不同梨品种系花粉数量和花粉活力研究
摘要：以库尔勒香梨、红安久等8个梨品种（系）为试材，观察其花器官结构特征，测定花粉量，用3种方法测定花粉生活力。结果表明，不同的梨品种（系）在花瓣位置、柱头位置、雄蕊数、雌蕊数、花冠直径、花瓣纵横径等方面存在不同程度的差异，各自具有其独特的形态特征。在供试的梨品种中，单朵花的雄蕊数为18~30枚；大多数梨品种的雌蕊数为5枚，少数品种出现4枚；花粉量差异较大，其中库尔勒香梨花粉量最少，为4417粒，而红考蜜斯花粉量最多，为7800粒，表现出中等、较多和多等不同类型的花粉量。花粉的生活力在38.64%~88.37%之间，其中85-16-4品种在培养基法下的生活力最低，为36.84%，而85-2-16品种在I2-KI染色法下的生活力最高，为88.37%。综合以上指标分析，可以有效地区分和鉴定梨品种（系），并为栽培中的授粉配置提供参考依据。
梨属于蔷薇科（Rosaceae）梨亚科（Pomoideae）梨属（Pyrusspp.），为我国主要果树之一[1]。尽管梨的花器官具有许多共同的特征，但在不同的品种（系）之间仍存在一定差异，因此花器官的特征差异可为品种鉴定提供参考[2]。梨是一种自交不亲和性果树，大多数品种不能自花授粉结出果实，因此在生产过程中通常需要选择花粉量大且生活力强的品种作为授粉品种[3]。果树的花粉活力和数量对果树授粉、杂交育种和品种鉴定具有重要作用，在梨[4-6]、猕猴桃[7-10]、葡萄[11-13]、核桃[14-17]等多种果树上均有相关报道。尽管有许多测定花粉活力的方法，但不同方法得出的结果可能存在较大差异[18]，蒋媛等[19]、郭媛等[20]、徐叶挺等[21]对花粉的采集和储藏、品种（系）之间的花粉活力比较等方面进行了研究，但涉及的品种较少。因此，本研究选取了8个不同品种（系），对其花器官结构、花粉数量和生活力进行了研究，并比较了3种不同的花粉活力测定方法，旨在为梨的新品种选育和栽培中的授粉配置提供理论支持。
1材料与方法
1.1试验材料
试材来源于塔里木大学梨种质资源园，分别为库尔勒香梨、库尔勒香梨大果芽变、红安久、红考蜜斯、84-17-1、85-2-16、85-8-18、85-16-4，共计8份材料。其中，84-17-1为假把子×香梨杂交后代，85-2-16为香梨×巴云梨杂交后代，85-8-18为香梨×早酥梨杂交后代，85-16-4为香梨×香梨杂交后代。
1.2试验方法
1.2.1花器官特征观察。在每个品种（系）的梨树盛花期，随机选择30个花序，观察每个花序的花朵数量、每朵花的雌蕊数量和雄蕊数量。然后，随机选取30朵花，测定了它们的花性状指标，使用万深LA-S系列植物图像分析仪对这些花进行扫描测量。
1.2.2花粉量的测定。花粉量的测定采用血球计数器法[22]。在大蕾期，采集各品种（系）的30朵花，然后将每朵花的新鲜花药剥取下来，每朵花取一个花药放入2mL的离心管中，将离心管开盖存放在室内24h，等待花粉完全散出，以备用。
1.2.3花粉生活力的测定[23]。在大蕾期，采集各品种（系）的30朵花，用镊子剥取新鲜花药放置在培养皿中，并将培养皿放置在25℃恒温培养箱中，等待花粉完全散出，以备用。
蓝墨水染色法：取少量花粉放置于载玻片上，然后滴入1滴蓝墨水，搅拌均匀后盖上玻片进行观察。
I2-KI染色法：取少量花粉置于载玻片上，滴上1滴I2-KI液，放置5min后观察。
离体萌芽法：将花粉均匀地点播在培养基上面，然后在25℃暗培养4h后，统计花粉萌发率。
在显微镜下放大500倍，每个载玻片观察3个视野，每个视野至少有20粒花粉，每种方法重复3次。
1.3数据处理
试验数据采用Excel2007和SPSS24.0进行处理，用GraphPadPrism8绘制图表。
2结果与分析
2.1不同梨品种（系）花器官形态的比较
由表1可知，不同梨品种（系）的花性状指标存在显著差异。其中，西洋梨品种红安久和红考蜜斯的花瓣位置呈现重叠，而库尔勒香梨及其芽变品种的花瓣位置则相邻。库尔勒香梨的杂交后代品系85-2-16、85-8-18、84-16-4的花瓣位置表现为无序，而84-17-1品系则呈现分离状态。柱头高于花药的品种（系）中，包括红安久、香梨以及85-2-16和85-8-18，而其他品种（系）的花柱和花药高度相等。单花雄蕊数18~30个，平均为21个，其中香梨及其变种的变幅较大，而85-8-18和85-16-4的雄蕊数量变幅最小。单花雄蕊数19~22个的为中雄蕊类型，有84-17-1、85-2-16、85-8-18、85-16-4；红安久、红考蜜斯、库尔勒香梨和芽变极显著多于其余品种（系），属于多雄蕊类型[19]。大多数品种（系）的雌蕊数为5枚，但也有个别出现4枚的现象。品种（系）85-2-16的花冠和花瓣显著大于其他品种（系），而红安久和红考蜜斯的花冠直径和花瓣尺寸相对较小，85-16-4则表现为花瓣较宽。梨品种（系）间花瓣纵径和横径的变异系数分别为16.50%和14.57%，且显著性检验结果表明，果实纵径在品种（系）间的差异也较大，这说明梨品种（系）的花瓣大小主要由纵径决定，与花冠直径的显著性检验结果一致。
2.2不同品种（系）梨花粉量的比较
由表2可知，供试的梨品种（系）的花药呈现不同程度的粉色或紫色，并且花粉量存在较大差异，分布在3625~7800粒之间。依据王苏珂等[5]提出的梨花粉量的分级标准，本研究中，85-2-16和红考蜜斯属于多花粉量类型，其含量显著高于其他品种（系）；84-17-1、85-8-18以及香梨大果芽变的花粉量属于较多类型；85-16-4、红安久和香梨属于中等类型，但它们的花粉量存在显著性差异。其中，85-16-4的花粉数量最少，显著低于其他品种（系），其次为红安久和香梨，它们的含量也显著低于除85-16-4之外的其他品种（系）。花粉量最大值为红考蜜斯的9600粒，最小值为85-16-4的2900粒。
2.3不同梨品种（系）花粉生活力差异分析
由表3可知，3种方法中，I2-KI染色法测得花粉活力结果整体偏高，离体萌发法测得花粉活力结果整体偏低，蓝墨水染色法结果更接近平均值。其中，85-8-18用蓝墨水染色法检测的花粉活力最高，用另2种方法检测的花粉活力排在第二位，而85-2-16用I2-KI染色法和离体萌发法测定的花粉活力为最高，用蓝墨水染色法测定的排第二，表明85-8-18和85-2-16在这8种花粉中花粉活力最强。红考蜜斯和红安久的花粉活力在3种方法中排名第三或第四，表明这2种花粉在这8种花粉中活力较强。84-17-1、香梨和芽变的花粉活力在3种方法中排在第五到第七，表明这3种花粉在这8种花粉中活力较红考蜜斯和红安久次之。85-16-4用3种方法检测花粉活力均为最低，表明85-16-4在这8种花粉中活力最低。
用蓝墨水染色法检测花粉活力时，85-8-18的花粉活力最高，为85.84%，而85-16-4的花粉活力最低，为54.52%。经过方差分析发现，85-8-18的花粉活力显著高于其他花粉活力，而85-16-4的花粉活力显著低于其他花粉活力；85-2-16、红考蜜斯和红安久之间则无显著性差异；红安久、香梨、84-17-1和芽变之间也无显著性差异。
用I2-KI染色法检测花粉活力时，85-2-16的花粉活力最高，为88.37%，而85-16-4的花粉活力最低，为62.11%。经过方差分析发现，85-2-16的花粉活力显著高于其他花粉活力，而85-16-4的花粉活力显著低于其他花粉活力；85-8-18、红考蜜斯、红安久、84-17-1和芽变之间则无显著性差异；红考蜜斯、84-17-1、芽变和香梨之间也无显著性差异。
用离体萌发法检测花粉活力时，85-2-16的花粉活力最高，为79.66%，而85-16-4的花粉活力最低，为38.64%。经过方差分析发现，85-2-16、85-8-18、红安久和红考蜜斯之间两两比较差异均不大，没有显著性差异；而85-16-4的花粉活力显著低于其他花粉活力。
3结论与讨论
3.18个梨品种（系）的花器官形态特征和花粉量
本试验结果表明，供试材料在花瓣位置、柱头位置、雄蕊数、雌蕊数、花冠直径和花粉量等方面存在不同程度的差异，这些差异进一步验证了不同梨品种（系）之间的差别。从花器官特征来看，4个香梨杂交后代之间的花瓣位置、雄蕊数和花瓣直径的差异较小，2个西洋梨品种红安久与红考蜜斯之间的花瓣位置和雄蕊数的差异也较小，库尔勒香梨及其芽变的品种在花瓣位置、雄蕊数和花瓣纵横径方面的差异也较小。然而，红安久和红考蜜斯与其他品种（系）相比，在花器官特征上存在明显差异，主要表现在红安久和红考蜜斯具有重叠的2层花瓣，花瓣纵横径显著小于其他品种（系），而香梨杂交后代则具有香梨的部分特征。花粉量在不同品种（系）之间的差异显著，为选择授粉品种提供了重要参考。
3.28个梨品种（系）的花粉活力比较
3种方法测定的8个梨品种（系）的花粉活力值各不相同。在蓝墨水染色法中，85-8-18排名第1，85-2-16排名第2；在I2-KI染色法和离体萌发法中，85-2-16排名第1，85-8-18排名第2。在蓝墨水染色法中，红考蜜斯排名第3，红安久排名第4；在I2-KI染色法和离体萌发法中，红安久排名第3，红考蜜斯排名第4。然而，3种方法测得的花粉活力排序基本一致，总体来说，花粉活力最强的是85-2-16和85-8-18，最弱的是85-16-4。因此，尽管不同方法之间存在差异，但总体趋势是一致的。沈根华等[24]认为，花粉萌发率低于30%的梨树不适宜作为授粉品种。本试验结果表明，8个梨品种（系）的花粉萌发率都高于30%，因此在栽培中均可作为授粉品种（系）。
