6个柚类品种花粉形态观察

6个柚类品种花粉形态观察
肖远辉;傅翠娜;区善汉;张社南;梅正敏
【摘要】[目的]观察、分析柚品种花粉形态特征,为柚类资源研究提供参考依据.[方法]利用JSM-6360A扫描电子显微镜观察沙田柚、桂柚1号、早熟沙田柚、蜜柚、酸柚和砧板柚6个柚类品种花粉的特征,500倍观察花粉粒群体,3000倍观察赤道面,3500倍观察极面,10000倍观察花粉粒表面纹饰.用CAD软件测量花粉粒极轴
长(P)、赤道轴长(E)和穿孔直径.[结果]6个柚类品种花粉粒均属于中等花粉,花粉大
小为(19.73～22.60) μm×(38.64～41.99) μm.赤道面观均为近长椭圆形或长方形,极面观为近圆形或正方形.6个柚类品种花粉均具有4条萌发沟,其中沙田柚和早熟
沙田柚少数或个别花粉具有5条萌发沟,萌发沟以等距环状分布,花粉粒表面具网状纹饰.[结论]6个柚类品种花粉大小、萌发沟、花粉壁纹饰均存在一定差异,可作为鉴定桂柚1号、沙田柚和早熟沙田柚亲缘关系及种间关系的依据.
【期刊名称】《南方农业学报》
【年(卷),期】2014(045)009
【总页数】5页(P1616-1620)
【关键词】柚;花粉形态;扫描电镜;亲缘关系;种间关系
【作者】肖远辉;傅翠娜;区善汉;张社南;梅正敏
【作者单位】广西特色作物研究院,广西桂林541004;广西特色作物研究院,广西桂
林541004;广西特色作物研究院,广西桂林541004;广西特色作物研究院,广西桂林541004;广西特色作物研究院,广西桂林541004
【正文语种】中文
【中图分类】S666.3
0 引言
【研究意义】沙田柚（Citrus grandis L.）是我国著名的柚类良种，也是广西名优特产，具有果大、质优、耐贮藏的特点，素有天然罐头的美称，深受消费者青睐。

广西柚类种质资源丰富、栽培历史悠久，其中以沙田柚最出名，栽培面积最广，2013年广西沙田柚栽培面积约2.53万ha，产量50.25万t，产值12.28亿元。

柚类品种品系繁杂，品种间的苗木、果实外观难以区分，造成沙田柚苗木混杂，果实品质良莠不齐，严重阻碍了沙田柚产业的健康发展；果农在生产过程中选出了大量优良单株，但其植株和果实等与普通沙田柚差异细微，难以鉴别。

而通过植物花粉形态鉴定植物的种和品种在果树中已获广泛应用（薛晓敏等，2012），因此，开展花粉形态观察研究，对快速简便鉴别沙田柚品种和促进沙田柚产业发展具有重要意义。

【前人研究进展】植物花粉经过不断演化和发展而形成独特的形态特征，具有很强的遗传保守性和稳定性，可为探讨物种起源、演化及亲缘关系提供重要依据（王开发等王宪曾，1983）。

李润唐（1998）对湖南境内4种野生宽皮柑桔和5种栽培宽皮柑桔的花粉粒形态进行扫描电子显微镜观察，结果表明，莽山野柑和玛瑙柑是同一种名，道县野桔、通道野桔、莽山野桔、永顺蜜桔、朱桔、红桔和土桔是同一种名。

蔡盛华等（2009）对红肉蜜柚、琯溪蜜柚及下河蜜柚的花粉进行观察比较，进一步从孢粉学上证实红肉蜜柚与琯溪蜜柚遗传距离相近。

花粉形态特征在同属植物种间的差异，可作为植物进行区分的依据（陈韦等，2010）。

薛晓敏等（2012）对苹果专用授粉品种和栽培品种花粉形态进行扫描电镜观察研究，发现苹果花粉外壁属于纵向条状纹饰，条嵴及穿孔的形态和分布差异明显，可据此
来鉴别品种。

林燕金等（2013）对4个柚类品种花粉形态初步观察，发现其中琯
溪蜜柚和红肉蜜柚花粉形态、纹饰及萌发器官较一致。

花粉粒的形状、大小、颜色、外壁构造与纹饰及萌发孔（沟）等形态特征，可用以鉴别植物的种类。

李晓娟等（2013）利用扫描电镜比较观察山东丹参及其近缘种的花粉形态特征，为揭示山
东丹参与丹参、南丹参之间的亲缘关系及种间分类鉴定提供了孢粉学依据。

【本研究切入点】沙田柚是典型的自交不亲和性植物，需人工异花授粉才能正常结实。

长期以来沙田柚品种单一，选育种工作进展缓慢，区善汉等（2010）选育出自花结
实沙田柚品种桂柚1号及一个早熟沙田柚单株，利用AFLP对沙田柚新种质进行了鉴定（肖远辉等，2012）。

有关柚花粉形态特征的研究已有报道（林燕金等，2013），但通过对沙田柚花粉形态特征鉴定沙田柚品种的研究鲜见报道。

【拟解
决的关键问题】以沙田柚、桂柚1号、早熟沙田柚及3个在沙田柚产区用作授粉
的柚品种为试材，利用扫描电镜研究其花粉粒形态结构，分析其花粉大小、萌发沟、花粉壁纹饰等特征，旨在为鉴定柚类的亲缘关系和分类提供孢粉学依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料
6个柚类品种沙田柚、桂柚1号（沙田柚变异单株）、早熟沙田柚（沙田柚变异单株）、蜜柚、酸柚、砧板柚的花粉均采自广西柑桔研究所。

JSM-6360A扫描电子显微镜为日本电子株式会社有限公司出品。

1.2 试验方法
在柚子花大蕾期采集树冠外围中上部即将开放的花蕾，取其花药，置于室内阴干，均匀撒在粘有导电胶带的样品台上，用真空喷镀法喷金处理后，置于JSM-6360A 扫描电子显微镜下，由小到大依次调整放大倍数，进行观察和拍照，500倍观察
花粉粒的群体，3000倍观察赤道面，3500倍观察极面，10000倍观察花粉粒表
面纹饰。

用CAD软件测量花粉粒极轴长（P），赤道轴长（E）和穿孔直径，每项
指标各观察20个值求平均值，以P×E表示花粉粒大小，P×E表示花粉粒形状，
其中P×E＞2.00表示花粉粒为超长球形，P×E为1.14～2.00表示花粉粒为长球形。

1.3 统计分析
运用DPS 6.55软件对数据进行统计，采用Duncan’s新复极差检验法进行显著
性检验。

2 结果与分析
2.1 6个柚类品种花粉形态特征比较
由图1可知，6个柚类品种的花粉外部形态相似，为长球形或超长球形，侧面观为长椭圆形，极面观为近圆形或正方形。

从花粉大小来看，沙田柚的花粉粒最大（916.49 μm2），显著大于砧板柚（789.11 μm2），但与其他品种差异不显著（P＞0.05，下同）；从赤道轴来看，早熟沙田柚的赤道轴长度最长（22.60μm），显著大于酸柚（20.43μm）和砧板柚（19.73μm）（P＜0.05，下同），与其他品种差异不显著；从极轴长来看，琯溪蜜柚的极轴长度最长（41.99μm），显著大
于砧板柚（39.96μm）和早熟沙田柚（38.64μm），与其他品种差异不显著，桂
柚1号和沙田柚与早熟沙田柚的极轴长度差异极显著（P＜0.01）（表1）。

由此可见，从花粉赤道轴长和极轴长特征可以将早熟沙田柚、砧板柚与其他4个柚品
种区分开来。

2.2 6个柚类品种花粉的外壁纹饰观察
从花粉外壁纹饰来看（图1），6个柚类品种花粉均属于网状纹饰，网孔近圆形，大小不一，但网孔直径大小和分布密度存在一定差异。

桂柚1号的网孔直径最大（0.79μm），与早熟沙田柚（0.63μm）和沙田柚（0.72 μm）没有明显差异，显著大于琯溪蜜柚（0.44μm）、砧板柚（0.55μm）和酸柚（0.56μm）品种。

早熟沙田柚（12.7）和沙田柚（12.5）的25 μm2网孔数基本一致，极显著大于其他4
个品种（表1）。

可见，从花粉外壁纹饰特征可以将桂柚1号、早熟沙田柚、沙田柚与其他3个品种区分开来。

2.3 6个柚类品种花粉的萌发器官观察
由图2可以看出，6个柚类品种的花粉均具有4条萌发沟（简称4沟，下同），
沙田柚和早熟沙田柚的少数或个别花粉有5条萌发沟，沿极轴方向以等距环状分布，沟长直达两极。

李润唐（1998）在研究湖南野生宽皮柑桔花粉形态时发现多
数桔类花粉萌发沟为4沟，少数或个别具有5沟，萌发沟的增多是资源进化趋势
的标志之一。

根据萌发沟的多少，可将6个柚品种分为两类：一类是沙田柚和早
熟沙田柚多数为4沟，个别5沟；另一类是其他4个品种，具4沟，按照埃尔特
曼（1978）的NPC分类系统，属于N4P4C5型花粉。

图1 6个柚类品种花粉形态扫描电镜观察结果Fig.1 SEM observation results of 6 pummelos pollen morphology1～4：桂柚1号；5～8：早熟沙田柚；9～12：沙田柚；13～16：琯溪蜜柚；17～20：酸柚；21～24：砧板柚；1、5、9、13、17、21：整体观（×500倍）；2、6、10、14、18、22：赤道面观（×3000倍）；3、7、11、15、19、23：极面观（×3500倍）；4、8、12、16、20、24：纹饰（×10000倍）1-4：Guiyou 1；5-8：Zaoshushatianyou；9-12：Shatianyou；13-16：Guanximiyou；17-20：Suanyou；21-24：Zhenbanyou；1，5，9，13，17，21：Holistic view（×500）；2，6，10，14，18，22：Equatorial view（×3000）；3，7，11，15，19，23：Polar view（×3500）；4，8，12，16，20，24：Exine ornamentation（×10000）表1 6个柚类品种的花粉形态特征比较Tab.1 The pollen morphology of 6 pummelos同列数据后不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平下差异显
著Different capital and lowercasealphabetsin thesamecolumn represented significant differenceat 0.01 and 0.05 levels，respectively品种Variety赤道
轴长E（μm）Equator axial length极轴长P（μm）Polar axis length P/E 花粉大小P×E（μm2）Sizeof pollen 25μm2网孔数Number of mesh per 25μm2
网孔直径（μm）Diameter of mesh萌发沟数Number of bourgeon channel
形状Configuration桂柚1号Guiyou 1 21.44abcAB 41.37abAB 1.94abA 887.70ab 9.9 bcB 0.79aA 4沟长球形早熟沙田柚Zaoshushatianyou 22.60aA 38.64cC 1.73cB 872.64ab 12.7aA 0.63abAB 多数4沟，个别5沟长球形沙田柚Shatianyou 22.27abAB 41.13abAB 1.85bcAB 916.49a 12.5aA 0.72abA 多数4沟，个别5沟长球形琯溪蜜柚Guanximiyou 20.89abcAB 41.99aA 2.02abA 879.06ab 7.2dC 0.44cB 4沟超长球形酸柚Suanyou 20.43bcAB 40.56abAB
1.99abA 828.76ab 9.0cB 0.56bcAB 4沟长球形砧板柚Zhenbanyou 19.73cB 39.96bcBC
2.03aA 789.11b 10.2bB 0.55bcAB 4沟超长球形
图2 沙田柚和早熟沙田柚5萌发沟花粉极面观Fig.2 Polar view of 5 bourgeon channel pollen grains1：沙田柚（×3500倍）；2：早熟沙田柚（×3500倍）1：Shatianyou（×3500）；2：Zaoshushatianyou（×3500）
3 讨论
花粉超微结构观察已成为果树品种鉴定和分类的重要手段之一。

本研究结果表明，6个柚品种花粉在孢粉学特征上其花粉大小、萌发沟及花粉壁纹饰均存在一定差异，其中6个柚类品种的花粉均具有4条萌发沟，沙田柚和早熟沙田柚花粉少数或个
别为5条沟，极轴长度桂柚1号和沙田柚极显著长于早熟沙田柚，因此从花粉萌
发沟和极轴长度两方面就能区分桂柚1号、沙田柚和早熟沙田柚。

这与梁宏伟等（2008）研究发现不同李品种在花粉粒大小、萌发孔、形态上均表现一定的差异性，可用作李品种的区分参考，与薛晓敏等（2012）通过苹果花粉条嵴及穿孔的
形态和分布、花粉外壁纹饰差异鉴别苹果品种的观点一致。

沙田柚和早熟沙田柚是两个自交不亲和的品种，沙田柚和早熟沙田柚具有5沟花粉与其自交不亲和性是
否存在必然关系尚待进一步研究。

李润唐（1998）研究发现野生宽皮柑桔的花粉粒均为椭圆形，具孔沟，表面雕纹
似网状，多数桔类花粉萌发沟为4沟，少数或个别具5沟，与本研究6个柚类品
种花粉外部形态相似，但柚类花粉极轴大于宽皮柑桔花粉，而赤道轴反之，柚类花粉P/E为1.73～2.03，宽皮柑桔花粉P/E为1.15～1.36。

蔡盛华等（2009）研
究发现，红肉蜜柚、琯溪蜜柚、下河蜜柚花粉为扁圆形或近圆形，P/E为0.97～1.13，红肉蜜柚与琯溪蜜柚花粉粒同属以5孔沟为主类型，下河蜜柚则以4孔沟
花粉粒为主类型，显示琯溪蜜柚花粉粒极轴长26.18μm，赤道轴长27.62μm，
P/E 0.97，5孔沟比例70.2%，穿孔密度2.6个/μm2，与本研究结果相差较大。

林燕金等（2013）观察到琯溪蜜柚花粉粒极轴长25.82μm、赤道轴长28.00 μm、P/E0.92、孔沟以4个为主偶见5个，与本研究琯溪蜜柚花粉粒极轴长41.99μm、赤道轴长20.89μm、P/E 2.02、4沟、穿孔密度7.2个/25μm2明显不同。

同一
品种的花粉孢粉学特征不同是否与区域、气候等环境因素有关，有待进一步探究。

4 结论
本研究结果表明，6个柚品种花粉大小、萌发沟、花粉壁纹饰均存在一定差异，可用作鉴定桂柚1号、沙田柚和早熟沙田柚亲缘关系及种间关系的依据。

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