廖 芬,黃永才,桂 杰,陳 格,蔣 萍,楊 柳

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院/廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點(diǎn)實驗室,南寧,530007)

西番蓮又名百香果,是西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora)多年生常綠藤本植物,是熱帶特色優(yōu)稀果樹,原產(chǎn)南美洲中北部,主要生長在中南美洲、澳洲、非洲及亞洲[1]。近年來,隨著我國消費(fèi)者對西番蓮的認(rèn)可,鮮食、加工市場對西番蓮的需求量急劇攀升,西番蓮種植面積不斷擴(kuò)大,由于其生長期短(4～6個月),生產(chǎn)效益快,已成為我國熱區(qū)(省、市)扶貧和鄉(xiāng)村振興的重要果樹之一[2]?；ㄊ侵参镏匾敝称鞴?其發(fā)育進(jìn)程和生物學(xué)特征影響授粉和結(jié)果。特別是花粉活力與壽命、柱頭可育性、花期相遇時間、雜交指數(shù)和異交傾向等都是植物有性繁殖過程的熱點(diǎn)問題[3]。近年來天氣異常,特別是高溫已成為西番蓮花芽敗育或花器官敗育的重要因素之一。研究西番蓮花器官發(fā)育進(jìn)程及育性,對解析西番蓮耐熱性適應(yīng)機(jī)制和推進(jìn)抗熱雜交育種具有重要指導(dǎo)意義。近5年來,國內(nèi)外西番蓮研究主要集中于抗病選育[4-5]、栽培條件優(yōu)化[6-7]和品質(zhì)分析等方面[8]。在耐熱性研究方面,主要針對花粉萌發(fā)進(jìn)行相關(guān)研究。Hiroshi[9]等觀察了溫度對14個西番蓮雜交栽培品種花粉萌發(fā)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種花粉萌發(fā)的最適溫度不同,溫度范圍26～36 ℃,其中雜交種Minami-jujisei萌發(fā)最高溫度為36 ℃,Passiflora.laurifolia的萌發(fā)溫度最低,為26～28℃。紫果西番蓮(Passifloraedulis)在晝夜溫度33/28 ℃的高溫條件下會生產(chǎn)小而低糖的果實,夏季夜間高溫(30 ℃)還會對果皮的著色產(chǎn)生抑制作用[10]。田青蘭等[11]以“臺農(nóng)1號”西番蓮為研究對象,發(fā)現(xiàn)花期前20～35 d、開花當(dāng)天及花后5～20 d出現(xiàn)高溫(最高溫度和平均溫度分別高于36.19 ℃和26.24 ℃)會限制其花芽形成和著果。Atsushi等[12]比較不同溫度(30～40 ℃)對兩種日本栽培品種“Summer Queen”“Ruby Star”光合作用、蒸騰作用、呼吸率和葉綠體含量的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度超過35 ℃時,2種西番蓮各生理指標(biāo)參數(shù)隨溫度增加而下降,而高溫環(huán)境下“Ruby Star”比“Summer Queen”更穩(wěn)定。

我們團(tuán)隊分別于2019—2021年夏季高溫季節(jié)(8月)對西番蓮主產(chǎn)區(qū),廣西玉林市、貴港市、欽州市、防城港市進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)主栽品種“臺農(nóng)1號”“小黃金”“維蜜黃金”西番蓮在高溫季節(jié)(>35 ℃)著果率低于5%。針對當(dāng)前國內(nèi)缺乏耐高溫西番蓮品種問題,我們在大量收集國內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上,長期開展高溫脅迫(>35 ℃)條件下優(yōu)異西番蓮種質(zhì)資源篩選,于2020年選育出耐高溫、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的黃金西番蓮(P.edulisf.flavicarpa)新品種“欽蜜9號”,該品種平均單果質(zhì)量69.17 g,純甜無酸,糖酸比為12.7,可溶性固形物含量19.4%,不耐冷但耐高熱,在夏季>35 ℃高溫連續(xù)10 d以上仍可正常開花結(jié)果,而其他黃果西番蓮在此溫度條件下極少開花結(jié)果,說明該品種花器官發(fā)育可以耐受高溫。目前西番蓮適應(yīng)高溫的花器官發(fā)育過程鮮見報道。本試驗觀察“欽蜜9號”花器官不同發(fā)育階段性狀,分析其花粉活力、柱頭可育性等,解析耐高溫品種繁育特點(diǎn)和耐熱機(jī)制,為創(chuàng)制耐熱型西番蓮雜交群體和新品系選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

耐熱型西番蓮品種“欽蜜9號”來自廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科學(xué)研究基地西番蓮資源圃,北緯23.20°,東經(jīng)18.16°,海拔200 m,年日均最高氣溫17～37 ℃,日均低溫11～27 ℃,每年6—10月日均高溫33～37 ℃,年降水量1 100～1 300 mm,亞熱帶季風(fēng)氣候。

試驗于2021—2022年7—10月開展,此期是“欽蜜9號”持續(xù)開花期,試驗地夏季35～37 ℃高溫主要集中在7—8月,2021年7—8月35 ℃ 以上高溫天氣共35 d,2022年7—8月共35 d;其中2021年7月12—22日持續(xù)11 d,2022年7月20日至8月4日持續(xù)16 d。9—10月仍有8～13 d 35 ℃ 以上高溫天氣(見圖1)。

圖1 2021—2022年7—10月供試果園溫度情況

在“欽蜜9號”二級蔓花序形成后,選取花序完整、植株健壯,生長良好無病株的枝蔓,標(biāo)記不同發(fā)育階段花朵進(jìn)行觀測和記錄;根據(jù)生長日期,采集不同發(fā)育階段花朵裝在密封袋中帶回實驗室,進(jìn)行室內(nèi)觀察和數(shù)據(jù)測定。

1.2 花器官特征測定

不同發(fā)育階段的花蕾表型測定:分別取不同發(fā)育階段花蕾20個,采用游標(biāo)卡尺測定花蕾橫徑、縱徑,花蕾縱徑為萼筒基部到花冠頂部距離,花蕾橫徑為最寬位處的距離;將花蕾各部分分解,在立體解剖鏡下觀察花器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)育變化情況。

完全開放的花器官表型測定:采用游標(biāo)卡尺測定完全打開后的花器官直徑,萼片直徑和長度,花瓣長度和寬度,萼筒直徑和高度,花藥柄長度,花藥長度和寬度,柱頭長度和寬度。

1.3 花粉數(shù)量測定

取裂蕾期前1～2 d花藥未裂開時、開花時、開花第1天和第3天的花藥,放入培養(yǎng)瓶中,置于有硅膠的干燥皿中待花藥干燥后散落于管中。待花粉充分散出后,每管滴入1%偏6磷酸溶液1 mL,加蓋充分搖勻,使花粉懸浮充分,XB-K-25型血球計算板統(tǒng)計花粉數(shù)量,重復(fù)6次[13],每個花藥花粉數(shù)量(個)=(80個小方格花粉?？倲?shù)×400×10 000×稀釋倍數(shù))/80 。

1.4 花粉活力和萌發(fā)能力測定

采用I2-IK染色法測定花粉活力,取裂蕾期前花藥未裂開時、開花時、開花第1天和第3天花藥花粉,放在載玻片上滴入0.5% I2-IK溶液1～2滴,顯微鏡下觀察統(tǒng)計,每個發(fā)育期取花藥6個,每個花藥觀察5個視野數(shù)據(jù),以著色花粉數(shù)量作為其活力指標(biāo)?；ǚ刍盍?%)=有活力的花粉數(shù)/花粉總數(shù)×100[13]。

花粉萌發(fā)能力測定采用培養(yǎng)基萌發(fā)法,參考劉潔云等[14]的方法,取不同發(fā)育階段花藥花粉,放在有花粉培養(yǎng)基的凹面載玻片上,26 ℃下黑暗培養(yǎng)2 h,顯微鏡下檢測花粉管長度大于花粉直徑的花粉數(shù)量,每個發(fā)育期取花藥6個,每個花藥觀察5個視野數(shù)據(jù),花粉萌發(fā)率(%)=萌發(fā)花粉數(shù)/花粉總數(shù)×100。

1.5 柱頭可授性的測定

取不同發(fā)育階段花朵柱頭置于培養(yǎng)瓶中,加入1%聯(lián)苯胺∶3%過氧化氫∶水=4∶11∶22的反應(yīng)液,柱頭需全泡在反應(yīng)液中,黑暗處理25 min,觀察柱狀顏色和氣泡產(chǎn)量數(shù)量判斷柱頭可育性。柱頭全變粉色,產(chǎn)生大量大氣泡的可育性最強(qiáng),標(biāo)記為+++;柱頭全變粉色,氣泡量較多的可育性較強(qiáng),標(biāo)記為++;柱頭一半以上染成粉色,氣泡量少為具有可育性,標(biāo)記為+;柱頭粉色區(qū)域小于1/3,氣泡極少或沒有,部分有可育性,標(biāo)記為-/+;柱頭無粉色或無氣泡,無可育性,記為-[13]。

1.6 異交指數(shù)(OCI)和花粉/胚珠(P/O)測定

隨機(jī)挑選完全打開花朵20朵,統(tǒng)計異交指數(shù)(OCI);同時解剖子房,觀察記錄胚珠數(shù),計算花粉胚珠比(P/O),P/O =花粉總數(shù)/胚珠數(shù)。根據(jù)Dafni的異交指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)[15]和Cruden的花粉/胚珠標(biāo)準(zhǔn)[16]判斷“欽蜜9號”的繁育系統(tǒng)類型,具體為花朵直徑<1 mm為0分,1～2 mm為1分,2～6 mm為2分,>6 mm,3分;雌雄蕊情況為花藥開裂,柱頭有可授性,或雌蕊先熟為0分,雄蕊先熟為1分,柱頭與花藥在同一高度為0分,空間分離為1分。OCI=花朵直徑得分+雌雄蕊得分;OCI為0時,閉花受精;OCI為1時,專性自交;OCI為2時,兼性自交;OCI為3時,自交親和,有時需要傳粉;OCI為4時,異交,部分自交親和,異交需要傳粉者。P/O=2.7～5.4為專性自交,P/O=18.1～38.0為兼性自交,P/O=2 588～396 244.7為兼性異交,P/O=2 108～195 525為專性異交。

1.7 傳粉方式試驗

擇標(biāo)記好的花朵50朵,分別進(jìn)行自然授粉、人工異花授粉、人工自花授粉和不授粉等4種處理,統(tǒng)計各處理著果數(shù),計算著果率。

1.8 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件整理數(shù)據(jù),SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 花器官各發(fā)育階段特征

“欽蜜9號”是較耐熱黃果西番蓮品種,經(jīng)過多年調(diào)查發(fā)現(xiàn),在夏季溫度超過35 ℃以上時仍正?；ㄑ糠只㈤_花結(jié)果?！皻J蜜9號”一般移植后40～50 d進(jìn)入生殖期,可持續(xù)開花到當(dāng)年10月,花朵開放時間一般為13:00—15:00,單花開放時間約24 h?！皻J蜜9號”進(jìn)入生殖生長期后,在枝條葉片同節(jié)位卷須基部出現(xiàn)點(diǎn)狀突起的花芽,花芽分化完成后慢慢長大,苞片生長較快,1周后拔開苞片可以看到花蕾。苞片中可見點(diǎn)狀突起花蕾時記為現(xiàn)蕾0 d,整個發(fā)育進(jìn)程大致可分為:現(xiàn)蕾期、花冠發(fā)育期、雌雄蕊成熟期、裂蕾開花期和謝花期(見圖2),持續(xù)時間約25～27 d。

注:1—4為現(xiàn)蕾期(現(xiàn)蕾0～6 d),5—9為花冠發(fā)育期(現(xiàn)蕾后7～12 d),10—12為雌雄蕊成熟期(現(xiàn)蕾后13～20 d),13-15為裂蕾開花期(現(xiàn)蕾后21～22 d),16—17為謝花期(現(xiàn)蕾后23 d和25 d)。

2.2 開花習(xí)性和花器官形態(tài)特征

“欽蜜9號”花開放可分為裂蕾、萼片打開、花瓣打開、雌雄蕊散開、花藥向上翻轉(zhuǎn)、柱頭向下接觸花藥、授粉等階段,花開放時的形態(tài)見圖2。

花朵完全開放時,即完全成熟花直徑平均值6.86 cm,最大值8.12 cm,最小值5.8 cm。萼片長平均值3.93 cm,最大值4.9 cm,最小值3.38 cm;寬平均值1.42 cm,最大值1.51 cm,最小值1.37 cm。薄膜狀花瓣長平均值4.23 cm,最大值5.01 cm,最小值3.33 cm;寬平均值1.44 cm,最大值1.54 cm,最小值1.38 cm。絲狀花瓣長平均值2.43 cm,最大值2.68 cm,最小值2.03 cm。萼筒直徑平均值1.05 cm,最大值1.32 cm,最小值0.82 cm;高度平均值1.45 cm,最大值1.74 cm,最小值1.21 cm。雄蕊,花藥柄長平均值0.94 cm,最大值1.02 cm,最小值0.9 cm。花藥長平均值1.1 cm,最大值1.22 cm,最小值0.97 cm;寬平均值0.54 cm,最大值0.59 cm,最小值0.51 cm。雌蕊中,子房高度平均值0.6 cm,最大值0.67 cm,最小值0.55 cm;直徑平均值0.44 cm,最大值0.46 cm,最小值0.41 cm。柱頭寬平均值0.61 cm,最大值0.66 cm,最小值0.56 cm;長平均值1.43 cm,最大值1.58 cm,最小值1.36 cm。

從圖2可以看出,“欽蜜9號”花器官由花梗、苞片、萼片、薄膜狀花瓣、絲狀花瓣、雄蕊和雌蕊組成。苞片3片,長1.7～2.0 cm,寬1.5～1.8 cm,葉脈因有花青素而呈褐紅色斑點(diǎn);萼片5枚,平均長度3.93 cm,平均寬度1.42 cm,外面為綠色,從基部向上顏色由淺綠色逐漸加深,至頂部為深綠色,每片萼片外部中間有條突起的脊;每片苞片和萼片上著生有數(shù)個小顆粒凸起的蜜腺。薄膜狀花瓣白色,5枚,平均長度4.23 cm,平均寬度1.44 cm;絲狀花瓣無數(shù)枚圍成一圈,尾部略卷曲,靠近花萼筒的約1/2長度為深紫色,外部約1/2長度為白色;花瓣基部與萼片底部聯(lián)合形成圓柱形萼筒,萼筒平均直徑1.05 cm,高度1.45 cm,萼筒內(nèi)部有蜜腺。雄蕊5枚,長度一致,花藥黃色,長方形囊狀。子房上位,頂部柱頭3枚,綠色,柱頭分裂為二,呈蹄狀結(jié)構(gòu)。花藥和柱頭基部均著生于子房頂部,柱頭高度略高于花藥3～5 mm。

裂蕾后,花在當(dāng)天13:00—15:00開放。開放時,花部外面包裹的5片綠色萼片逐片打開,接著白色薄膜花瓣打開,連同里面一圈絲狀花瓣也開始展開;5枚雄蕊緩慢向四周散開,此時花藥已裂開,散開后開裂的花藥囊轉(zhuǎn)頭向下;雄蕊散開后,原本聚攏在一起的雌蕊的3個柱頭也散開,此時整朵花完全開放?；ㄍ耆_放后,原來轉(zhuǎn)頭向下的花藥會慢慢地反轉(zhuǎn)向上,同時柱頭也向下彎,向花藥靠攏,最后碰在一起,花粉授到柱狀上,授粉完成,在開放過程中可以看到花粉也會黏到柱頭。授粉結(jié)束后1～2 d,可以觀察到子房明顯膨大,整朵花的花被部分又開始收攏,花藥、柱頭、花瓣、萼片等開始慢慢枯萎,進(jìn)入謝花期,此后是果實生長期。

現(xiàn)蕾期:現(xiàn)蕾后3～4 d,花蕾直徑約1 mm,除絲狀花瓣外其他器官均已形成,雄蕊和柱狀為嫩綠色,花藥內(nèi)部腔室已形成,花藥與子房緊密靠近。現(xiàn)蕾后6 d時,花蕾直徑約2 mm,花蕾高度約至苞片的1/2,4個花藥室已清晰可見,并充滿內(nèi)容物;萼片開始增厚,子房橫切面呈三角形,內(nèi)膜可以看到一些小突起,子房與花藥有明顯的空隙。

花冠發(fā)育期:分3個時期,一是現(xiàn)蕾后7～8 d,花蕾橫徑0.4～0.8 cm,縱徑0.5～1.0 cm,縱橫徑比1.25,花蕾高度與苞片長度齊平,絲狀花瓣開始出現(xiàn),最初為白色,1～2 d后基部開始變紫,此時萼片明顯變厚,胚珠已明顯可見,花藥顏色轉(zhuǎn)為黃色,柱頭深綠色,已有可授性。花藥室未見明顯內(nèi)容物,子房橫切面從三角形慢慢變?yōu)閳A形,子房與花藥的空隙變得更大。二是現(xiàn)蕾后9～11 d,花蕾橫徑0.8～1.4 cm,花蕾縱徑1.0～2.2 cm,縱橫徑比1.25～1.57,花蕾略超出苞片2～3 mm,絲狀花瓣基部變成紫色?；ㄋ幨页錆M內(nèi)容物,子房長大,胚珠已明顯可見。三是現(xiàn)蕾后12～13 d,花蕾橫徑1.4～1.8 cm,花蕾縱徑2.2～3.0 cm,縱橫徑比1.57～1.67,苞片基本定形,苞片高至花蕾1/2位置,各器官不斷長大,子房與花藥之間已無明顯空隙。

雌雄蕊成熟期,分3個時期,一是現(xiàn)蕾后14～17 d,花蕾橫徑1.8～2.3 cm,花蕾縱徑3.0～3.8 cm,縱橫徑比1.65～1.67,苞片高至花蕾的1/3位置,各器官不斷長大,花藥室充滿內(nèi)溶物,未看到成熟花粉粒。二是現(xiàn)蕾后18～19 d,花蕾橫徑2.3～2.5 cm,花蕾縱徑3.9～4.7 cm,縱橫徑比1.69～1.88,苞片與萼筒同高,花蕾飽滿,花藥未裂開,但已可以看到成熟花粉,此時萼筒基本定形,胚珠不斷長大并填滿子房腔室。三是現(xiàn)蕾后20～21 d,花蕾橫徑2.5～2.6 cm,花蕾縱徑4.8～4.9 cm,縱橫徑比1.88～1.92,花藥已開裂,花蕾縱橫徑基本定形。

裂蕾開花期,現(xiàn)蕾后21～22 d,花蕾橫徑2.6 cm,花蕾縱徑4.9 cm,縱橫徑比1.88,接近中午時開始裂蕾,13:00—15:00單花完全開放,開放后自花授粉約在1 h內(nèi)完成,異花授粉主要通過昆蟲如蜜蜂傳粉。

謝花期,現(xiàn)蕾后22～27 d,授粉后2 d可以看到子房明顯膨大,花藥和子房開始有一點(diǎn)萎蔫,授粉后5 d時,子房直徑已經(jīng)可以達(dá)到4～5 cm,此時大部分花的花藥和子房開始萎蔫或干枯(見圖3)。

注:O為子房,A為花藥,Sep為萼片,P為花粉,Ovu為胚珠。

2.3 不同發(fā)育階段花粉活性變化

“欽蜜9號”在開花前1～2 d(現(xiàn)蕾后19～20 d)時花粉粒開始成熟,培養(yǎng)基培養(yǎng)30 min后開始陸續(xù)萌發(fā)。從表1可以看出,‘欽蜜9號’花粉粒數(shù)量在開花當(dāng)天最多,有7.94×105個/花藥 ,開花后花粉數(shù)量大量減少,授粉后第3天時花粉數(shù)量僅是開花當(dāng)天的1/10左右。花粉活性均在80%以上,開花當(dāng)天和授粉后1 d花粉活性分別達(dá)到90.11% 和92.17%?；ǚ勖劝l(fā)率在開花當(dāng)天達(dá)到最高,為67.69%,授粉后1 d萌發(fā)率下降至24.9%,授粉后3 d萌發(fā)率僅有19.55%?；ǚ坌螒B(tài)完整飽滿,畸形率非常低,在1.04%以下。

表1 “欽蜜9號”黃果西番蓮不同發(fā)育期花粉數(shù)量、活性及不同授粉處理著果情況

2.4 柱頭可授性

花蕾長至直徑約4～5 mm時,即現(xiàn)蕾后7～8 d,柱頭明顯變綠色,此時柱頭已有可授性,隨著花器官不斷發(fā)育和雌雄蕊成熟,柱頭產(chǎn)生的氣泡不斷增加,可授性不斷增強(qiáng)?，F(xiàn)蕾后12 d時柱頭可授性已較強(qiáng),開花前3 d至開花前1 d(現(xiàn)蕾后18～21 d),柱頭可授性達(dá)到最強(qiáng),開花當(dāng)天可授性略微有所下降,但仍較強(qiáng)。授粉后柱頭可授性開始下降,至授粉后3 d柱頭可受性已大大減弱,但仍有可授性,此時柱頭已開始變干癟,顏色變成褐黃色。具體情況為現(xiàn)蕾后8、10、12、14、16、18、19、20、21、22、25 d柱頭可授性分別為+、+、++、++、++、+++、+++、+++、+++、+、-/+(+越多可授性越強(qiáng))。

2.5 繁育系統(tǒng)評判

經(jīng)觀察,“欽蜜9號”柱頭位置平均高于花藥3～5 mm,雌雄蕊在空間位置上有分離,柱頭在花瓣打開前就有可授性,花藥開裂時間在裂蕾前1 d。根據(jù) Dafni的標(biāo)準(zhǔn)評分,“欽蜜9號”的OCI為4,推斷其繁育系統(tǒng)為異交型,部分自交親和,異交需要傳粉者?；ǚ?胚珠為3 163,屬于兼性異交類型。授粉試驗結(jié)果表明,“欽蜜9號”自花和異花均可育,且自交與雜交親和性均較高(見表1),驗證了前面的繁育類型。

3 討論

3.1 “欽蜜9號”花器官發(fā)育進(jìn)程特征

通過花器官發(fā)育過程中各階段表型性狀與內(nèi)部器官發(fā)育進(jìn)程相關(guān)聯(lián)分析,可以從花蕾外觀快速判斷花蕾內(nèi)部各器官的生長發(fā)育階段,這對雜交育種工作中選擇適合的雜交時間非常重要。本研究結(jié)果表明,“欽蜜9號”在開花前1～2 d,花藥未裂時花粉粒已成熟,如果需要進(jìn)行異花授粉,應(yīng)該在此時進(jìn)行?！皻J蜜9號”在亞熱帶低海拔地區(qū)高溫夏季仍可連續(xù)開花,現(xiàn)蕾后19～20 d花粉粒開始成熟,一般選擇溫度較高的午后開花,可能是其開花需要較多熱量。在廣西南寧高溫夏季,該品種花器官發(fā)育未見有敗育階段,花粉數(shù)量、花粉活性及柱頭可授性均正常,說明其花器官發(fā)育過程較耐高溫,這與許多耐高溫作物花器官性狀相似[17-19]。植物開花后可自花授粉亦可異花授粉,且兩種傳粉方式的親和性均較高,這可能是其對環(huán)境適應(yīng)的一種調(diào)節(jié)特性,即可以保證其近交優(yōu)勢,又可以增加遺傳多樣性[20-21]?；ǚ蹟?shù)量及其活性、柱頭可育性、花粉活性與柱頭可育性是否同期等均會影響植物授粉效果和結(jié)果率[22-23]。本研究結(jié)果表明,“欽蜜9號”花粉數(shù)量和活性非常高,顆粒飽滿,畸形率較低,開花時花粉萌發(fā)率也較高,同時柱頭可授性在花粉活性和萌發(fā)最高時也達(dá)到最強(qiáng),并且在時期上有重疊,創(chuàng)造了其自花授粉的良好條件。本研究也發(fā)現(xiàn),“欽蜜9號”在開花前1～2 d時,花粉粒已成熟同時具有較高活性和萌發(fā)率,且花藥和柱頭存在空間一定距離的分離,這種特性使雜交處理操作方便[24-25]。因此,“欽蜜9號”雜交既可以作為母本,也可作為父本。

3.2 “欽蜜9號”繁育系統(tǒng)特征及利用

根據(jù)Cruden和Dafni的標(biāo)準(zhǔn),“欽蜜9號”繁育系統(tǒng)屬于兼性異交,繁育方式為異交型,部分自交親和,異交需要傳粉者,為自交和異交混合交配系統(tǒng);混合交配系統(tǒng)一般被認(rèn)為是植物適應(yīng)環(huán)境的最適交配體系[24-26],人工處理的結(jié)果也驗證這一結(jié)論。本研究發(fā)現(xiàn),“欽蜜9號”自交和異交親和性均較高,這與其他異交植物不同[27-28];一般來說異交植物提高異交率,自交親和力會較低,或通過花粉活性與柱頭可授性不同期來避免自交發(fā)生,“欽蜜9號”自交和異交高親和性比較特殊。此外,本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),“欽蜜9號”花粉和柱頭在開花5 d內(nèi)雖然活性和可育性大多下降 ,但還具有一定育性,因此雜交后一定做好防護(hù)工作,以防其他花粉再次授到柱頭上。

“欽蜜9號”兼具有性繁殖與無性繁殖,這可能是植物應(yīng)對多變環(huán)境的生殖補(bǔ)償機(jī)制,可以保證其后代延續(xù)[16,29]。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn),“欽蜜9號”柱頭可授性和花粉萌發(fā)率在開花后2～3 d大幅下降,開花時間一般為24 h左右,這會影響其有性繁殖的概率,生產(chǎn)實踐中也發(fā)現(xiàn)開花后如遇大風(fēng)大雨天氣,授粉率和結(jié)果率會大大降低,因此,可以利用其雜交親和性高的特點(diǎn),先通過有性雜交聚合不同品種優(yōu)良性狀,創(chuàng)制優(yōu)良種質(zhì),篩選優(yōu)異雜交后代后,再通過無性繁殖快速擴(kuò)繁獲得大量優(yōu)異種群,再進(jìn)一步篩選后代優(yōu)良株系,以獲得性狀穩(wěn)定的優(yōu)株。

4 結(jié)論

“欽蜜9號”耐熱性體現(xiàn)在其花器官繁育系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)程不受高溫影響,花粉數(shù)量多、活性強(qiáng),柱頭可育性強(qiáng),花粉活性與柱頭可育性同步性高度一致,保證了其高結(jié)果率。其自交與異交親和性均較高,雜交時既可作父本,也可作母本。本研究主要針對其花器官發(fā)育進(jìn)程特征和繁育系統(tǒng)特性進(jìn)行研究,仍需對該品種耐熱性的生理生化過程和分子機(jī)制開展深入研究,以期能全面挖掘“欽蜜9號”的耐熱機(jī)制,為西番蓮耐熱抗性育種奠定基礎(chǔ)。