徐祥增 鄧樂曄 張小嬌 王勇方 高世德
摘? ? 要:【目的】針對東試早柚果實(shí)個體差異大、品質(zhì)不穩(wěn)定等問題,通過異花授粉探究花粉直感對東試早柚果實(shí)品質(zhì)的影響,并對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,旨在篩選出能夠有效改善東試早柚果實(shí)品質(zhì)的授粉品種,為生產(chǎn)上授粉品種配置和品質(zhì)提升提供理論依據(jù)?!痉椒ā恳?3年生東試早柚為母本,柚和葡萄柚不同品種為父本,進(jìn)行人工授粉,比較不同授粉組合的坐果率、果實(shí)生長、果實(shí)品質(zhì)差異,并采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價?!窘Y(jié)果】通過比較分析發(fā)現(xiàn)果實(shí)橫徑和縱徑生長動態(tài)呈“S”形;異花授粉顯著提高東試早柚坐果率,坐果率均高于60%。在果實(shí)外在品質(zhì)方面,F(xiàn)lame授粉對果實(shí)單果質(zhì)量提升效果不明顯,但其他授粉組合果實(shí)單果質(zhì)量比自然授粉顯著提升27.77%~85.08%;在所有授粉組合中,自然授粉果實(shí)橫徑和縱徑最小,Sarawak授粉果實(shí)橫徑和縱徑顯著高于自然授粉和其余品種授粉果實(shí)。異花授粉能夠降低果實(shí)裂瓣數(shù),增加種子數(shù),且不同品種授粉種子直感存在差異。在果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)方面,Oroblanco授粉能提高可溶性固形物含量,但Sarawak、Tahition、泰國紅寶石柚、越南青柚授粉顯著降低果實(shí)可溶性固形物含量,顯著提高總酸含量;不同授粉組合間果實(shí)可溶性蛋白含量無顯著差異,但可溶性糖、維生素C以及木質(zhì)素、柚皮苷含量存在差異,表現(xiàn)出明顯花粉直感效應(yīng)。果實(shí)種子數(shù)與果實(shí)橫徑呈顯著正相關(guān),裂瓣數(shù)與果實(shí)橫徑和種子數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān);外在品質(zhì)與內(nèi)在品質(zhì)主要指標(biāo)間呈顯著負(fù)相關(guān)。通過主成分分析法和隸屬函數(shù)法綜合評價結(jié)果顯示,Genetic Dwarf、Oroblanco授粉果實(shí)綜合得分為0.68、0.67,高于自然授粉0.66?!窘Y(jié)論】異花授粉能夠提高坐果率,同時對果實(shí)生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)有顯著影響。Genetic Dwarf和Oroblanco授粉在一定程度上能夠改善東試早柚果實(shí)綜合品質(zhì),可為生產(chǎn)上授粉品種配置、提高果實(shí)品質(zhì)提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:東試早柚;花粉直感;異花授粉;果實(shí)品質(zhì);綜合評價
中圖分類號:S666.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1009-9980(2024)04-0665-14
Effects of grapefruit and pummelo pollens on fruit growth and quality of Dongshizao pummelo
XU Xiangzeng, DENG Yueye, ZHANG Xiaojiao, WANG Yongfang, GAO Shide*
(Yunnan Institute of Tropical Crops, Jinghong 666100, Yunnan, China)
Abstract: 【Objective】 Cross-pollination was used to investigate and evaluate the xenia effect on the fruit growth and quality of Dongshizao pummelo in order to screen the optimum pollination parents for improving fruit quality of Dongshizao pummelo. 【Methods】 23-year-old Dongshizao pummelo trees were used as the female parents. Different cultivars of pummelo and grapefruit were used as pollen parents. The fruit setting rate was investigated at 40 d after flowering. The longitudinal and transverse diameters of the fruit were measured in field at regular intervals after full bloom. After fruit ripened, the hybrid fruits were harvested and taken back to the laboratory to measure their conventional fruit quality indexes. Correlation analysis and comprehensive evaluation were then performed. 【Results】 During fruit development of Dongshizao pummel, the longitudinal and transverse diameters both showed a single S trend. The results showed that pollinizer varieties had some effects on the fruit setting rate, growth, development and quality of Dongshizao pummelo, and therefore phenomenon of xenia was obvious. The fruit setting rate after cross-pollination was above 60%, while that of natural pollination was only 10.19%. The average single fruit weight had not significant difference between pollination with Flame pollen and natural pollination, while the average single fruit weight of another pollination combination was significantly higher than that of natural pollination. Cross pollination could increase fruit weight by 27.77% to 85.08%. The fruit diameter in natural pollination was the lowest. Among them, the fruit longitudinal and transverse diameters in pollination with Sarawak pollen were significantly higher than the other cross-pollination combinations and natural pollination. Cross-pollination had a marked influence on the numbers of cracked segments and greatly increased the number of seeds, and thus had an obvious phenomenon of seed-xenia. The total soluble solid content in pollination with Oroblanco pollen was also higher than that in the other pollination combinations. The total soluble solid content in pollination with Sarawak, Tahition, Hongbaoshi pummelo, and Vietnam green pummelo was significantly lower and the titratable acidity content was significantly higher than that in natural pollination. Cross-pollination did not show a significant impact on the soluble protein content but had an important influence on the contents of soluble sugars, vitamin C, lignin, and naringin, with a distinguished xenia effect. The correlation analysis indicated that the number of seeds had a significant positive correlation with fruit transverse diameter; the number of cracked segments had a significant negative correlation with the number of seeds and fruit transverse diameter. The main index of fruit external quality had a significant negative correlation with the internal quality. Comprehensive evaluation the fruit quality of the ten pollination combinations were performed using the membership function method and principal component analysis. Genetic Dwarf was chosen as the best pollen parent, which had total a score of 0.68, followed by Oroblanco with a total score of 0.67; while natural pollination had a score of 0.66. 【Conclusion】 Cross-pollination could significantly increase the fruit setting rate of Dongshizao pummelo. Xenia significantly influenced fruit growth and fruit quality. The comprehensive evaluation results showed that Genetic Dwarf and Oroblanco could be chosen as the pollen parents for Dongshizao pummelo.
Key words: Dongshizao pummelo; Xenia; Cross-pollination; Fruit quality; Comprehensive evaluation
東試早柚(Dongshizao pummelo)是云南西雙版納州國營東風(fēng)農(nóng)場試驗(yàn)站選育的特早熟柚品種,與云南德宏地區(qū)水晶柚為同一品種[1]。該品種樹勢強(qiáng),具有周年開花的特性。在西雙版納地區(qū),花期集中在當(dāng)年10月下旬和翌年2月下旬,以3月上旬開花坐果為主;果實(shí)最早于7月上旬成熟,8月下旬開始大量上市。成熟果實(shí)果皮黃綠色,果肉淡黃綠色,可溶性固形物含量(w,后同)為10.3%~12.6%,固酸比(13~31)∶1,果肉細(xì)膩化渣,果味純正,酸甜適中。目前,該品種在云南省種植面積已超1萬hm2,是云南熱區(qū)主要柚栽培品種。雖然東試早柚產(chǎn)業(yè)已形成一定規(guī)模,但該品種存在單性結(jié)實(shí)能力弱、畸形果率高(34.33%~36.19%)、果實(shí)個體差異大、品質(zhì)不穩(wěn)定、囊瓣開裂等問題,嚴(yán)重制約著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
花粉直感(xenia)為不同基因型花粉授粉直接影響果實(shí)或種子(包括胚和胚乳)表型特征產(chǎn)生差異的現(xiàn)象[2],可分為花粉果實(shí)直感和花粉種子直感。大量研究結(jié)果證明,花粉直感廣泛存在于園藝植物、經(jīng)濟(jì)林木、果蔬等作物中,其不僅影響作物種子大小、形狀、顏色等性狀[3],還對果樹坐果率、果實(shí)大小、果實(shí)形狀、果實(shí)品質(zhì)[4-7]以及果實(shí)成熟期[7-9]、次生代謝物質(zhì)[10-12]等產(chǎn)生影響。柚[Citrus maxima (Burm.) Merr.]果形碩大、風(fēng)味獨(dú)特、維生素C含量高、耐貯藏運(yùn)輸,號稱天然罐頭。中國是柚類的原產(chǎn)地,栽培歷史悠久,品種資源豐富,但優(yōu)良品種較少[13]。近年來,利用花粉直感效應(yīng)改善柚果實(shí)品質(zhì)、篩選授粉樹等方面的研究均有報(bào)道。通過異花授粉,不僅能夠提高柚坐果率和產(chǎn)量[14],還能夠改善果實(shí)形狀、果皮厚度等外觀性狀及可溶性固形物含量、有機(jī)酸含量、香氣等[11,14]內(nèi)在品質(zhì),降低裂果率、?;笖?shù),延長貯藏期等[15-17]。異花授粉能夠提升果實(shí)綜合品質(zhì),同時也會有不良性狀出現(xiàn),如柚果實(shí)可溶性固形物含量降低[18]、種子數(shù)增多、風(fēng)味下降等[15]。因此,對授粉后果實(shí)性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,是篩選適宜授粉品種的重要環(huán)節(jié)。
筆者在本研究中針對東試早柚品種存在的問題,利用柚[C. maxima (Burm.) Merr.]和葡萄柚(C. paradisi Macf.)不同品種與東試早柚進(jìn)行異花授粉,探究花粉直感對果實(shí)生長和果實(shí)品質(zhì)的影響,同時對主要性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,旨在篩選出能夠改善果實(shí)品質(zhì)的授粉品種,為生產(chǎn)上授粉樹品種配置和品種改良提供指導(dǎo)和理論依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
授粉試驗(yàn)于2022年3月9—10日,在云南省熱帶作物科學(xué)研究所早熟柚關(guān)鍵技術(shù)核心示范園(100°78′ E,22°01′ N;海拔540 m)進(jìn)行,示范園面積4.67 hm2,示范品種為東試早柚,砧木為酸柚,樹齡為23 a(年);果園配備水肥一體化設(shè)施。供試品種共9個,分別為東試早柚(Dongshizao pummelo)、泰國紅寶石柚(Hongbaoshi pummelo)、越南青柚(Vietnam green pummelo),以及引自美國農(nóng)業(yè)部柑橘種質(zhì)資源圃的柚Sarawak、Tahition和葡萄柚Cocktail、Oroblanco、Flame、Genetic Dwarf。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)共設(shè)1個對照組和9個授粉組,共10個處理。以自然授粉為對照組(CK),授粉當(dāng)天選取東試早柚50個健康花序,剪去已完全開放和未開放的花朵,每個花序保留1朵當(dāng)日即將開放的花朵,并掛牌標(biāo)記;10個花序?yàn)?次重復(fù),共5次。異花授粉組以東試早柚為母本(♀),上述8個品種以及泰國紅寶石柚∶越南青柚花粉1∶1混合花粉作為父本(♂),進(jìn)行人工授粉,每組設(shè)5次重復(fù),10個花朵為1次重復(fù)。詳細(xì)授粉組合見表1。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 花粉采集與授粉 父本花粉采自云南省熱帶作物科學(xué)研究所柑橘種質(zhì)資源圃。授粉前一天上午,挑選父本品種當(dāng)天將要開放的成熟花蕾帶回實(shí)驗(yàn)室,自然條件下攤晾,待花瓣展開后,剪取花藥并置于4 ℃冰箱保存。授粉當(dāng)天,每個處理每株選取3~4朵不同方位當(dāng)天即將開放的花蕾,小心剪去花瓣和雄蕊(花藥),用毛筆蘸取父本花粉均勻涂抹到母本柱頭上,然后立即套袋并掛牌標(biāo)記。授粉后20 d摘除套袋。
1.3.2 坐果率統(tǒng)計(jì)與果實(shí)生長觀測 花后20 d,每個試驗(yàn)組選取大小基本一致的5個果實(shí)掛牌標(biāo)記,每間隔20 d測量一次果實(shí)橫徑、縱徑,直至果實(shí)采收?;ê?0 d,調(diào)查每個試驗(yàn)組坐果數(shù),并計(jì)算坐果率。
1.3.3 果實(shí)內(nèi)源激素含量測定 花后60 d,每個試驗(yàn)組選取大小基本一致的5個果實(shí),采用酶聯(lián)免疫法[19]測定果實(shí)內(nèi)源激素赤霉素(GA3)、脫落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZT)、反玉米素核苷(tZR)含量。試劑盒購自蘇州格銳思生物科技有限公司。
1.3.4 果實(shí)品質(zhì)測定 于2022年9月1日果實(shí)成熟后,測定果實(shí)生長測量標(biāo)記的果實(shí)品質(zhì)。使用電子天平測定質(zhì)量,并計(jì)算果實(shí)可食率、出汁率等。用電子游標(biāo)卡尺測定果實(shí)橫徑、縱徑和果皮厚度,用PAL-BX/ACID 1糖酸儀(ATAGO,Japan)測定可溶性固形物含量、總酸含量,計(jì)算固酸比,采用蒽酮比色法[20]測定可溶性糖含量,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[21]測定維生素C含量,用考馬斯亮藍(lán)染色法[20]測定可溶性蛋白含量,采用乙?;╗22]測定果肉木質(zhì)素含量,參照許鷺[23]的方法測定果肉柚皮苷含量。
1.4 數(shù)據(jù)處理
采用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和圖表制作,利用SPSS 19.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性分析、相關(guān)性分析、主成分分析。
通過Logistic 曲線方程[24]對果實(shí)生長指標(biāo)進(jìn)行擬合,計(jì)算Logistic生長曲線上的最大生長速率(Vm)和2個生長拐點(diǎn)t1(高峰期)、t2(盛末期)出現(xiàn)的時間,t1之前為速生期前期、t1~ t2為速生期后期、t2之后為生長后期,t2之前為整個速生期。
利用SPSS19.0軟件對各授粉組合果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行主成分分析,首先對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,根據(jù)主成分分析降維思想,采用最大方差法計(jì)算出主成分旋轉(zhuǎn)載荷矩陣,根據(jù)旋轉(zhuǎn)載荷矩陣計(jì)算各主成分因子得分Fi,結(jié)合方差貢獻(xiàn)率計(jì)算各授粉組合的綜合得分:
[F=n](Wi×Fi)/W,其中Wi為各主成分方差貢獻(xiàn)率,W為總方差貢獻(xiàn)率[25]。
采用模糊隸屬函數(shù)法[26]對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價,分析指標(biāo)與試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)呈正相關(guān),采用隸屬函數(shù)公式計(jì)算,計(jì)算公式為:Uij=(Xij-Xj min)/(Xj max-Xj min);分析指標(biāo)與試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)呈負(fù)相關(guān),則采用反隸屬函數(shù)公式計(jì)算,計(jì)算公式為:Uij=1-(Xij-Xj min)/(Xj max-Xj min);其中,Uij表示i處理j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,Xij表示i處理j指標(biāo)的測定值,Xj max和Xj min分別表示各處理j項(xiàng)指標(biāo)測定值中的最大值和最小值。先計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,再計(jì)算所有指標(biāo)平均值即為綜合得分。綜合得分值越大,品質(zhì)越好;反之則越差。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同授粉品種對東試早柚坐果率的影響
從圖1可看出,異花授粉顯著提高東試早柚坐果率。東試早柚自然授粉坐果率為10.19%,顯著低于異花授粉。不同品種授粉組合中,Tahition授粉坐果率為100%,顯著高于Cocktail、Flame、Genetic Dwarf授粉;而Genetic Dwarf授粉坐果率(64.00%)顯著低于其他授粉組合,但顯著高于自然授粉,是自然授粉坐果率的5.9倍。
2.2 不同品種授粉對東試早柚果實(shí)生長的影響
如圖2所示,不同授粉組合果實(shí)橫徑(圖2-A)和縱徑(圖2-B)生長變化趨勢基本一致,均呈近似“S”形曲線增長,但不同品種授粉對東試早柚果實(shí)橫徑和縱徑生長表現(xiàn)出明顯差異?;ê?60 d,自然授粉果實(shí)橫徑和縱徑增長幅度明顯低于異花授粉;Flame授粉果實(shí)橫徑和縱徑分別比自然授粉果實(shí)增加5.28%和4.78%,其他品種授粉果實(shí)橫徑和縱徑增長幅度均高于Flame授粉果實(shí);其中Sarawak授粉果實(shí)橫徑和縱徑增長幅度最大,比自然授粉果實(shí)增加了26.33%和29.27%。
通過Logistic曲線方程對不同授粉組合果實(shí)橫徑和縱徑累積生長量進(jìn)行擬合,R值在0.985~0.993之間,顯著性均達(dá)到極顯著水平(表2)。根據(jù)Logistic曲線擬合參數(shù),可將果實(shí)生長劃分為3個階段,即t1之前為速生期前期、t1~t2為速生期后期、t2之后為生長后期,其中t2之前為整個速生期。從橫徑發(fā)育看,不同品種授粉對果實(shí)最大生長速率、速生期沒有顯著差異,但對果實(shí)速生前期有顯著影響;Sarawak授粉果實(shí)橫徑速生前期最短,約為30 d,F(xiàn)lame授粉果實(shí)橫徑速生前期最長,約為36 d;與自然授粉果實(shí)相比,Sarawak、Oroblanco、泰國紅寶石柚授粉果實(shí)速生前期縮短1~2 d,越南青柚、Tahition、Genetic Dwarf、(泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉)、Flame授粉果實(shí)橫徑速生前期延長了2~4 d。從縱徑發(fā)育看,不同品種授粉對果實(shí)最大生長速率的影響沒有顯著差異,但對整個速生期有顯著影響;與自然授粉果實(shí)相比,Cocktail、Oroblanco、泰國紅寶石柚授粉果實(shí)縱徑速生前期顯著縮短5~6 d,并且Oroblanco授粉果實(shí)縱徑速生期縮短10 d,Tahition授粉果實(shí)縱徑速生期延長5 d。從整體看,不同授粉組合果實(shí)最大生長速率縱徑大于橫徑,橫徑速生前期、速生期大于縱徑。
花后60 d,不同品種授粉東試早柚幼果中內(nèi)源激素含量表現(xiàn)出不同程度差異(表3)。自然授粉果實(shí)中GA3和IAA含量顯著高于異花授粉果實(shí),GA3含量在泰國紅寶石柚和Flame授粉幼果中最低,而(泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉)、Flame授粉幼果中IAA含量最低。細(xì)胞分裂素類激素,以越南青柚、Flame、泰國紅寶石柚授粉幼果中ZT含量最高,自然授粉、泰國紅寶石柚授粉幼果中tZR含量最低。泰國紅寶石柚、Genetic Dwarf、(泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉)授粉幼果的ABA含量最高,F(xiàn)lame授粉幼果的ABA含量最低。
2.3 不同品種授粉對東試早柚果實(shí)外在品質(zhì)的影響
由表4可知,不同品種授粉后東試早柚單果質(zhì)量、果實(shí)橫縱徑都呈不同幅度的增加。與自然授粉果實(shí)相比,F(xiàn)lame授粉果實(shí)單果質(zhì)量增加12.67%,未達(dá)到顯著性水平;其他授粉組合果實(shí)單果質(zhì)量顯著高于自然授粉,分別比自然授粉果實(shí)單果質(zhì)量增加27.77%~85.08%。從果實(shí)橫徑和縱徑來看,異花授粉果實(shí)橫徑和縱徑均高于自然授粉,其中Sarawak授粉果實(shí)橫徑和縱徑顯著高于自然授粉和其他異花授粉。從果形指數(shù)來看,Sarawak授粉果實(shí)的果形指數(shù)最大,Cocktail、Oroblanco、Tahition、(泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉)、Genetic Dwarf授粉果實(shí)果形指數(shù)顯著低于自然授粉果實(shí)。另外,以葡萄柚品種Cocktail、Oroblanco、Flame、Genetic Dwarf授粉果實(shí)單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑和縱徑均低于以柚品種Sarawak、Tahition、泰國紅寶石柚、越南青柚授粉果實(shí);(泰國紅寶石柚∶越南青柚 1∶1混合花粉)授粉果實(shí)單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑均比泰國紅寶石柚、越南青柚授粉果實(shí)低,且顯著低于泰國紅寶石柚授粉果實(shí)。
從表5中可看出,Sarawak授粉果實(shí)平均果皮厚度與Tahition授粉果實(shí)無顯著差異,但顯著高于自然授粉和其他授粉組合。東試早柚自然授粉果實(shí)平均囊瓣數(shù)為14瓣,異花授粉后果實(shí)囊瓣數(shù)增加至16~17瓣,其中以Sarawak、Tahition、泰國紅寶石柚、越南青柚、Flame、Genetic Dwarf等6個品種授粉果實(shí)囊瓣數(shù)增加顯著。自然授粉果實(shí)平均裂瓣數(shù)4瓣,以Cocktail、Tahition、Oroblanco、越南青柚、(泰國紅寶石柚∶越南青柚 1∶1混合花粉)授粉顯著降低果實(shí)裂瓣數(shù)。自然授粉條件下東試早柚為無籽果實(shí),異花授粉后產(chǎn)生種子。Flame授粉果實(shí)種子數(shù)和單粒種子質(zhì)量顯著低于其他授粉組合;葡萄柚Oroblanco、Genetic Dwarf、Cocktail授粉果實(shí)種子數(shù)54~78粒,以柚授粉果實(shí)種子數(shù)(>150粒)顯著高于以葡萄柚授粉果實(shí)。與自然授粉果實(shí)相比,Sarawak授粉果實(shí)可食率顯著降低了11.40%,而Flame和Genetic Dwarf授粉果實(shí)可食率分別提高了6.19%和8.26%。從出汁率來看,自然授粉果實(shí)出汁率為74.76%,Oroblanco授粉果實(shí)出汁率(79.60%)顯著高于自然授粉果實(shí)。
2.4 不同品種授粉對東試早柚果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響
不同品種授粉對東試早柚果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)有顯著影響(表6)。與自然授粉果實(shí)相比,Sarawak、Tahition、泰國紅寶石柚、越南青柚授粉顯著降低果實(shí)可溶性固形物含量;其余授粉組合果實(shí)可溶性固形物含量無顯著差異,Oroblanco授粉果實(shí)可溶性固形物含量(12.22%)比自然授粉果實(shí)高0.38個百分點(diǎn)。葡萄柚Cocktail、Oroblanco、Flame、Genetic Dwarf授粉對東試早柚果實(shí)總酸含量無顯著影響,不同品種柚授粉后果實(shí)總酸含量顯著高于自然授粉。自然授粉、Flame、Genetic Dwarf授粉果實(shí)固酸比無顯著差異,均顯著高于其余授粉組合果實(shí)。不同品種授粉果實(shí)可溶性蛋白含量無顯著差異,但對可溶性糖、維生素C、木質(zhì)素、柚皮苷含量有顯著影響(表6)。自然授粉果實(shí)可溶性糖含量(7.60 mg·g-1)和維生素C含量(5.45 mg·g-1)最高;Sarawak和越南青柚授粉果實(shí)可溶性糖含量,以及Cocktail、Sarawak、Flame授粉果實(shí)維生素C含量,均顯著低于自然授粉。Oroblanco授粉果實(shí)木質(zhì)素含量(72.81 mg·g-1)最高,顯著高于自然授粉果實(shí);而Flame、Genetic Dwarf授粉顯著降低果實(shí)木質(zhì)素含量。(泰國紅寶石柚∶越南青柚 1∶1混合花粉)授粉果實(shí)柚皮苷含量最低(4.78 mg·g-1),雖然與泰國紅寶石柚、越南青柚授粉果實(shí)無顯著差異,但顯著低于自然授粉果實(shí)。
2.5 不同品種授粉果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析
從表7可看出,果實(shí)外觀指標(biāo)單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑與果皮厚度互呈極顯著正相關(guān),果形指數(shù)與果實(shí)縱徑、果皮厚度互呈顯著正相關(guān);裂瓣數(shù)與果實(shí)橫徑、種子數(shù)、總酸含量呈顯著負(fù)相關(guān),與可食率、固酸比呈顯著正相關(guān);種子數(shù)與單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、果皮厚度呈顯著正相關(guān),可食率與單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、果形指數(shù)、果皮厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)。功能性成分維生素C含量與果實(shí)縱徑、果形指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),與可溶性固形物含量、固酸比呈顯著正相關(guān)。營養(yǎng)指標(biāo)可溶性蛋白含量與單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑呈顯著負(fù)相關(guān),與可溶性糖含量、可溶性固形物含量呈極顯著正相關(guān)。風(fēng)味指標(biāo)可溶性糖含量、可溶性固形物含量、固酸比與單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、種子數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān),可溶性糖含量與可食率、可溶性固形物含量、固酸比互呈顯著正相關(guān),與總酸含量呈顯著負(fù)相關(guān);可溶性固形物含量與總酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān),與固酸比呈極顯著正相關(guān);總酸含量與單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑呈極顯著正相關(guān),與固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)。
2.6 不同品種授粉東試早柚果實(shí)品質(zhì)綜合評價
為進(jìn)一步明確不同品種授粉對東試早柚果實(shí)品質(zhì)的影響,對不同品種授粉果實(shí)14項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分(PCA)分析。各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,根據(jù)PCA降維的思想,將不同品種授粉果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)劃分為若干主成分。選擇特征值大于0.80,各因子載荷絕對值大于0.530作為解釋變量,14項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)共提取出5個主成分,結(jié)果如表8所示。第1主成分貢獻(xiàn)率為24.382%,其中單果質(zhì)量(0.875)、果實(shí)橫徑(0.887)、果實(shí)縱徑(0.723)為PC1中正向特征值較高的指標(biāo),主要是果實(shí)大小指標(biāo);可溶性糖含量(-0.536)、可溶性蛋白含量(-0.596)為PC1中負(fù)向特征值較高的指標(biāo),主要構(gòu)成果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì),可將PC1概括為果實(shí)大小及營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)。第2主成分貢獻(xiàn)率為19.299%,主要正向特征值指標(biāo)為種子數(shù)(0.638)、總酸含量(0.876),負(fù)向特征值較高指標(biāo)為固酸比(-0.812),可概括為種子數(shù)及酸味指標(biāo)。第3主成分貢獻(xiàn)率為15.400%,維生素C含量(0.843)、可溶性固形物含量(0.710)為正向特征值較高指標(biāo),果形指數(shù)(-0.537)為負(fù)向特征值較高指標(biāo),可概括為果實(shí)風(fēng)味及果形指標(biāo)。第4主成分貢獻(xiàn)率為15.044%,正向特征值較高的指標(biāo)為果形指數(shù)(0.683)和果皮厚度(0.787),負(fù)向特征值較高的指標(biāo)為可食率(-0.784),可概括為果實(shí)可食率指標(biāo)。第5主成分貢獻(xiàn)率為8.322%,裂瓣數(shù)(0.866)正向特征值較大,對PC5產(chǎn)生正向影響,可概括為裂瓣指標(biāo)。
以各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重,對5個主成分得分和相應(yīng)權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)求和,構(gòu)建果實(shí)品質(zhì)綜合評價函數(shù)F=(0.243 82×F1+0.192 99×F2+0.154×F3+0.150 44×F4+0.083 22×F5)/0.824 46,不同授粉組合果實(shí)綜合得分如表9所示。第1主成分因子得分較高的是Sarawak、泰國紅寶石柚、Tahition授粉果實(shí),說明這3個品種授粉果實(shí)單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑較大,可溶性糖、可溶性蛋白含量較低;自然授粉、Flame、Genetic Dwarf授粉果實(shí)得分較低,說明果實(shí)可溶性糖、可溶性蛋白含量較高。第2主成分因子得分高的是越南青柚、Tahition、Sarawak、泰國紅寶石柚授粉果實(shí),說明種子數(shù)較多、總酸含量較高,固酸比較低;Oroblanco、Flame授粉果實(shí)得分較低,表明固酸比較高。第3主成分因子得分較高的是泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉、Tahition、自然授粉、Oroblanco授粉果實(shí),說明維生素C含量、可溶性固形物含量較高。第4主成分因子得分最高的是Sarawak、Tahition授粉果實(shí),說明果形指數(shù)大、果皮厚、可食率低。第5主成分因子得分較高的是自然授粉、Flame授粉果實(shí),說明裂瓣較多。從綜合得分看,果實(shí)綜合品質(zhì)排名前5均為以不同品種柚授粉果實(shí),綜合表現(xiàn)為果實(shí)大、種子多、酸度高,可溶性蛋白、可溶性糖含量和固酸比較低;葡萄柚品種Flame、Genetic Dwarf、Oroblanco、Cocktail授粉果實(shí)綜合得分較低,單果質(zhì)量和果實(shí)直徑較小。
以改善果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)為目的,兼顧果實(shí)外觀品質(zhì),利用隸屬函數(shù)法對10個授粉組合果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價,將單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、可食率、維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、固酸比等9項(xiàng)指標(biāo)采用隸屬函數(shù)公式分別計(jì)算隸屬函數(shù)值,果形指數(shù)、果皮厚度、裂瓣數(shù)、種子數(shù)、總酸含量等5項(xiàng)指標(biāo)采用反隸屬函數(shù)公式計(jì)算隸屬函數(shù)值。先計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,再計(jì)算所有指標(biāo)平均值即為綜合得分。綜合得分值越大,品質(zhì)越好;反之則越差。結(jié)果表明,Genetic Dwarf、Oroblanco授粉果實(shí)綜合得分為0.68、0.67,高于自然授粉果實(shí)綜合得分0.66;Flame授粉果實(shí)綜合得分為0.63,處于較高的水平(表10)。從總體來看,以葡萄柚授粉果實(shí)綜合評分高于不同品種柚授粉果實(shí),泰國紅寶石柚∶越南青柚1∶1混合花粉授粉果實(shí)綜合得分高于泰國紅寶石柚、越南青柚授粉果實(shí)。
3 討 論
本研究中發(fā)現(xiàn)異花授粉能夠顯著提高東試早柚坐果率,這與前期研究結(jié)果一致[27],而不同品種授粉坐果率提高程度不同可能與花粉遺傳特性有關(guān)。有研究表明,植物坐果和果實(shí)生長發(fā)育取決于內(nèi)源激素的合成和相互作用[28-29],而果實(shí)內(nèi)源激素來源于花粉及花粉管、受精的胚珠和花以外的營養(yǎng)器官[30],發(fā)育中的種子則是幼果內(nèi)源激素的主要合成場所[31-32]。聶磊等[33]的研究認(rèn)為,異花授粉使發(fā)育期沙田柚果實(shí)內(nèi)源激素水平上升,從而導(dǎo)致異花授粉果實(shí)大于自花授粉。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)不同品種授粉果實(shí)橫徑和縱徑凈生長量大于自然授粉果實(shí),并且不同授粉處理間果實(shí)內(nèi)源激素含量存在差異,推測可能是果實(shí)內(nèi)源激素含量差異影響果實(shí)的生長發(fā)育,最終導(dǎo)致不同授粉處理間果實(shí)大小的差異。在本研究中,不同品種葡萄柚授粉果實(shí)單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑均小于以不同品種柚授粉果實(shí),這與毛桑隱等[14]關(guān)于花粉直感效應(yīng)對馬家柚果實(shí)外觀品質(zhì)影響的研究結(jié)果一致,原因可能是葡萄柚果形較小從而影響授粉果實(shí)大小。
異花授粉導(dǎo)致果實(shí)大小、單果質(zhì)量、果實(shí)形狀,以及可溶性糖、有機(jī)酸、揮發(fā)性物質(zhì)、礦質(zhì)元素等物質(zhì)含量及組分發(fā)生變化,最終影響果實(shí)品質(zhì)[3,14,18],但不同品種授粉對果實(shí)品質(zhì)的影響程度不同。前人研究發(fā)現(xiàn),泰國金柚授粉顯著提高東試早柚可溶性固形物含量、固酸比、還原糖含量,泰國白肉蜜柚授粉降低可滴定酸含量[27],琯溪蜜柚授粉則顯著提高可溶性固形物和可滴定酸含量[34]。在本研究中,不同品種柚授粉后果實(shí)可溶性固形物含量和固酸比顯著降低,而總酸含量顯著升高;葡萄柚品種Oroblanco授粉果實(shí)可溶性固形物含量高于自然授粉果實(shí),并且葡萄柚授粉果實(shí)可溶性固形物含量和固酸比高于不同品種柚授粉。柚和葡萄柚不同品種授粉后,果實(shí)質(zhì)量、果實(shí)形狀、果皮厚度等外在品質(zhì)和可溶性固形物、總酸、維生素C含量等內(nèi)在品質(zhì)存在較大差異,這說明異花授粉對東試早柚果實(shí)品質(zhì)的效應(yīng)受品種以及授粉品種的影響,這與毛桑隱等[14]、彭建平等[15]、陳秋夏等[17]對馬家柚、度尾文旦柚、永嘉早香柚的研究結(jié)果一致。
柚異花授粉后往往產(chǎn)生大量種子,而種子可通過激素、多胺等內(nèi)源物質(zhì)調(diào)控可溶性糖、有機(jī)酸等物質(zhì)代謝過程,而滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化可能與果實(shí)內(nèi)裂有關(guān)[11]。東試早柚自交不親和,單一品種種植結(jié)實(shí)率較低,果實(shí)為無籽。異花授粉后東試早柚果實(shí)種子數(shù)量增加,不同品種授粉果實(shí)種子數(shù)、單粒種子質(zhì)量存在差異,表現(xiàn)出明顯花粉種子直感效應(yīng),這與吳方方等[35]對馬家柚的研究結(jié)果一致。異花授粉產(chǎn)生種子排列在中心柱周圍,能夠有效緩解果實(shí)橫向生長拉力,從而降低果實(shí)內(nèi)裂[15,36]。本研究表明,東試早柚果實(shí)種子數(shù)與果實(shí)橫徑呈顯著正相關(guān),而裂瓣數(shù)與果實(shí)橫徑、種子數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),說明異花授粉形成種子能夠有效緩解果實(shí)內(nèi)裂。
通過品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)單果質(zhì)量與果實(shí)橫徑和縱徑呈極顯著正相關(guān),果形指數(shù)與果實(shí)縱徑呈極顯著正相關(guān),與胡安華等[37]的研究結(jié)果一致;而單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑等外在品質(zhì)指標(biāo)與可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白含量等內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)呈顯著負(fù)相關(guān),這說明東試早柚果實(shí)大小與內(nèi)在品質(zhì)有著密切關(guān)系,果實(shí)越大,內(nèi)在品質(zhì)相對較差。果實(shí)品質(zhì)是一個綜合性狀,采用某個指標(biāo)無法對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價,通過主成分分析法和模糊隸屬函數(shù)法對多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,能夠準(zhǔn)確評價果實(shí)品質(zhì)。筆者在本研究中利用主成分分析法從14項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)中提取了5個主成分,累積貢獻(xiàn)率達(dá)到82.446%,涵蓋大部分品質(zhì)信息。根據(jù)主成分得分和載荷值,發(fā)現(xiàn)第1主成分正向增長有利于提高單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑,第2主成分正向增長有利于提高種子數(shù)和總酸含量,第3主成分正向增長可提高維生素C含量和可溶性固形物含量,第4主成分正向增長可提高果形指數(shù)和果皮厚度,第5主成分正向增長可提高裂瓣數(shù)。結(jié)合品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性和主成分因子得分分析,發(fā)現(xiàn)以不同品種柚授粉果實(shí)綜合表現(xiàn)為果實(shí)大、種子多、酸度高,可溶性蛋白、可溶性糖含量和固酸比較低;以不同品種葡萄柚授粉果實(shí)綜合表現(xiàn)為單果質(zhì)量和果實(shí)直徑較小。通過模糊隸屬函數(shù)法對14項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價,結(jié)果表明葡萄柚品種Genetic Dwarf和Oroblanco授粉果實(shí)綜合品質(zhì)優(yōu)于東試早柚自然授粉果實(shí);其余2個葡萄柚品種Flame和Cocktail授粉果實(shí)綜合得分高于柚不同品種授粉果實(shí)。
4 結(jié) 論
異花授粉能夠顯著提高東試早柚坐果率,同時對果實(shí)生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)有顯著影響。葡萄柚授粉一定程度上能夠改善東試早柚果實(shí)品質(zhì),其中Genetic Dwarf和Oroblanco授粉后坐果率及單果質(zhì)量、果實(shí)大小、固酸比、可溶性固形物含量等品質(zhì)指標(biāo)適中,適宜作為東試早柚授粉品種。
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