梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 研 究

臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 7:23-30 (1983) 231梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 研 究2李 金 龍 林 信 山 廖 萬 正 林 嘉 興摘要本 試 驗 針 對 臺 灣 地 區 梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 進 行 活 體 外 發 芽 測 定 。 就 所 提 供 之 發 芽 環境 , 以 花 藥 全 開 、 室 溫 28℃ 及 相 對 濕 度 81% 時 , 最 有 利 於 新 世 紀 梨 花 粉 之 發 芽 。在 相 同 之 發 芽 環 境 下 , 比 較 梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 , 經 24 小 時 培 養 後 , 以 水 晶梨 之 57.5% 為 最 高 , 依 次 為 廿 世 紀 、 幸 水 、 巴 梨 、 新 世 紀 、 長 十 郎 、 菊 水 、 新 興 等 。前言(1)據 李 云 , 本 省 於 1890 年 引 入 華 南 系 統 之 橫 山 梨 , 在 中 部 淺 山 地 區 試 種 。1929 年 , 日 人引 進 環 山 大 梨 等 品 種 , 在 梨 山 附 近 地 區 試 種 , 二 者 均 結 果 良 好 。1958 年 , 農 復 會 協 同 中 興 大學 引 進 新 世 紀 等 日 本 梨 , 進 行 栽 培 觀 察 。 其 後 , 隨 著 1960 年 中 部 橫 貫 公 路 通 車 , 使 得 適 合 高海 拔 地 區 栽 之 品 種 , 如 新 世 紀 等 之 面 積 急 速 擴 大 , 至 1971 年 , 估 計 已 達 2760 公 頃 。目 前 梨 山 地 區 及 仁 愛 鄉 海 拔 1500 公 尺 以 上 地 區 , 共 種 植 數 仟 公 頃 之 日 本 梨 , 因 品 種 相 當混 雜 , 故 未 曾 發 生 授 粉 不 良 的 記 錄 。 中 部 中 低 海 拔 地 區 , 以 往 主 要 栽 培 低 溫 需 求 較 少 之 橫 山梨 , 品 種 單 一 , 常 發 生 結 果 量 少 的 問 題 。 數 年 前 所 開 發 的 高 接 梨 栽 培 , 引 入 新 世 紀 等 品 種 在中 低 海 拔 處 栽 培 , 使 得 橫 山 梨 之 產 量 驟 增 , 這 個 結 果 令 人 推 測 係 因 增 加 授 粉 品 種 之 故 , 並 興起 研 究 梨 花 粉 的 興 趣 , 期 獲 得 足 夠 之 試 驗 結 果 , 做 為 栽 培 上 之 參 考 。材 料 與 方 法本 試 驗 中 供 應 花 粉 之 梨 (Ryrus serotina rehd) 品 種 , 計 有 新 世 紀 (cv. Shinseiki)、 廿 世 紀 (cv.Nijuseiki)、 幸 水 (cv. Koushui)、 巴 梨 (cv. Bali)、 新 興 (cv. Shinkou)、 水 晶 (cv. Shuiching)、 長 十郎 (cv. Chojuro) 及 菊 水 (cv. Kikoushui) 等 8 個 , 均 種 植 於 梨 山 地 區 。 於 71 年 3 月 25 日 採 集 各 品 種含 苞 之 連 枝 花 苞 , 帶 回 試 驗 室 後 , 用 塑 膠 袋 密 封 , 冷 藏 於 4℃ 的 冰 箱 中 備 用 。供 試 培 養 基 的 配 方 , 為 蔗 糖 (100 公 克 / 公 升 , 美 國 /Sigma 公 司 ) 及 洋 菜 (0.1%, 美 國 Difco 公司 )。 培 養 基 融 解 後 , 滴 在 載 玻 片 上 備 用 。 滴 時 , 培 養 基 保 持 約 70℃, 載 玻 片 預 熱 , 並 用 較 多量 之 培 養 基 , 使 均 勻 分 佈 於 載 玻 片 表 面 , 俟 冷 卻 後 備 用 。花 粉 撒 佈 在 培 養 基 上 之 方 法 , 以 鑷 子 倒 挾 花 藥 , 在 培 養 基 表 面 上 輕 輕 滑 過 , 則 花 粉 能 均勻 而 不 重 疊 在 散 佈 在 培 養 基 之 表 面 。1.臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 報 告 第 0020 號 。2.依 次 為 農 發 會 技 正 , 臺 中 區 農 業 改 良 場 副 研 究 員 兼 作 物 環 境 課 課 長 、 助 理 及 助 理 研 究 員 。

24臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 第 七 期花 粉 發 芽 之 認 定 , 為 花 粉 管 之 長 度 超 過 花 粉 粒 直 徑 者 屬 之 。 試 驗 中 , 任 何 一 處 理 , 均 用一 個 載 玻 片 , 在 玻 片 上 調 查 4 個 不 重 疊 的 視 野 , 每 個 視 野 平 均 含 30 個 以 上 之 花 粉 粒 。花 粉 管 生 長 速 度 之 估 算 , 用 已 發 芽 之 花 粉 粒 中 , 半 數 花 粉 管 長 度 達 到 花 粉 直 徑 3 倍 所 需時 間 表 示 之 。( 一 ) 花 粉 成 熟 度 對 發 芽 率 之 影 響 :供 試 品 種 為 新 世 紀 。 花 粉 之 成 熟 度 , 如 圖 一 所 示 , 以 花 藥 之 成 熟 度 表 示 之 , 分 3 個 成 熟程 度 , 即 (1) 花 蕊 已 變 成 深 褐 色 , 但 尚 未 裂 開 , 此 時 , 需 先 挑 開 花 藥 , 才 能 取 得 花 粉 (2) 花 藥 剛裂 開 時 (3) 花 藥 完 全 裂 開 而 且 翻 轉 。 將 花 粉 散 佈 在 培 養 基 上 後 , 置 於 上 下 各 有 一 層 濕 潤 濾 紙 之玻 片 盒 中 , 培 養 在 25℃±2℃ 的 條 件 下 , 定 時 調 查 。( 二 ) 溫 度 對 發 芽 率 之 影 響 :取 自 完 全 裂 開 之 花 藥 上 之 新 世 紀 梨 花 粉 , 散 佈 在 培 養 基 上 後 , 置 於 上 下 各 有 一 層 濕 潤 濾紙 之 玻 片 盒 上 , 然 後 培 養 在 12℃、16℃、20℃、24℃、28℃ 及 32℃ 之 生 長 箱 中 , 定 時 調 查 發芽 率 。( 三 ) 相 對 濕 度 對 發 芽 率 之 影 響 :取 自 完 全 裂 開 之 花 藥 之 新 世 紀 梨 花 粉 , 散 佈 在 培 養 基 上 後 , 在 25±2℃ 之 條 件 下 , 分 別 培養 於 置 放 有 無 水 氯 化 鈣 、 氯 化 鈣 、 硝 酸 鈣 、 氯 化 銨 加 硝 酸 鉀 、 硫 酸 銨 、 硫 酸 鋅 、 磷 酸 氫 二 鈉等 鹽 類 飽 和 溶 液 做 成 之 0%、32%、52.5±2.5%、71.5±1.5%、81%、91±1% 及 95% 之 不 同 相 對 濕度 之 培 養 皿 中 , 定 時 調 查 各 不 同 相 對 濕 度 下 之 發 芽 率 。( 四 ) 不 同 品 種 之 發 芽 率新 世 紀 梨 等 8 個 品 種 之 完 全 裂 開 花 藥 上 之 花 粉 , 散 佈 在 培 養 基 上 後 , 培 養 在 25±2℃ 及 上下 各 有 一 層 濕 潤 濾 紙 之 玻 片 盒 中 , 定 時 調 查 各 品 種 之 發 芽 率 。結果( 一 ) 花 粉 成 熟 度 對 發 芽 率 之 影 響 :不 同 成 熟 度 花 粉 之 發 芽 情 形 , 如 圖 二 所 示 , 經 培 養 3 小 時 後 , 取 自 將 開 裂 花 藥 的 花 粉 ,發 芽 率 為 10.44%; 取 自 剛 開 裂 花 藥 之 花 粉 , 發 芽 率 為 21.33%; 取 自 全 開 花 藥 之 花 粉 , 發 芽 率為 27.61% ( 圖 六 -a)。 三 者 已 發 芽 之 花 粉 粒 中 , 有 50% 之 花 粉 管 長 度 達 到 花 粉 粒 直 徑 3 倍 所 需 之時 間 , 均 為 1 小 時 。( 二 ) 溫 度 對 發 芽 之 影 響在 各 種 溫 度 條 件 下 , 新 世 紀 梨 花 粉 經 3 小 時 培 養 後 之 發 芽 率 , 示 如 圖 三 , 以 28℃ 培 養 者最 高 , 達 28.8% ( 圖 六 -b), 已 發 芽 之 花 粉 中 ,50% 之 花 粉 管 長 度 達 到 花 粉 直 徑 3 倍 所 需 時 間 ,因 培 養 溫 度 不 同 而 異 ,12℃ 時 為 3 小 時 ,16℃、20℃、24℃ 或 32℃ 時 均 為 2 小 時 ,28℃ 時 為 1小 時 。( 三 ) 相 對 濕 度 對 發 芽 率 之 影 響 :在 各 種 相 對 濕 度 條 件 下 , 新 世 紀 梨 花 粉 經 3 小 時 培 養 後 之 發 芽 率 如 圖 四 所 示 , 以 相 對 濕度 81% 時 最 高 , 達 30.6% ( 圖 六 -c)。 已 發 芽 花 粉 粒 中 ,50% 之 花 粉 管 長 度 達 到 花 粉 粒 直 徑 3 倍 所需 時 間 , 以 相 對 濕 度 71.5% 及 91% 時 較 短 , 為 2 小 時 , 而 相 對 濕 度 為 0%、32%、52.5%、81% 或95% 時 均 需 3 小 時 。( 四 ) 不 同 品 種 之 發 芽 率 :經 24 小 時 之 培 養 後 , 各 品 種 花 粉 之 發 芽 率 , 示 如 圖 五 , 以 水 晶 梨 最 高 , 達 57.5% ( 圖 六 -d),廿 世 紀 梨 次 之 , 達 57.3%, 幸 水 梨 居 三 , 達 53.3%。 已 發 芽 之 花 粉 粒 中 ,50% 花 粉 管 長 度 達 到花 粉 粒 直 徑 3 倍 所 需 時 間 , 因 品 種 而 異 , 新 世 紀 梨 、 廿 世 紀 梨 、 幸 水 梨 、 巴 梨 及 新 興 梨 均 為 1

小 時 , 水 晶 梨 為 3 小 時 , 菊 水 梨 為 5 小 時 。梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 研 究 25討論(4)梨 花 粉 之 發 芽 率 , 受 環 境 因 子 的 影 響 。 猪 瀨 報 告 各 品 種 梨 之 發 芽 率 如 下 : 長 十 郎 為63.6%; 新 世 紀 為 82.9%; 新 興 為 68.4%; 幸 水 79.3%。 重 複 試 驗 得 到 的 結 果 , 新 興 之 發 芽 率 為63.3%, 但 經 15 小 時 之 3℃ 冷 藏 後 , 發 芽 率 升 為 80.2%。 廿 世 紀 亦 有 類 似 情 形 , 未 冷 藏 之 花 粉發 芽 率 為 17.5%, 冷 藏 後 則 升 至 39.2%, 而 其 他 梨 園 採 得 之 新 世 紀 梨 花 粉 , 發 芽 率 則 降 至(5)48.5%。 文 中 並 述 及 採 自 側 芽 之 花 粉 之 發 芽 率 , 高 於 採 自 頂 芽 者 。 大 野 等 以 新 興 、 廿 世 紀 及(4)長 十 郎 等 品 種 之 花 粉 為 材 料 , 所 得 之 發 芽 率 與 猪 瀨 所 得 者 差 異 很 大 , 並 證 明 採 粉 時 間 對 發芽 率 有 很 大 之 影 響 。 從 這 些 前 人 報 告 中 , 得 知 花 粉 之 發 芽 率 , 因 供 粉 樹 及 環 境 因 子 等 之 改 變而 差 異 很 大 , 因 此 , 確 定 試 驗 之 條 件 乃 是 最 重 要 的 。 本 試 驗 所 用 之 花 粉 , 均 採 自 梨 山 地 區 。試 驗 前 , 以 花 苞 狀 態 冷 藏 5℃ 之 低 溫 箱 中 , 此 種 處 理 , 對 花 粉 發 芽 之 效 應 , 尚 需 進 一 步 測 試 ,(3)才 能 確 知 是 否 如 猪 瀨 所 云 , 會 促 進 發 芽 , 或 會 發 生 寒 害 而 減 少 發 芽 。活 體 外 花 粉 發 芽 試 驗 受 培 養 基 之 影 響 極 大 。Samorodov (14) 以 西 洋 梨 Pyrus communis Rehdcv. Clapps 為 材 料 , 證 明 發 芽 培 養 基 中 含 有 適 量 之 維 他 命 B、 激 勃 素 及 硼 酸 時 , 花 粉 發 芽 率 可達 到 96.93%。 錳 含 量 在 6~600 ppm 時 , 有 利 於 發 芽 。Zielinski 與 Olez (15) 證 明 培 養 基 中 含 400 ppm(13)之 錳 ,5 ppm 之 激 勃 素 ,5 ppm 之 IAA 及 適 量 之 酵 母 均 有 利 於 發 芽 。Masao 等 則 認 為 腺 素 苷(adenosine)、 胞 苷 (cytidine) 及 肌 苷 (inosin) 之 存 在 於 培 養 基 有 利 於 梨 之 發 芽 。 其 他 溫 帶 果 樹 如李 (12) (9)、 桃 等 , 花 粉 發 芽 率 受 硼 及 錳 等 所 促 進 之 現 象 , 皆 有 記 載 。 本 試 驗 所 用 之 培 養 基 , 為基 礎 培 養 基 , 旨 在 減 少 各 種 因 子 之 影 響 , 使 試 驗 單 純 化 而 易 於 理 解 。 試 驗 測 得 之 發 芽 率 , 並(4)不 如 猪 瀨 所 報 告 的 那 麼 高 , 應 係 試 驗 條 件 及 材 料 來 源 不 同 所 致 。一 般 常 用 於 花 粉 發 芽 試 驗 之 培 養 基 法 為 倒 懸 法 (hanging drop) 點 滴 法 (drop test)、 凹 井 法(well test)、 薄 膜 法 (membrane test)、 及 洋 菜 法 (agar test) 等 , 亦 有 人 採 用 懸 浮 法 (7) 。 上 述 方 法 中 ,以 洋 菜 法 較 易 於 在 顯 微 鏡 下 觀 察 , 而 且 操 作 容 易 , 顯 微 照 相 時 , 因 表 面 較 平 坦 , 易 於 對 焦 。本 試 驗 將 上 法 略 加 修 飾 , 預 熱 載 玻 片 及 多 加 培 養 基 , 使 得 培 養 基 表 面 更 平 坦 , 而 有 助 於 觀 察及 照 相 對 焦 。 將 花 粉 撒 佈 在 培 養 基 上 之 方 法 , 通 常 是 收 集 花 粉 後 , 用 刷 子 塗 佈 (2,8) , 本 試 驗 中嚐 試 將 開 裂 之 花 藥 , 直 接 在 培 養 基 上 塗 佈 , 結 果 可 使 花 粉 均 勻 的 散 開 , 但 過 於 密 集 , 可 能 發生 集 團 效 應 (population effect) (12) 而 使 發 芽 率 之 計 數 發 生 誤 差 。 樣 品 量 將 影 響 試 驗 之 準 確 性 ,一 般 認 為 要 達 5% 之 差 異 水 準 時 , 因 發 芽 率 而 異 , 花 粉 粒 樣 品 數 目 , 在 73 到 384 個 之 間 才 有 適度 之 準 確 性 。 因 此 , 增 加 樣 品 數 是 必 要 的 。(5)日 本 梨 花 粉 之 發 芽 適 溫 , 大 野 等 確 認 為 26℃。 本 試 驗 獲 得 近 似 結 果 。Brink (6) 證 明 相 對濕 度 對 發 芽 之 影 響 , 決 定 於 能 到 達 柱 頭 之 濕 度 與 周 圍 空 氣 中 相 對 濕 度 之 比 。Gilissen (10) 以 矮 牽牛 之 花 粉 為 材 料 , 證 明 能 發 芽 之 花 粉 吸 水 後 能 脹 大 3 倍 , 不 能 發 芽 者 吸 水 後 , 只 能 脹 大 2 倍 。本 試 驗 證 明 , 太 高 的 相 對 濕 度 , 對 花 粉 之 發 芽 , 並 非 有 利 。 因 為 花 粉 粒 是 散 佈 在 培 養 基 上 ,所 以 即 使 是 相 對 濕 度 為 0% 之 條 件 , 當 水 份 從 培 養 基 表 面 揮 發 時 , 花 粉 多 少 亦 能 得 到 一 些 濕氣 , 而 有 助 於 發 芽 。 在 0% 之 相 對 濕 度 的 條 件 下 ,3 小 時 後 , 培 養 基 表 面 即 已 形 成 一 層 乾 膜 。

26臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 第 七 期圖 一 、 不 同 成 熟 度 之 花 藥 。Fig. 1. Anthers at different maturing stages.圖 二 、 新 世 紀 梨 花 藥 成 熟 度 對 花 粉 發 芽 之 影 響 。Fig. 2. The effect of anther stage on pollen germination in cv. Shinseiki pear.

梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 研 究 27圖 三 、 新 世 紀 梨 花 粉 在 不 同 溫 度 下 3 小 時 後 之 發 芽 率 。Fig. 3. The germination rate of cv. Shinseiki pear pollen after 3 hours incubation at different temperatures.圖 四 、 新 世 紀 梨 花 粉 在 不 同 相 對 濕 度 下 3 小 時 後 之 發 芽 率 。Fig. 4. The germination rate of cv. Shinseiki pear pollen after 3 hours incubation at different relativehumidities.

28臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 第 七 期圖 五 、8 栽 培 種 梨 花 粉 之 發 芽 率 。Fig. 5. The germination rate of 8 cultivars of pear pollen.圖 六 、 梨 花 粉 之 發 芽 。a.b.c. 為 新 世 紀 梨 ;(a) 花 藥 全 開 ,(b)28℃,(c) 相 對 溫 度 81%,(d) 水 晶 梨 之 花粉 。Fig. 6. The germination of pear pollen grain a, b, c, sampling from cv. Shinseiki:(a) opened anther; (b) under28℃; (c) under R.H 81%; (d) pollen grain of cv. Shuiching.

梨 主 要 栽 培 品 種 之 花 粉 發 芽 率 研 究 29誌謝本 試 驗 承 農 發 會 補 助 經 費 及 國 立 中 興 大 學 植 物 系 林 金 和 教 授 悉 心 指 導 謹 致 最 高 謝 意 。引 用 文 獻1. 李 信 芳 1979 經 濟 果 樹 V2:279-311。2. 岩 波 洋 造 1971 花 粉 學 大 要 p.125-155 風 間 書 店 東 京 。3. 猪 瀨 敏 男 1964 埼 玉 農 試 研 究 報 告 24: 35。4. 猪 瀨 敏 男 1967 梨 栽 培 新 書 p.34-36 養 賢 堂 。5. 大 野 正 夫 、 高 橋 英 吉 、 寺 沼 公 士 1946 果 樹 の 人 工 受 粉 の 能 率 化 に 關 すゐ 研 究 , 受 粉 に 際 しての 活 性 付 與 物 質 の 利 用 園 藝 學 會 什 誌 33:1-7。6. Brink, R. A. 1924. The physiology of pollen. Growth in vitro and in vivo. Amer. J. Bot. 11:351-369.7. Calzoni, G., A. Speranza and N. Bagni. 1979. In vitro germination of apple pollens. ScientiaHorticulture. 10:49-55.8. Frankin, W. M. and S. Oritiz. 1966. Germination of sweet potato pollen in relation to incompatibilityand sterility. Amer. Soc. Hort. Sci. 88:491-497.9. Filiti, N. and M. E. Galeome. 1978. The effect of various cultural factors on the germinability ofpeach pollen in vitro. Rivista della Ortoflorofrutticoltura Italiana. 62:227-286.10. Gilissen, L. J. W. 1977. The influence of relative humidity on the swelling of pollen grains in vitro.Planta 137:299-301.11. James, L. B. and S. K. Majumder. 1961. Cultural studies of the pollen population effect and theself-incompatibility inhibition. Amer. J. Bot. 48:457-464.12. Lee, C. L. 1980. Pollen germination, pollen tube growth and fertilization behaviour of prunusdomestica. 1. Pollen germination in vitro and in vivo. Garyenbauwissens-chaft. 45:228-235.13. Masao, O., S. Hayashe and H. Shimada. 1970. Effects of nucleic acid derivatives on pollengermination of fruit trees. 1. Effect of nucleic acid derivatives on pear pollen germination. Tech. BullFac. Hort. Chiba U. 18: 5-10.14. Samorodov, V. N. 1977. Physiologically active substances-stimulators of growth, respiration andmetabolism in pear pollen tubes. Sacovodstvo. Vinogradarstvo Vinodelie Moldavli. 6:52-54.15. Zielinski, Q. B. and H. Qlez. 1963. Effects of levels of manganese in the culture medium on pollengermination and pollen growth of prune and pear. Amer. Soc. Hort. Sci. 83:205-207.

30臺 中 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 第 七 期Study on Pollen Germination in vitro of MajorCultivated Varieties of Pear 1Chin-long Lee, Hsin-Shan Lin, Wan-jean Liaw and Jia-Hsin Lin 2ABSTRACTThe pollen germination in vitro of 8 cultivated pear varieties were studied. The resultindicated that the optimum conditions for cv.Shinseiki pear pollen germination were at 28℃and 81% RH.Under optimun conditions, the 57.5% of germination rate of cv. Shui-Ching pear pollen wasthe highest among 8 tested cultivars.1.Contribution No. 0020 from Taichung DAIS.2. Senior specialist of DAPD, Head of crop Environment Division, Assistant and Assistant Horticulturist of TaichungDAIS, respectively.