里莫拉等物種提供適應(yīng)性優(yōu)勢(shì)。一方面,二合體花粉可以存活到第2天,然后在雌性階段通過(guò)傳粉昆蟲(chóng)轉(zhuǎn)移到花朵上[26];另一方面,當(dāng)柱頭在短時(shí)間內(nèi)仍能接受時(shí),三合體花粉可以在花藥開(kāi)裂時(shí)快速萌發(fā)。因此,2種花粉同時(shí)存在可增加受精的機(jī)會(huì)[27]。但如何在某些促進(jìn)花粉快速萌發(fā)的環(huán)境條件下,選擇有利于固定產(chǎn)生三合體花粉的性狀還有待進(jìn)一步研究。

花粉活力的變化可能會(huì)干擾受精,進(jìn)而影響果實(shí)的產(chǎn)量。花粉活力的降低可能是受生殖器官發(fā)育過(guò)程中環(huán)境條件的直接影響,如溫度、水分脅迫和營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)分的可用性[28]。盡管不同物種對(duì)這些因素的耐受范圍差異很大,但生殖組織生長(zhǎng)發(fā)育期間溫度的輕微升高則可能會(huì)加速或延遲開(kāi)花[29],從而影響雄性和雌性生殖系統(tǒng)發(fā)育的同步性,并導(dǎo)致配子體產(chǎn)生缺陷[30]。尤其是高溫可能會(huì)影響花粉粒的形態(tài)、化學(xué)成分和代謝[31]以及花粉生產(chǎn)力和性能[15],進(jìn)而影響種子的生長(zhǎng)和結(jié)果[12]。開(kāi)花前,溫度可能會(huì)改變花粉活力,并影響成熟過(guò)程中淀粉的積累和能量的儲(chǔ)備,而花粉通常是自養(yǎng)萌發(fā)的[32]。Lora等[33]觀察到番荔枝的淀粉分解和花粉萌發(fā)受開(kāi)花前溫度的影響,當(dāng)花朵在25 或15 ℃下儲(chǔ)存2 d時(shí),花粉中的淀粉在開(kāi)花前迅速流失。碳水化合物積累的變化可能會(huì)導(dǎo)致能量物質(zhì)的可用性和碳水化合物的滲透力降低[34]。干旱地區(qū)的氣候季節(jié)性影響了番荔枝花粉粒的發(fā)育。旱季,在花粉粒的發(fā)育過(guò)程中,檢測(cè)到花粉粒的營(yíng)養(yǎng)成分減少,相比之下,雨季更有利于花粉粒的發(fā)育,花粉活力和花粉管長(zhǎng)度均較好。通過(guò)人工授粉,旱季和雨季的番荔枝平均坐果率均超過(guò)了70%,但雨季授粉的果實(shí)種子數(shù)量更多、鮮果重量更大、果肉和種子質(zhì)量更高[35]。根據(jù)區(qū)域氣候條件,在實(shí)際生產(chǎn)中,通常采用修剪整形、水肥管理等田間技術(shù)調(diào)整番荔枝的花期來(lái)避開(kāi)授粉、受精的不利因素,以獲得更高的坐果率。

2.3 柱頭的接受性

花粉發(fā)育并不是唯一敏感的過(guò)程,高溫也可以同時(shí)影響花粉和柱頭的發(fā)育。番荔枝的柱頭是一種濕柱頭,柱頭可接受性的時(shí)間長(zhǎng)短受環(huán)境因素的影響,高溫縮短,高濕則延長(zhǎng)。番荔枝的生殖周期為2 d,在花周期的第1天柱頭是可接受的,第2天則急劇下降。在花周期的第1天和第2天早上,人工授粉后,坐果良好。第2天下午授粉,坐果率急劇下降。此時(shí),在花的雌性階段,柱頭分泌量減少,柱頭開(kāi)始干燥。在這個(gè)接受期,白天溫度或濕度的變化對(duì)坐果率沒(méi)有顯著的影響,但會(huì)影響雌性期最后幾個(gè)小時(shí)柱頭接受性的持續(xù)時(shí)間。一方面,較高的相對(duì)濕度可以延長(zhǎng)柱頭的接受性,使柱頭分泌功能在轉(zhuǎn)雄性期后還能保持?jǐn)?shù)小時(shí),從而促進(jìn)同一朵花的自花授粉;另一方面,較高的溫度推遲了雌花在花期第1天的開(kāi)放時(shí)間,也增加了花期第2天柱頭干燥的速度,然后才轉(zhuǎn)變?yōu)樾刍ㄆ?,縮短了柱頭的接受期[36]。在田間自然條件下,雖然雨季的平均溫度較高,但相對(duì)濕度也高于旱季,而低濕度會(huì)影響番荔枝柱頭的接受性,從而導(dǎo)致受精胚珠數(shù)量減少,因此種子的數(shù)量和產(chǎn)量降低。當(dāng)相對(duì)濕度從95%降低到72%時(shí),番荔枝柱頭的接受性下降,當(dāng)柱頭表面沒(méi)有分泌物時(shí),柱頭的接受性顯著降低,直至喪失[27,29]。番荔枝在授粉過(guò)程中,根據(jù)花的開(kāi)放時(shí)間,收集優(yōu)質(zhì)花粉,并在柱頭最佳接受期內(nèi)及時(shí)授粉,以獲得更高的授粉成功率。

3 番荔枝授粉技術(shù)研究的現(xiàn)狀

3.1 花粉的數(shù)量和來(lái)源

花粉的數(shù)量和來(lái)源都是限制番荔枝產(chǎn)量的潛在因素?;ǚ蹟?shù)量限制了果實(shí)的產(chǎn)量,到達(dá)可接受柱頭表面的花粉粒數(shù)量決定了可以受精產(chǎn)生種子的胚珠數(shù)量,授粉不充分會(huì)導(dǎo)致花果比降低?;ǚ圪|(zhì)量會(huì)影響最終的果實(shí)產(chǎn)量,但花粉的活力、與母體植物的親和性因其來(lái)源而異?;ǚ蹟?shù)量和質(zhì)量也可能相互影響,并決定著果實(shí)的最終質(zhì)量。果實(shí)形狀與花內(nèi)正在發(fā)育的種子數(shù)量和位置分布有關(guān)。每一個(gè)核果都源于一個(gè)成功授粉的雌蕊。成功授粉的單個(gè)雌蕊的數(shù)量和位置決定了發(fā)育中種子位置和果實(shí)的外形,并最終決定了聚合果實(shí)的對(duì)稱性。自主授粉的果實(shí)比較小、成熟數(shù)量少,含有的種子數(shù)也很少。番荔枝的花藥數(shù)量?jī)H有300~400粒,遠(yuǎn)低于蘋(píng)果和梨[37],是目前已知花藥數(shù)量最少的熱帶果樹(shù),但由于花粉數(shù)量多,因而花朵的花粉數(shù)量并不比這些果樹(shù)的少。

番荔枝果實(shí)質(zhì)量和對(duì)稱性受成熟情況和種子數(shù)量的影響。不同花粉源人工授粉處理后果實(shí)質(zhì)量和對(duì)稱性存在差異。在Hillary White番荔枝[(Annona squamosa×A. cherimola)cv. Hillary White]果園中,它的自然授粉率低,結(jié)果少且果形差,用Hillary White或非洲驕傲的花粉進(jìn)行人工授粉,均能顯著提高果樹(shù)的總產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。然而,花粉來(lái)源于非洲驕傲的果實(shí)明顯比Hillary White的總種子數(shù)更多、更大、更對(duì)稱[38]。種子數(shù)量的差異可能是由于合子前或合子后的敗育,導(dǎo)致發(fā)育果實(shí)中受精胚珠總數(shù)減少。當(dāng)使用跨品種花粉人工授粉,而不是自花花粉時(shí),果實(shí)質(zhì)量更高。因此,對(duì)于番荔枝果實(shí)品質(zhì)和對(duì)稱性而言,為確保每朵花中授粉成功的胚珠數(shù)最多,應(yīng)該提供大量高質(zhì)量的花粉。

花粉的來(lái)源會(huì)影響番荔枝的坐果率,即使采用人工授粉來(lái)改善坐果不良,提高坐果率和單株果實(shí)產(chǎn)量,也需要選擇優(yōu)質(zhì)、有效的花粉源才能生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)的果實(shí)[39]。番荔枝品種Bays(A. cherimolaMill.cv. Bays)、Reretai(A. cherimolaMill.cv.Reretai)、Pain(A. cherimolaMill.cv. Pain)和White(A.cherimolaMill.cv. White)采用自花花粉進(jìn)行人工授粉,坐果率為84%~96%,而采用4個(gè)品種的混合花粉授粉坐果率為38%~69%[40];用非洲驕傲花粉在鳳梨釋迦上授粉,坐果率為80.5%[39]。Arka Sahan[(A. cherimola×A. squamosa)×A. squamosa]番荔枝花授以普通番荔枝的花粉的坐果率大于91%,果實(shí)單果重大于600 g;授以牛心番荔枝(Annona reticulataL.)的花粉和自花花粉的坐果率中等,為31%~86%;采用鳳梨釋迦和秘魯番荔枝花粉的結(jié)實(shí)率為4%~13%,而自然結(jié)實(shí)率只有2%[41]。因此,父本和母本均能影響番荔枝的坐果率。番荔枝因其花粉直感效應(yīng),結(jié)實(shí)、形態(tài)和質(zhì)量與選擇的花粉親本有關(guān)[42]。番荔枝自花授粉結(jié)實(shí)較少,形狀和大小不一,而大多數(shù)可食用的番荔枝屬能相互授粉結(jié)實(shí),一些特定的組合表現(xiàn)良好,F(xiàn)0代具有果實(shí)大、果形佳、品質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)[43]。測(cè)定Balady(Annona squamosaL.cv.Balady)、Abd ElRazik(Annona squamosaL.cv.ElRazik)和Finny (Annona squamosaL.cv.Finny)3個(gè)品種花粉的育性,發(fā)現(xiàn)Balady的可育花粉比例最高。以Balady作為花粉源,能增加Abd ElRazik和Finny品種的結(jié)實(shí)率和種子數(shù)量,果實(shí)品質(zhì)也有所提升[44]。

3.2 授粉技術(shù)

3.2.1 自然授粉 自然授粉是借助風(fēng)、蟲(chóng)、水、鳥(niǎo)等外界條件而使物種授粉結(jié)實(shí)。但由于番荔枝的品種特性,自然授粉結(jié)實(shí)率低,外觀品質(zhì)不均勻。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的科學(xué)研究,人們也發(fā)現(xiàn)一些特殊品種,其自然坐果率相對(duì)較高,比如在澳大利亞熱帶地區(qū),粉紅巨物(Annona squamosa×A. cherimola)的芽變種KJ Pinks [(Annona squamosa×A. cherimola)cv.KJ Pinks],其自然坐果率超過(guò)40%,而粉紅巨物和另一個(gè)芽變種Hillary White的平均坐果率都不到3%[45]。另外,通過(guò)對(duì)環(huán)境條件的調(diào)節(jié)也可促進(jìn)番荔枝的自花授粉。番荔枝花粉含有二合體、三合體和四合體,而溫度會(huì)影響二合體(長(zhǎng)生活力)和三合體(短生活力)花粉的比率,環(huán)境溫度的變化會(huì)影響2種花粉的比例,同時(shí)可能會(huì)影響番荔枝花周期的同步性和柱頭的可接受性。高溫會(huì)加重番荔枝花的雌雄異熟性,縮短柱頭接受期,此時(shí)三合體花粉的存活率更高[46];反之,低溫可延長(zhǎng)柱頭的可接受性和增加二合體花粉的釋放,從而促進(jìn)自花授粉。

3.2.2 人工授粉 番荔枝雌雄同體異熟阻礙了自花授粉[42];而且花朵顏色不鮮艷,缺乏香味和花蜜,限制了昆蟲(chóng)傳粉[1-2],由于花粉粒成團(tuán)且具有黏性,因此風(fēng)傳粉也存在困難[3]。番荔枝還含有大量不可存活的低活力花粉,是坐果不良的原因之一[16]。有研究顯示,番荔枝通常含有大量的二分體和四分體花粉,使得花粉粒總體活力下降,其中四分體比例較高則會(huì)導(dǎo)致番荔枝結(jié)實(shí)不良,因?yàn)樗姆煮w不能在番荔枝的柱頭表面發(fā)芽[47]。而且番荔枝授粉受精不足會(huì)導(dǎo)致心皮發(fā)育不均、坐果率低、畸形果實(shí)。因此,番荔枝需進(jìn)行人工授粉以確保授粉成功率和良好的果實(shí)形狀。人工授粉可以通過(guò)以下2種方式進(jìn)行:一是早上從完全開(kāi)放的花朵(雄性階段)采集花粉,然后立即人工授粉;二是雌性階段晚上采完全開(kāi)放的花朵,然后放在紙袋中,置于室溫下,第2天早上用淺托盤(pán)或紙搖晃花朵,收集花粉,再轉(zhuǎn)移到小容器中,使用小刷子或手動(dòng)吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行人工授粉?;ǚ劭梢员4嬖诒渲幸詡涞?天早上使用[48]。

番荔枝人工授粉成功率和產(chǎn)量取決于花粉量[5]、花粉活力[4]以及人工授粉的方法和時(shí)間。因此,要求生產(chǎn)者必須確定所種植品種的最佳授粉時(shí)間和花粉貯藏期,以優(yōu)化坐果率和品質(zhì)。對(duì)于紅番荔枝和Lessard Thai番荔枝而言,人工授粉的最佳條件是使用從雄花期采集的新鮮花粉,然后立即進(jìn)行人工授粉,或者使用從傍晚采集的雌花期花粉,并在18 h內(nèi)進(jìn)行人工授粉。鳳梨釋迦的最佳授粉程序是傍晚從雌花期采集花粉,并在18 h內(nèi)使用授粉,獲得的鳳梨釋迦的果實(shí)質(zhì)量較高。當(dāng)使用的花粉在冰箱中儲(chǔ)存24和48 h時(shí),果實(shí)質(zhì)量顯著降低。在不加溫的溫室中生長(zhǎng)的Hillary White和鳳梨釋迦,6月中旬進(jìn)行人工授粉,其果實(shí)較大,含糖量比6月上旬和下旬高??梢?jiàn)人工授粉的最佳時(shí)間是初花后2周左右的6月中旬。使用冰箱中儲(chǔ)存24和48 h的花粉給鳳梨釋迦進(jìn)行人工授粉時(shí),其果實(shí)結(jié)實(shí)率較高,但果實(shí)品質(zhì)顯著降低。因此,鳳梨釋迦的最佳過(guò)程是使用傍晚從雌花上采集的花粉,并在18 h內(nèi)授粉[12]。坐果不良和結(jié)果不穩(wěn)定是限制番荔枝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素,現(xiàn)階段番荔枝要獲得豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),必須采取人工授粉。

3.2.3 昆蟲(chóng)授粉 番荔枝的授粉昆蟲(chóng)主要是甲蟲(chóng),但訪問(wèn)花朵的甲蟲(chóng)數(shù)量少則會(huì)導(dǎo)致自然授粉率低。若將甲蟲(chóng)聚集在花朵周圍或用信息素引誘更多甲蟲(chóng)到果園以增加傳粉媒介豐度,可提高授粉率[49]。雖然人工授粉是增加番荔枝坐果率最有效的方法[39],但這需要投入大量的人力且成本高。因此,研究者使用通用蛾類誘捕器和各種食物引誘劑配合使用,引誘甲蟲(chóng)前來(lái)授粉。2種誘餌對(duì)甲蟲(chóng)的引誘有協(xié)同效應(yīng),再添加食物引誘劑能增加被誘捕甲蟲(chóng)的數(shù)量,食物引誘劑是誘捕甲蟲(chóng)的關(guān)鍵因素;使用甲蟲(chóng)誘餌和食物引誘劑能吸引各種潛在的傳粉者來(lái)到番荔枝果園,也增加了番荔枝的坐果率。而甲蟲(chóng)的花粉傳遞系統(tǒng)不完善,它們攜帶和傳遞花粉的能力很差[6]。因此,甲蟲(chóng)的授粉效率較低,無(wú)法滿足商業(yè)生產(chǎn)的需求。

4 番荔枝授粉技術(shù)存在的問(wèn)題

大多數(shù)被子植物在花藥開(kāi)裂時(shí)以單體形式釋放花粉[50],由于環(huán)境溫度和濕度的變化影響了番荔枝花粉的聚合形式,可以聚合為二合體、三合體、四合體或多聚體,但單體和四合體花粉粒在番荔枝屬中最常見(jiàn)[51]。番荔枝雌雄異熟,雌蕊先熟,當(dāng)雄蕊成熟花藥裂開(kāi)時(shí),柱頭的接受性便顯著降低。離體花粉不耐貯藏,在4 ℃下第4天幾乎完全失去活力,這也可能與大部分花粉粒以四合體的形式存在有關(guān)。幾種花粉的活力和萌發(fā)特性不一樣,花粉源也影響番荔枝的坐果率。此外,即使采用人工授粉的方法進(jìn)行授粉,鳳梨釋迦也因授粉不均而導(dǎo)致大量的畸形果存在。有關(guān)番荔枝授粉器授粉和液體授粉的研究很少,效果也不穩(wěn)定,番荔枝花粉懸浮液的儲(chǔ)運(yùn)濃縮技術(shù)研究還尚未開(kāi)展。

5 番荔枝授粉技術(shù)的展望

番荔枝花小,花粉量偏少,采集困難,人工授粉需要投入大量的勞動(dòng)力。液體授粉技術(shù)不僅授粉速度快,節(jié)約花粉,節(jié)省人工,還能夠增加柱頭的養(yǎng)分,延長(zhǎng)授粉受精時(shí)間[52]。研發(fā)番荔枝授粉器、開(kāi)展液體授粉技術(shù)和花粉懸浮液的儲(chǔ)運(yùn)濃縮技術(shù)就顯得非常迫切?,F(xiàn)階段乃至今后的種植業(yè)均以綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向,消費(fèi)者對(duì)優(yōu)質(zhì)安全精品農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)需求也不斷增加,蟲(chóng)媒授粉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性越發(fā)突出。蟲(chóng)媒授粉能夠有效減少人工授粉所帶來(lái)的授粉不均、畸果率大、果品口感不佳等問(wèn)題,因此可繼續(xù)研究尋找番荔枝授粉昆蟲(chóng),并加大新品種選育力度。

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