在潮湿的热带条件下，香蕉（Musa acuminata）二倍体花粉活力和萌发的测定

《Reproduction and Breeding》：Determination of pollen viability and germination in banana ( Musa acuminata) diploids under humid tropical conditions

香蕉遗传改良中花粉活力与发芽率的研究表明，M53品种在下午远端位置采集时发芽率最高（21.2%），其他二倍体如013018-01（16%）、Calcutta 4（8%）和013004-04（5%）表现较差，而商业品种Pisang Mas完全不发芽。所有二倍体花粉活力均超过90%，揭示基因型、采样时间和位置显著影响花粉性能，为杂交育种提供亲本筛选依据。

　　本研究围绕香蕉（*Musa acuminata*）的遗传改良展开，重点分析了在热带湿润气候条件下，三种改良后的二倍体香蕉品种（M53、013018-01 和 013004-04）以及一个被广泛认可的野生二倍体品种‘Calcutta 4’以及一个不育的商业品种 Pisang Mas 的花粉活力与萌发情况。香蕉作为全球重要的粮食作物，其生产不仅对粮食安全至关重要，也是许多热带和亚热带地区农民的重要经济来源。然而，香蕉种植面临诸多挑战，如病害、气候变化等非生物胁迫因素，严重威胁其产量和可持续性。因此，探索有效的遗传改良策略成为提升香蕉作物抗逆性的重要手段。

在研究中，花粉的采集时间被设定为上午7:30、中午10:30以及下午13:30，而采集位置则根据雄花束中叶片的开放顺序分为近端、中端和远端。研究发现，不同基因型、采集时间和位置对花粉的萌发和活力有显著影响。具体而言，M53 品种在下午采集时表现出最高的萌发率（21.2%），远端位置的花粉萌发概率也最高（30.6%），其次为 013018-01（16.3%）和 Calcutta 4（7.8%），而 013004-04 的萌发率最低（5.5%）。此外，所有二倍体品种的花粉活力均超过90%，其中 013018-01 和 Calcutta 4 的活力分别为95.8%和95.7%。然而，Pisang Mas 品种由于其不育性，未能在任何处理条件下实现花粉萌发，这表明其在实际杂交中不具备繁殖能力。

研究结果为香蕉遗传改良提供了重要依据，尤其是在选择具有更强繁殖能力的亲本品种方面。M53 品种在下午采集时表现最佳，这可能与其对温暖环境的适应性有关，或者与花粉囊在特定时间更容易释放花粉有关。这一现象也表明了基因型与环境之间的相互作用，即在不同条件下，同一基因型的花粉表现可能有所不同。例如，某些品种的花粉在早晨采集时活力较高，而另一些则在下午表现更优，这提示在进行杂交时，应结合具体品种的特性，选择最合适的采集时间和位置，以提高杂交成功率。

在花粉萌发和活力的分析中，研究还发现，尽管所有品种的花粉活力均较高，但其萌发能力却存在显著差异。这说明花粉活力的评估并不能完全代表其实际的受精潜力，因为活力测试主要检测的是花粉细胞膜的完整性和代谢活性，而非其在特定培养基上萌发形成花粉管的能力。因此，花粉萌发试验作为更直接的指标，能够更准确地反映花粉在杂交中的表现。此外，研究指出，Pisang Mas 品种虽然表现出较高的活力，但由于其不育性，其花粉无法在实际杂交中发挥作用，这进一步强调了在选择亲本时，不仅要考虑花粉活力，还需评估其是否具备繁殖能力。

研究还探讨了花粉采集位置对萌发率的影响。远端位置的花粉萌发率普遍较高，这可能与该位置的花粉在开放过程中经历了更长时间的暴露于阳光和温度变化有关。这些因素可能促进了花粉的成熟和发育，从而提高了其萌发能力。然而，不同品种的花粉在不同位置的萌发表现也存在差异，表明花粉的行为可能受到遗传控制的影响。例如，某些品种的花粉在远端位置表现良好，而另一些则在中端或近端位置更优，这提示在进行杂交操作时，需根据具体品种的特性来调整采集策略。

花粉萌发时间的差异也反映出环境条件对花粉性能的显著影响。在其他作物中，如玉米和草莓，早晨采集的花粉通常表现出更高的萌发率和活力。然而，本研究中的 M53 品种却在下午采集时表现最佳，这可能与其对高温或低湿度环境的适应性有关。高温可能促进花粉囊的开放，使花粉更容易释放，而低湿度则有助于维持花粉的活性。因此，M53 品种在下午采集时的优异表现，可能是其在特定环境条件下更高效的生理反应所致。

本研究的结论对于当地的香蕉育种计划具有重要的实践意义。首先，它为选择具有高繁殖能力的亲本品种提供了科学依据，有助于提高杂交成功率。其次，研究强调了花粉采集时间的重要性，特别是在某些品种如 M53 中，其最佳采集时间并不与雌花的受精能力同步，因此在杂交过程中需要特别注意时间的匹配。最后，研究指出，将具有抗逆特性的二倍体品种引入育种计划，是应对当前香蕉种植面临的生物和非生物胁迫的重要策略。这不仅有助于扩大香蕉的遗传基础，还能提升其对病害和环境变化的抵抗力，从而确保其在热带地区的可持续生产。

在当前的香蕉种植中，Cavendish 子群的三倍体品种由于其遗传单一性，极易受到病害的侵袭。因此，引入具有抗病性的二倍体品种，如 M53、013018-01 和 Calcutta 4，是提升香蕉作物抗性的关键途径。这些品种不仅具备较高的花粉活力和萌发率，还可能携带对特定病害的抗性基因，从而为培育更具适应性的香蕉品种提供遗传资源。此外，研究还表明，不同品种的花粉在不同时间的萌发表现存在差异，这提示在进行杂交操作时，应根据具体品种的特性调整采集时间，以最大化其繁殖潜力。

综上所述，本研究通过系统分析不同二倍体香蕉品种在热带湿润条件下的花粉活力与萌发情况，为香蕉遗传改良提供了重要的数据支持。研究结果不仅有助于优化杂交策略，还为未来育种计划中如何利用这些品种的遗传资源提供了方向。同时，研究也揭示了基因型与环境条件之间的复杂关系，强调了在实际应用中需要综合考虑多种因素，以实现最佳的杂交效果。通过引入更具适应性的二倍体品种，不仅可以增强香蕉作物的抗病性和抗逆性，还能有效应对全球气候变化和农业挑战，为香蕉产业的可持续发展奠定坚实基础。