制干鲜食兼用品种改良岗位

王勇 李玉玲 苏来曼·艾则孜 孙锋 伍国红

  摘要：研究葡萄品种的授粉结实特性，为葡萄杂交育种工作提供基础数据。以新郁和绿洲宝石两个品种为试验材料，通过开展自然授粉、自花授粉、去雄不授粉、去雄后在不同时间人工分别授予阳光玫瑰、昆香无核花粉等处理，在授粉1个月后统计果穗座果率，分析新郁和绿洲宝石授粉结实特性。新郁葡萄在自然条件下平均座果率为34.32%，自花授粉的平均座果率为30.79%。绿洲宝石在自然条件下平均座果率为24.21%，自花授粉的平均座果率为18.67%。在始花期前2天新郁有约3.51%花蕾完成了闭花授粉，绿洲宝石有约5.22%花蕾完成了闭花授粉;在始花期新郁有约19.08%花蕾完成了闭花授粉，绿洲宝石有约24.39%花蕾完成了闭花授粉。4个杂交组合早上授粉处理的平均座果率均高于傍晚授粉处理的，其中新郁×昆香无核、新郁×阳光玫瑰、绿洲宝石×阳光玫瑰组合的差异显著，绿洲宝石×昆香无核组合的差异不显著。以阳光玫瑰为父本的两个组合的座果率高于以昆香无核为父本的两个组合的。在六个处理中，处理二早上授粉的平均座果率最高，处理三傍晚授粉的平均座果率最低。早上和傍晚授粉的处理一、处理二的平均座果率均高于处理三;处理一与处理二的平均座果率的高低，因组合不同存在差异。新郁和绿洲宝石两个品种均存在闭花授粉现象，且绿洲宝石的闭花授粉程度高于新郁，吐鲁番地区新郁和绿洲宝石葡萄的最佳去雄时间应在始花期的前3-4天，最佳授粉方式应是待柱头粘液出现时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次。

  关键词：葡萄；授粉结实；新郁；绿洲宝石

  引言

  葡萄是重要果树树种[1]，在农业经济发展中发挥着重要作用。葡萄品种决定着葡萄产业的发展，而葡萄杂交育种是葡萄新品种选育的重要途经。因葡萄大多数为两性花，杂交育种是在花始期通过人工去除雄蕊，有目的的授予其它品种的花粉，获得杂交种子。由于受到自身花器结构、花期长短、环境、气候、人为等因素的影响，杂交去雄授粉工作，存在坐果差、自交比例大等问题，严重影响了杂交育种工作的成效。关于果树植株杂交授粉方面的研究较多，在杏树[2-3]、李[4-5]、猕猴桃[6-9]、梨[10-13]、樱桃[15-17]、锥栗[18]等树种上已开展了花粉活性、授粉结实特性，自交亲和性、杂交结实力等方面的研究。而在葡萄杂交授粉方面的研究较少，闫守伟[19]开展了不同葡萄品种花器官形成、坐果和果实发育的研究，白惠磊等[20]开展巨峰葡萄闭花授粉机理研究。新郁具有果粒大、外观美、风味佳、商品性好、适应性强等优点，成熟期介于里扎马特（中熟）和红地球（晚熟）之间，是西北地区重要的中晚熟优质大粒红色品种。绿洲宝石是一个绿色且具有较浓郁玫瑰香味的鲜食、制干、酿酒兼用的品种，具有很好的发展前景，这两个品种均是核心育种材料。本研究以新郁、绿洲宝石两个品种为试材，通过自然授粉、自花授粉、不同去雄时间、不同授粉方式等处理，研究两个品种授粉结实特性，为葡萄杂交育种工作提供基础数据。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  试验实施于2022年，试验材料为新郁、绿洲宝石两个葡萄品种，均为6-7年生植株，种植方式为水平棚架独龙干，柱高2m，株行距为4m×0.5m，两个品种的基本信息和果实见表1和图1。

  1.2 试验方法

  1.2.1 自花授粉与自然授粉处理

  选择新郁、绿洲宝石两个品种稳定结果植株各若干株，在花前各选择整齐一致花穗6个，共计12个花穗。使用吊牌进行标记，并修剪花穗，每个花穗保留基部饱满，大小一致花蕾300粒，待用。在始花期，分别选择3个花穗开展套袋密封(自花处理)、3个花穗不做处理（自然处理）等处理。在处理后30天，统计果穗的坐果率。

  1.2.2 不同时间去雄处理

  选择新郁、绿洲宝石两个品种稳定结果植株各若干株，在花前各选择整齐一致花穗12个，共需要24个花穗。使用吊牌进行标记，并修剪花穗，每个花穗保留基部饱满，大小一致花蕾300粒，待用。分别在花前6天（5月9日）、4天（5月11日）、2天（5月13）、始花期（5月15日）等时期开展人工去雄-清水喷洗-套袋密封（人工去雄不授粉处理）处理，每个处理3个花穗。在处理后30天，统计果穗的坐果率。

  1.2.3 不同授粉方式处理

  花粉制作 选择昆香无核、阳光玫瑰两个品种稳定结果植株若干株（保证花粉采集量），并使用吊牌对健康整齐的花穗进行标记，在花序有5%盛开时，开始采集花穗，在避强光、干燥的环境下制作花粉，经干燥、净化、研磨后，通过干燥的容器，进行分装、低温贮藏，待用。

  材料选择 选择新郁、绿洲宝石两个品种稳定结果植株若干株（保证花穗选择量），使用吊牌对花穗进行标记，并修剪花穗，每个花穗保留基部饱满，大小一致花蕾300粒，待用。在花前各选择花穗36个，每个处理3穗，每个品种2个杂交组合，共4个杂交组合，需要花穗共计72个。

  试验处理 待果穗拉长到极限，花蕾含苞待放时开始去雄，并使用足量清水将柱头清洗干净，套袋密封，挂吊牌、做标识待用。授粉处理一：柱头发育变形但未出现粘液时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次；授粉处理二：待柱头粘液出现时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次；授粉处理三：待柱头粘液出现时授粉1次。授粉处理四：重复处理一至三，将2次授粉时间分为上午、下午，环境温度在25-30℃。在处理后30天，统计果穗的坐果率。

  1.3 数据处理

  通过excel表处理数据和分析数据，通过SPSS进行差异显著性分析。

  2 结果与分析

  2.1 两个葡萄品种自然授粉结实研究

  新郁和绿洲宝石葡萄在自然条件下的授粉结实情况如表所示，新郁在自然条件下的座果率在23.41-46.75%，平均值为34.32%。绿洲宝石在自然条件下的座果率在19.50-31.74%，平均值为24.21%。这说明两个品种的授粉结实能力较弱，且新郁的高于绿洲宝石的。

  2.2 两个葡萄品种套袋不去雄处理下的授粉结实研究

  新郁和绿洲宝石葡萄在套袋不去雄处理下的授粉结实情况如表所示，新郁在套袋不去雄处理下的座果率在24.90-35.33%，平均值为30.79%。绿洲宝石在自然条件下的座果率在12.40-24.86%，平均值为18.67%。这说明两个品种的自花授粉结实能力较弱，且新郁的高于绿洲宝石的。

  2.3 两个葡萄品种去雄套袋处理下的授粉结实研究

  新郁和绿洲宝石葡萄在去雄套袋处理下的授粉结实情况如表所示，在不同时间的去雄套袋处理下，花前6天和4天处理的新郁果穗的座果率均为0；花前2天（此时花穗已经完全展开）处理的果穗的座果率在1.29-5.00%之间，平均值为3.51%；有少量花序盛开时处理的果穗的座果率在15.44-21.43%之间，平均值为19.08%。在不同时间的去雄套袋处理下，花前6天和4天处理的绿洲宝石果穗的座果率也均为0；花前2天处理的果穗的座果率在2.11-8.22%之间，平均值为5.22%；有少量花序盛开时处理的果穗的座果率在21.26-29.69%之间，平均值为24.39%。这说明新郁和绿洲宝石在花前2天已经开始自花授粉，在始花期自花授粉已经到了较高的比例，且绿洲宝石的闭花授粉能力高于新郁的。

  2.4 不同授粉方式处理对两个葡萄品种授粉结实的影响

  新郁和绿洲宝石葡萄在不同的授粉方式处理下的授粉结实情况如表所示。在新郁×昆香无核、新郁×阳光玫瑰、绿洲宝石×昆香无核、绿洲宝石×阳光玫瑰组合中，早上授粉处理的平均座果率均高于傍晚授粉处理的，其中在新郁×昆香无核组合中的差异显著，绿洲宝石×昆香无核组合中的差异不显著。新郁×阳光玫瑰和绿洲宝石×阳光玫瑰两个组合的座果率高于新郁×昆香无核和绿洲宝石×昆香无核，这可能是因为阳光玫瑰花粉活性强于昆香无核。在六个处理中，处理二早上授粉的平均座果率最高，为11.13%，处理三傍晚授粉的平均座果率最低，为4.44%。在早上授粉的三个处理中，平均座果率为处理二>处理一>处理三；在傍晚授粉的三个处理中，平均座果率为处理一>处理二>处理三。但在每个组合中平均座果率存在差异，新郁×昆香无核和绿洲宝石×昆香无核的早上处理一高于早上处理二，新郁×阳光玫瑰和绿洲宝石×阳光玫瑰组合早上处理二高于早上处理一；新郁×昆香无核傍晚授粉处理二高于早上处理一，其他三个组合傍晚授粉处理一高于早上处理二。所有处理三的座果率均为最低。

  3 讨论

  葡萄属于圆锥状花序，绝大多数品种为两性花，通过自花授粉和异花授粉完成授粉受精发育成果实。京秀、香妃、巨峰、黑奥林等4个品种在自然条件下座果率为71.3%、76.9%、3.6％、21.9％[19]。本文研究发现，新郁和绿洲宝石在吐鲁番地区自然条件下平均座果率分别为34.32%、24.21%，套袋密封条件下，自花授粉的平均座果率分别为30.79%，18.67%。吐鲁番地区5月上中旬多风、气温较高且空气湿度低可能是影响葡萄座果率的主要原因。但新郁葡萄果粒较大，绿洲宝石果穗中等，较低的座果率并不影响穗形和产量，反而减少了修剪果穗的劳动量。

  葡萄属于被子植物，存在开花受精和闭花受精两种类型，但因品种的花器结构、生理及环境条件的差异，自然条件下一般通过1种或2种同时兼有的方式完成授粉受精[21]，白惠磊等[20]研究认为巨峰葡萄具有闭花授粉和自花授粉两种方式，闭花授粉座果率可达33%。雄配子体在花前4-5d已发育成熟并且花粉具有了一定的发芽率，雌配子体在花前2d发育成熟，在花前3d人工授粉可获得一定的坐果率。檀英霞等[22]研究发现葡萄品种巨峰、巨玫、四玫自然条件下在花前3d柱头上均未发现有散落的花粉粒。巨峰和巨玫在花前2d柱头上有散落的花粉粒，巨峰在花前1d散落的花粉粒最多达54.0%。四玫和巨玫均在始花日达最大散落量。本研究发现，新郁在开花期前2天已有3.51%花蕾完成了闭花授粉，绿洲宝石已有5.22%花蕾完成了闭花授粉，这说明新郁和绿洲宝石两个品种均存在闭花授粉现象，且绿洲宝石的闭花授粉程度高于新郁。

  温度影响葡萄花粉的萌发。贺普超[23]认为葡萄花粉萌发的最适宜温度为26-28℃，在28℃温度下16-18h后能很好地萌发。温度过低，影响花药开裂；温度过高，降低花粉发芽率，甚至导致花粉损伤、失活。万怡震等[24]研究认为葡萄花粉在室温下存放半月后，仅有7.3%-13.9%的具有活性。张瑛等[25]研究认为野生毛葡萄雄株的花粉在晴天、阴天的萌发率有很大差异，分别为70.9%、18.8%。南珍珠花粉采集当天的萌发率为82.4%，南珍珠和毛葡萄雄株的花粉分别在不同的温度下培养后，花粉的萌发率由高到低依次为30℃、35℃、25℃、20℃，两种花粉的萌发率随着温度的升高而升高，当恒温为30℃时花粉萌发率最高，南珍珠为82.4%，毛葡萄为70.8%。本研究发现，早上授粉处理的平均座果率均高于傍晚授粉处理的，这应该与温度有关。本研究的实施地在吐鲁番市鄯善县，该地2022年5月13日至17日夜间最低温在15-17℃，白天最高温在28-30℃。早上授粉适宜花粉萌发的时间较长，利用花粉萌发，傍晚授粉因低温时间过长，影响花药开裂，降低花粉活性。

  关于不同授粉时间和次数对葡萄坐果率的影响的研究未见报道。在番茄上，李红波等[26]研究认为开花前1d去雄，开花当天上午授粉1次，第二天上午再补授粉1次(2d 2次授粉)和开花当天上午授粉1次，第三天上午再补授粉1次(3d 2次授粉)的座果率最高。番茄杂交制种除受外部环境温度、湿度外，人为因素也有较大的影响，如去雄后短时间内对柱头2次授粉，可能会加大对柱头的损伤，影响座果率等。本研究发现，在六个处理中，早上授粉处理二（待柱头粘液出现时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次）的平均座果率最高，早上授粉和傍晚授粉处理三（待柱头粘液出现时授粉1次）的平均座果率均低。葡萄花蕾间的花期存在一定的差异性，有些雌配子发育成熟早，有些雌配子发育成熟较晚，柱头产生粘液的时间具有连续性，一次授粉不能实现所有柱头的花粉需要，在柱头粘液出现时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次可以实现最佳的坐果效果。

  关于授粉方式方面，安晓芹等[3]发现品种和授粉方式影响杏树授粉亲和性,自然授粉坐果率不高，自交多数不亲和，轮台白杏与其他品种间正反交坐果差异较大。赵纪伟等[14]认为梨品种杂交座果率很高，多数在80%以上，自交结实率不高。韩立群等[17]发现樱桃供试各品种自花结实率低，多为自花不结实类型，供试各品种自然结实率较高，大多品种坐果率在20%以上，最高为35%，杂交组合座果率均在25%以上。杨龙等[18]发现锥栗自花授粉结实率很低，自然授粉相对较高；杂交组合的坐果率存在差异, 花粉直感效应在杂交坐果率上表现明显；父母本及杂交授粉组合对锥栗杂交坐果率起决定性作用。本文研究发现，在葡萄上，自然授粉、自花授粉、人工去雄授粉对葡萄的坐果率的影响具有显著的差异，自然授粉的平均座果率最高，自花授粉次之，人工去雄授粉平均座果率最低。葡萄花蕾较小，去雄时容易碰伤柱头，而且雄性花粉从采集、制作、保存及授粉过程对花粉均具有一定的损伤，降低了活性，影响了座果率。父本阳光玫瑰、昆香无核对组合的坐果率具有较大的影响，以阳光玫瑰为父本的两个组合的座果率明显高于以昆香无核为父本的两个组合。从种属来看，阳光玫瑰为欧美杂种，新郁、绿洲宝石、昆香无核均为欧亚种，从雄花结构来看，阳光玫瑰花蕾饱满、雄蕊厚且大，出花粉量多。阳光玫瑰在活性上高于昆香无核。

  4 结论

  新郁葡萄在自然条件下平均座果率为34.32%，自花授粉的平均座果率为30.79%。绿洲宝石在自然条件下平均座果率为24.21%，自花授粉的平均座果率为18.67%。新郁和绿洲宝石两个品种均存在闭花授粉现象，且绿洲宝石的闭花授粉程度高于新郁，在始花期前2天新郁有约3.51%花蕾完成了闭花授粉，绿洲宝石有约5.22%花蕾完成了闭花授粉。吐鲁番地区新郁和绿洲宝石葡萄的最佳去雄时间应在始花期的前3-4天，最佳授粉方式应是待柱头粘液出现时开始授粉，每天授1次，累计授粉3次。