關(guān)鍵詞：櫻桃李；天津地區(qū)；物候期；花粉；萌發(fā)條件

中圖分類號：Q949.751.8 文獻標識碼：A

櫻桃李（Prunus cerasifera Ehrh.）為薔薇科（Rosaceae）李屬（Prunus）灌木或小喬木，分布于中亞、西亞、巴爾干半島、前蘇聯(lián)及中國，在我國僅野生于新疆維吾爾自治區(qū)伊犁地區(qū)（簡稱新疆伊犁），分布面積僅1500hm²左右，被列為國家二級重點保護野生植物，屬于珍貴稀有的野生果樹資源[1-4]。櫻桃李花果秀美，果實營養(yǎng)豐富，具有較強的抗逆性，可供觀賞、園林綠化、食用以及作為果樹砧木抗逆育種材料等[3]。自2012年開始，筆者課題組從位于新疆伊犁的天山野果林采集野生櫻桃李種子，在天津市進行引種試栽，結(jié)果初步表明櫻桃李栽植4～5年便可開花、結(jié)果，表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性。

測定花粉活力是開展植物育種工作的基礎(chǔ)，花粉離體萌發(fā)測定法是檢測花粉活力最為可靠的方法之一[5]。與大多數(shù)栽培李不同，櫻桃李自交親和，可以自花結(jié)實，但其授粉受環(huán)境影響較大[6]。為更好地了解櫻桃李在天津地區(qū)的生長特性，本研究以引種到天津地區(qū)的六年生櫻桃李為試驗材料，觀測其物候期，采用正交設(shè)計調(diào)查櫻桃李花粉在離體條件下的花粉萌發(fā)率及花粉管長度，篩選出最適宜櫻桃李離體萌發(fā)的培養(yǎng)條件，以期為櫻桃李在天津地區(qū)的推廣利用、栽培管護以及育種提供參考。

1材料和方法

1.1試驗材料

試驗材料為天津農(nóng)學院試驗田內(nèi)六年生櫻桃李實生苗的植株、花、果實及花粉。櫻桃李實生苗種子于2012年7月采集于新疆伊犁的天山野果林，于2013年春季播種于天津農(nóng)學院試驗田內(nèi)。櫻桃李花粉萌發(fā)試驗于2022年3月進行。

1.2試驗方法

1.2.1物候期觀測 試驗選取5株生長健康、無病蟲害的櫻桃李植株，于向陽面各選1支一年生的枝條掛牌編號，進行物候期和花、果等器官的觀測。物候期觀測從櫻桃李植株萌動期開始，至休眠期結(jié)束，共觀察記錄1年。櫻桃李的花期和果期觀測于2019年1月—12月進行，每天觀測1次，其他物候期均為每3d觀察1次，觀測均于當天下午16：00左右進行。

花期和果期的觀測方法：隨機采集櫻桃李盛開的花朵，測量花柄長度、花瓣長度、花瓣寬度、花藥長度及花藥數(shù)目；隨機采集櫻桃李成熟果實，測量果柄長度、果實縱徑、果實橫徑、單果質(zhì)量、果核長度、果核寬度，用折射儀測定果實含糖量。

櫻桃李在天津地區(qū)的物候期觀測標準見表1。

1.2.2花粉離體萌發(fā)試驗 于2022年3月24日采集待開放的櫻桃李花蕾，將雄蕊上的花藥取出，置于干燥皿中，通風陰干，收入硫酸紙袋中備用。試驗采用3因子3水平正交試驗設(shè)計，各處理各重復3次，正交表選用L9（33），各因子與各水平見表2[9]。試驗將蔗糖（A）、硼酸（B）、溫度（C）按照表2的9種處理組合配置成不同濃度的培養(yǎng)基。為使培養(yǎng)基凝成固態(tài)，還需在每組培養(yǎng)基中加入1g·L^-1的瓊脂，將配置完成的培養(yǎng)基倒入錐形瓶中，經(jīng)高溫滅菌（120℃，20min）、冷卻，密封后置于實驗室內(nèi)的冰箱中冷藏備用。

將錐形瓶內(nèi)凝固的培養(yǎng)基加熱并溶解，用滴管吸取1～3滴，滴于載玻片上，待培養(yǎng)基重新凝固后，將干燥的櫻桃李花粉均勻地彈撒在培養(yǎng)基表面，取干凈濾紙墊在培養(yǎng)皿底部，用蒸餾水濕潤濾紙，將載玻片放在濕潤的濾紙上，按照試驗設(shè)計放置于相應(yīng)溫度的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2h后，使用Leica DM4000型正置顯微鏡觀察和拍攝櫻桃李花粉生長情況，并對櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管長度進行統(tǒng)計和測量。每張載玻片需進行5個視野的觀測，每個視野內(nèi)的花粉粒數(shù)目應(yīng)多于30粒，重復3次。試驗數(shù)據(jù)收集完成后，使用Excel軟件進行整理、繪制圖表，使用IBMSPSS23.0軟件進行方差分析及多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1櫻桃李在天津地區(qū)的物候期

通過2019年為期1年的物候期觀測，筆者發(fā)現(xiàn)櫻桃李在天津地區(qū)適應(yīng)性良好，共經(jīng)歷萌動、展葉、現(xiàn)蕾等13個主要物候期（表3）。

櫻桃李在天津地區(qū)各物候期植株的形態(tài)特征及變化見圖1。由圖1可知，每年3月初櫻桃李樹體開始萌動，3月中旬葉片開始展開（圖1A）。與此同時，櫻桃李葉腋處開始出現(xiàn)花蕾并逐漸開放（圖1A），現(xiàn)蕾10d左右進入開花盛期（圖1C），整個花期持續(xù)20d左右。櫻桃李花朵為白色，簇生于結(jié)果枝上，觀賞性較高。經(jīng)過3個月的生長發(fā)育，櫻桃李果實于7月下旬完全成熟，期間在4月底至5月初經(jīng)歷1次生理落果，歷時7d。櫻桃李果實初期為綠色，逐漸變?yōu)辄S色、橙黃色、紅色、紫紅色，成熟時全果為紫黑色（圖1E～H），觀賞性也較高。每年10月下旬櫻桃李陸續(xù)有葉片脫落（圖1I），至11月中下旬進入休眠期，第二年3月開始櫻桃李再次萌動。櫻桃李在冬季休眠期無需進行任何防護，可以安全越冬。

2.2櫻桃李的花器官與果實特征

櫻桃李花瓣通體白色，形似匙形，邊緣似波浪狀，花瓣底部似楔形，花絲基部紅色，花藥多數(shù)呈棕黃色（圖2）。

櫻桃李花朵的花柄長度在6.26～7.87mm之間，平均長度為7.14mm；花瓣平均長度為10.00mm，平均寬度為8.09mm，大多數(shù)花瓣長度要大于花瓣寬度；雄蕊長度通常大于或等于雌蕊，花藥平均長度為5.24mm，花藥數(shù)目在24～32枚之間，平均數(shù)目為27枚（表4）。

櫻桃李果實為核果，未成熟時為綠色，成熟前期逐漸轉(zhuǎn)為橙紅色，成熟時通體呈黑紫色，形狀似近球形，表皮覆有蠟粉，側(cè)面具有縫合線（圖3）。櫻桃李果柄長度在1.36～1.82mm之間，平均長度為1.58mm，果實縱徑、橫徑分別為2.14和1.89mm，因此櫻桃李果實近似球形。櫻桃李果核為淺褐色帶白色，表面溝壑交錯，果核長度、寬度分別為1.48和0.91mm。櫻桃李果實單果質(zhì)量為3.67～4.84g，平均單果質(zhì)量為4.29g，果實含糖量為11.72%（表5）。成熟的櫻桃李果實蠟粉和縫合線更明顯（圖3），果肉含水量少，偏軟，口感甜。

2.3櫻桃李花粉萌發(fā)培養(yǎng)條件的篩選

2.3.1櫻桃李花粉在不同組合培養(yǎng)條件下的萌發(fā)情況 櫻桃李花粉在不同組合培養(yǎng)條件下均能萌發(fā)，但花粉萌發(fā)率不同。在9組培養(yǎng)條件下（表6），櫻桃李花粉萌發(fā)率以4號培養(yǎng)條件組合（A₂B₁C₂）最高，櫻桃李花粉萌發(fā)率為35.01%，其次為2號培養(yǎng)條件組合（A₁B₂C₃）和5號培養(yǎng)條件組合（A₂B₂C₁），櫻桃李花粉萌發(fā)率分別為32.24%和29.78%，櫻桃李花粉萌發(fā)率以7號培養(yǎng)條件組合（A₃B₁C₃）最低，在9組培養(yǎng)條件中最低，櫻桃李花粉萌發(fā)率僅為20.68%。

櫻桃李花粉管長度在不同培養(yǎng)條件組合中也存在差異，但與花粉萌發(fā)率不同的是，在9組培養(yǎng)條件組合中（表6），花粉管長度以4號培養(yǎng)條件組合（A₂B₁C₂）最長，長度達376.464μm，其次是2號培養(yǎng)條件組合（A₁B₂C₃）和8號培養(yǎng)條件組合（A₃B₂C₂），花粉管長度分別為319.933和292.28μm，9號培養(yǎng)條件組合（A₃B₃C₁）櫻桃李花粉管長度最短，僅為208.447μm。

2.3.2不同試驗因素對櫻桃李花粉萌發(fā)的影響 正交試驗結(jié)果表明，蔗糖、硼酸、溫度各因素對櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管生長的影響基本相同。在試驗設(shè)計范圍內(nèi)，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度在蔗糖濃度在10～15g·L^-1之間時，隨著蔗糖濃度增加呈緩慢上升趨勢，當蔗糖濃度達到15g·L^-1時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度均達到最高值；當蔗糖濃度在15～20g·L^-1之間時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度隨著蔗糖濃度增加而開始急劇下降，而當蔗糖濃度達到20g·L^-1時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度均最低（圖4和圖5），說明蔗糖濃度過高會抑制櫻桃李花粉的萌發(fā)率。

硼酸對櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度的影響與蔗糖相似，當硼酸濃度為0～0.02g·L^-1時，櫻桃李花粉萌發(fā)率與花粉管長度隨著硼酸濃度增加呈緩慢上升趨勢，當硼酸濃度為0.02g·L^-1時，櫻桃李花粉萌發(fā)率與花粉管長度最高；當硼酸濃度為0.02～0.04g·L^-1時，櫻桃李花粉萌發(fā)率與花粉管長度隨著硼酸濃度增加而急劇下降，說明硼酸濃度過高也會對櫻桃李花粉萌發(fā)起到抑制作用。

當溫度為20℃～25℃之間時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度隨著溫度升高呈加速上升趨勢，當溫度達到25℃時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度最高；而當溫度為25℃～30℃時，櫻桃李花粉萌發(fā)率及花粉管長度則隨著溫度升高開始呈迅速下降趨勢，說明溫度過低或過高都會對櫻桃李花粉的萌發(fā)造成影響。

不同因素對櫻桃李花粉萌發(fā)影響的多重比較分析結(jié)果（表7），其中K代表蔗糖、硼酸、溫度不同因素的不同水平均值；R代表不同因素的極差，極差越大，則表明該因素對櫻桃李花粉萌發(fā)的影響越大。根據(jù)R值可知，蔗糖、硼酸、溫度3個因素對櫻桃李花粉萌發(fā)率影響大小的順序為：蔗糖（A）＞硼酸（B）＞溫度（C）。由此可見，蔗糖對櫻桃李花粉萌發(fā)率的影響最大，其次為硼酸，溫度對櫻桃李花粉萌發(fā)率的影響最小。根據(jù)各因素的K值可以看出，不同因素不同水平對櫻桃李花粉萌發(fā)率的影響順序為：蔗糖A（K₂≥K₁＞K₃）＞硼酸B（K₂＞K₁＞K₃）＞溫度C（K₂＞K₁≥K₃）。由上述分析可知，櫻桃李花粉萌發(fā)率最適的培養(yǎng)條件組合為A2B2C2。

由R值同樣可知（表7），蔗糖、硼酸、溫度3個因素對櫻桃李花粉管生長影響的順序為：溫度（C）＞硼酸（B）＞蔗糖（A）。由此可見，溫度對櫻桃李花粉管生長的影響最大，其次為硼酸，蔗糖對櫻桃李花粉管生長的影響最小。同樣根據(jù)各因素K值可以看出，不同因素不同水平對櫻桃李花粉管生長的影響順序為：溫度C（K₂＞K₁＞K₃）＞硼酸B（K₂＞K₁＞K₃）＞蔗糖A（K₂＞K₁＞K₃）。由上述分析可知，櫻桃李花粉管生長的最適培養(yǎng)條件組合為A₂B₂C₂。綜合櫻桃李花粉萌發(fā)率最適的培養(yǎng)條件組合及花粉管生長最適的培養(yǎng)條件組合，可知最適宜櫻桃李花粉生長的培養(yǎng)條件組合為A₂B₂C₂。

為進一步篩選驗證櫻桃李花粉萌發(fā)的最佳培養(yǎng)條件，對櫻桃李花粉萌發(fā)的直觀分析結(jié)果進行多重比較（表7）。蔗糖（A）、硼酸（B）、溫度（C）對櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管長度的影響均達到顯著水平，說明改變蔗糖、硼酸、溫度3個因素水平均可以顯著影響櫻桃李花粉萌發(fā)和花粉管生長。在蔗糖濃度（A因素）的3個水平下，A₁、A₂蔗糖濃度水平的櫻桃李花粉萌發(fā)率顯著高于A₃蔗糖濃度水平，而A₁、A₂蔗糖濃度水平的櫻桃李花粉萌發(fā)率之間不存在顯著差異，但是在A₂蔗糖濃度水平下，櫻桃李的花粉管長度顯著低于A₁蔗糖濃度水平，因此綜合櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管長度試驗結(jié)果，在蔗糖濃度A因素中，A₂濃度水平是最適宜櫻桃李花粉萌發(fā)的蔗糖濃度。當硼酸濃度（B因素）處于B₂濃度水平時，櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管長度均顯著高于B₁、B₃硼酸濃度水平，因此在硼酸濃度B因素中，B₂濃度水平是最適宜櫻桃李花粉萌發(fā)的硼酸濃度。當溫度（C因素）處于C₂水平時，櫻桃李花粉萌發(fā)率和花粉管長度顯著高于C₁、C₃溫度水平，因此在溫度C因素中，C₂溫度水平是最適宜櫻桃李花粉萌發(fā)的溫度。

3結(jié)論與討論

通過物候期觀測，櫻桃李在天津地區(qū)可以正常越冬、正常開花結(jié)實，其樹形美觀，花、果均具有較強的觀賞性，可作為豐富天津地區(qū)的綠化樹種種類。但因櫻桃李種群瀕危[3]，種苗較少，其種苗擴繁有待于進一步研究。

植物花粉離體萌發(fā)生長需要從培養(yǎng)基中吸收糖類物質(zhì)，以促進花粉的快速萌發(fā)與生長[10]。綜合直觀分析與多重比較分析結(jié)果，可以得出，雖然不同因素對櫻桃李花粉萌發(fā)率的影響順序（蔗糖＞硼酸＞溫度）和對花粉管長度的影響順序（溫度＞硼酸＞蔗糖）不同，但最適宜櫻桃李花粉離體萌發(fā)的培養(yǎng)條件為A2B₂C₂，即蔗糖濃度為15g·L^-1、硼酸濃度為0.02g·L^-1、培養(yǎng)溫度為25℃。

蔗糖不僅可以為植物花粉萌發(fā)提供養(yǎng)分，還能維持植物花粉內(nèi)部環(huán)境與培養(yǎng)環(huán)境之間的滲透壓，同時還是植物花粉管壁合成的主要營養(yǎng)物質(zhì)[11]。試驗結(jié)果表明，最適宜櫻桃李花粉萌發(fā)的蔗糖濃度為15g·L^-1，這與早酥梨花粉萌發(fā)的試驗結(jié)果一致，即不同蔗糖濃度對早酥梨花粉萌發(fā)率有影響，其最適的蔗糖濃度為15g·L^-1左右[5]，但與周懷軍等[12]研究得出的李、杏等在5%蔗糖濃度下花粉萌發(fā)率最高的試驗結(jié)果不一致，這可能是由于不同種類植物的花粉萌發(fā)條件不同所致。試驗結(jié)果表明，雖然硼酸是影響櫻桃李花粉萌發(fā)的重要因素，但硼酸濃度對櫻桃李花粉萌發(fā)存在一個閾值，即當硼酸濃度超過閾值時，櫻桃李花粉萌發(fā)率與花粉管長度降低，這與Liu等[13]在杉木花粉萌發(fā)試驗中，得出的硼酸濃度存在閾值的試驗結(jié)論一致。試驗結(jié)果顯示，硼酸對櫻桃李花粉萌發(fā)具有顯著影響，但在缺少硼酸的3組培養(yǎng)基中，櫻桃李花粉仍然能夠萌發(fā)，這與張紹鈴等[10]和周瑞金等[14]試驗結(jié)果一致，但與李靜等[15]對黃瓜花粉離體培養(yǎng)的試驗結(jié)論不同，這可能與不同植物自身所含的硼元素含量差異有關(guān)。培養(yǎng)溫度同樣也是影響櫻桃李花粉萌發(fā)的重要因素，試驗結(jié)果表明，最適宜櫻桃李花粉萌發(fā)的培養(yǎng)溫度為25 ℃，溫度過高或過低均會抑制櫻桃李花粉的萌發(fā)，這與杜玉虎等[16]研究果梅花粉離體培養(yǎng)的試驗結(jié)果一致，而凱特杏花粉的最適培養(yǎng)溫度為20 ℃[17]，這可能是由于不同植物對培養(yǎng)溫度的需求不同有關(guān)，相關(guān)觀點需要進行進一步驗證。

綜上所述，櫻桃李在天津地區(qū)適應(yīng)性強，可以進行大面積種植。櫻桃李花粉離體萌發(fā)的最適宜培養(yǎng)條件為蔗糖濃度15 g·L^-1、硼酸濃度0.02 g·L^-1、溫度25 ℃。