提高馬鈴薯品種臨薯17號雜交結(jié)實率的方法研究

白小娟，任佐錄，朱琳花，何小琴，妙愛玲，王曉華，徐國平

(甘肅省臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅臨夏 731100)

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提高馬鈴薯品種臨薯17號雜交結(jié)實率的方法研究

白小娟，任佐錄*，朱琳花，何小琴，妙愛玲，王曉華，徐國平

(甘肅省臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅臨夏 731100)

[目的]探索提高馬鈴薯品種臨署17號雜交結(jié)實率的方法。[方法]以L0527-4為父本，以臨薯17號為母本配制雜交組合，以期運用臨薯17號的優(yōu)良性狀。[結(jié)果]]臨薯17號的最佳授粉時間為上午10：00～12：00或下午4：00之后，雜交后第3天，噴施10 mg/L的2，4-D、50 mg/L的赤霉素、20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素在馬鈴薯孕蕾期間，每隔7 d噴灑植株，這3種處理方法均可提高臨薯17號的雜交結(jié)實率。[結(jié)論]雜交后第3天噴施10 mg/L的2，4-D提高臨署17號雜交結(jié)實率效果最優(yōu)。該研究可為其他材料提高雜交結(jié)實率提供技術(shù)借鑒。

臨薯17號；雜交結(jié)實率；花粉活力；花粉萌發(fā)力

我國的馬鈴薯育種始于 20 世紀40 年代，常規(guī)育種是馬鈴薯新品種選育過程中不可缺少的重要手段。一個重要品種的育出機率是百萬分之一[1]。因此需要種植大量的實生苗，即必須獲得大量的實生種子。馬鈴薯由于長期進行無性繁殖，使開花和結(jié)實特性發(fā)生很大的變化，不僅容易落蕾落花，而且易受外界環(huán)境的影響，致使雜交成功率、結(jié)實率低，漿果內(nèi)籽粒形成數(shù)量少。近年來，隨著馬鈴薯主糧化和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，以及馬鈴薯加工業(yè)的發(fā)展，對馬鈴薯新品種的需求日益迫切。為了解決這一矛盾，創(chuàng)造馬鈴薯雜交所需的良好環(huán)境條件，促進雜交結(jié)實，提高育種成效是全國馬鈴薯育種工作者都在研究的問題。針對有性雜交結(jié)實率低的瓶頸問題，選擇優(yōu)良親本材料、科學(xué)的配制雜交組合，采取重復(fù)授粉等技術(shù)手段可以明顯提高有性雜交結(jié)實率[2-3]。

馬鈴薯品種臨薯17號是臨夏州農(nóng)業(yè)科學(xué)院以“抗疫白”為母本，“NW174-2”為父本組配雜交，從其雜交組合中經(jīng)系統(tǒng)定向選擇選育而成。臨薯17號具有晚熟、產(chǎn)量高、食味性好等特性，適合做豐產(chǎn)性親本加以利用，但是傳統(tǒng)的雜交方法，結(jié)實率不高，甚至絕收。該試驗通過研究不同父本、授粉時間、激素處理對雜交結(jié)實率的影響，尋找提高臨薯17號雜交結(jié)實率的方法，以期將臨薯17號的優(yōu)良性狀運用于新品種選育中，同時為其他材料提高雜交結(jié)實率提供技術(shù)借鑒。

1　材料與方法

1.1材料以臨薯17號和L0527-4為試材，試驗于4月25日機耕開溝點播，6月16號追肥培土，6月底7月上旬現(xiàn)蕾開花期進行試驗。

1.2父母本選擇

1.2.1花粉活力測定。采用醋酸洋紅染色法檢測花粉活力，具體方法如下：花期取L0527-4和臨薯17號的花，將這兩個品種(系)的花粉置于載玻片上，加一滴醋酸洋紅染色劑，在酒精燈上輕微加熱后，用低倍顯微鏡鏡檢，有效花粉均被染成紅色，呈圓形而粒飽滿；無效花粉不著色，形狀不規(guī)則，粒癟縮。選取3個視野進行觀察，統(tǒng)計有活力花粉的百分率，求平均值。

花粉活力=有效花粉粒數(shù)/視野花粉粒總數(shù)×100%

1.2.2花粉萌發(fā)力的測定。鑒于染色法測定活力存在一定誤差，利用花粉萌發(fā)力測定有生活力的花粉，進行進一步準確判斷。具體方法是：取0.5 g瓊脂、20 g蔗糖和50 mg/kg 的硼酸加入100 mL的水中，放于燒杯中加熱煮沸，待全部溶解即可。用玻璃棒蘸一滴成薄球面狀，將少許花粉撒于液滴上，之后，將載玻片放在底部有水的大培養(yǎng)皿中，勿使水浸到載玻片上，加蓋并在23～25 ℃黑暗條件下放置4～8 h后 鏡檢?；ǚ酃荛L度超過花粉粒直徑視為萌發(fā)。

萌發(fā)率(%)=萌發(fā)花粉粒數(shù)/花粉總粒數(shù)×100

1.3人工雜交后不同處理方法對臨薯17號雜交結(jié)實率的影響在進行試驗前一天下午，選擇已有幾朵花開放或開放不久的主莖花序整序，去除花期結(jié)束、花朵較小或發(fā)育不全的花朵，留下3～5朵剛開放但花粉囊頂孔尚不破裂或次日即將開放的花朵進行去雄操作。父母本確立后，進行雜交。

試驗設(shè)6個處理：①剪枝打岔。雜交后將母本的側(cè)芽全部剪去，以后只要有側(cè)芽萌發(fā)，就立即剪去。②重復(fù)授粉。雜交后于第2天早上進行一次。③灌根。雜交后用灑水壺澆水，澆到土壤表面濕潤為止，同一時間連續(xù)澆3 d。④涂抹激素。雜交后，在花柄節(jié)處涂抹5 mg/L的2，4-D，再涂一層凡士林。⑤噴灑激素。雜交后第3天，用微型噴霧器噴灑10 mg/L的2，4-D。⑥對照(CK)。常規(guī)雜交。以上6種處理每種處理做30朵花，3次重復(fù)。

1.4孕蕾期噴灑激素對臨薯17號雜交結(jié)實率的影響試驗設(shè)3個處理：①噴灑單種激素。馬鈴薯孕蕾期間，用50 mg/L的赤霉素溶液每隔7 d噴灑植株，到7月上旬開始雜交授粉為止，共噴灑激素4次，然后去雄雜交。②噴灑混合激素。馬鈴薯孕蕾期間，用20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素溶液每隔7d噴灑植株，到7月上旬開始雜交授粉為止，共噴灑激素4次，然后去雄雜交。③對照(CK)。常規(guī)雜交。上述3個處理每個處理做30朵花，3次重復(fù)。

1.5不同時期噴灑激素對臨薯17號雜交結(jié)實率的影響試驗設(shè)4個處理：①雜交后噴灑激素。雜交后第3天，用微型噴霧器噴灑10 mg/L的2，4-D。②孕蕾期噴灑單種激素。馬鈴薯孕蕾期間，用50 mg/L的赤霉素溶液每隔7 d噴灑植株，到7月上旬開始雜交授粉為止，共噴灑激素4次，然后去雄雜交。③孕蕾期噴灑混合激素。馬鈴薯孕蕾期間，用20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素溶液每隔7d噴灑植株，到7月上旬開始雜交授粉為止，共噴灑激素4次，然后去雄雜交。④對照(CK)。常規(guī)雜交。上述4個處理每個處理做30朵花，3次重復(fù)。

1.6數(shù)據(jù)處理試驗數(shù)據(jù)用Spss17.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1父母本的確定由表1可看出，L0527-4的花粉活力高，平均值達到84.88%；臨薯17號花粉活力低，花粉活力平均值為56.18%。

表1　不同品種(系)的花粉活力

由表2可看出，L0527-4的花粉萌發(fā)力高，平均值達到82.31%；臨薯17號花粉萌發(fā)力低，平均值為30.43%。

綜上所述，雖然肉眼觀察2種花的花粉量大，但是由于L0527-4的花粉活力和花粉萌發(fā)力高，所以在與臨薯17號配制雜交組合時，適合做父本，而前期試驗觀察發(fā)現(xiàn)臨薯17號有天然結(jié)實性較高的特性，所以適合做母本。

表2　不同品種(系)的花粉萌發(fā)力

2.2最佳授粉時間的選擇氣溫18 ℃左右，相對濕度70%以上，且陽光普照的條件下馬鈴薯開花最旺盛；氣溫在15～20 ℃條件下，馬鈴薯會產(chǎn)生較多正常可育的花粉。臨夏地區(qū)屬于高寒陰濕區(qū)，平均海拔1 990 m，氣候冷涼，馬鈴薯人工雜交授粉應(yīng)選在上午10：00～12：00或者下午4：00之后，最宜在陰天操作，有利于提高雜交結(jié)實率[4]。

2.3人工雜交后不同處理方法對臨薯17號雜交結(jié)實率的影響表3顯示，臨薯17號雜交后對前4個處理方法不敏感，結(jié)實率為0，處理效果不明顯。經(jīng)過處理⑤的方法處理以后結(jié)實率為25.56%，而對照結(jié)實率為0，可見該方法有效提高了臨薯17號的雜交結(jié)實率。

2.4馬鈴薯孕蕾期噴灑激素對臨薯17號雜交結(jié)實率的影響試驗表明，孕蕾期對臨薯17號的植株經(jīng)過50 mg/L的赤霉素溶液噴灑處理后，3次重復(fù)分別結(jié)漿果5、5、6個，平均結(jié)實率為17.8%。植株經(jīng)過20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素溶液處理后，3次重復(fù)分別結(jié)漿果4、3、3個，平均結(jié)實率11.1%，兩處理均高于對照，對照結(jié)實率為0。

表3雜交后不同處理對結(jié)實率的影響

Table 3Effects of different treatments on seed setting rate of hybridization

處理Treatment漿果BerryⅠⅡⅢ平均Average結(jié)實率Seedsettingrate∥%①00000②00000③00000④00000⑤8697.6725.56⑥CK00000

2.53個效果明顯處理的多重比較為了找出最適宜臨薯17號的處理方法，試驗對有效果的3種處理方法進行方差分析和多重比較，結(jié)果表明，雜交后噴灑10 mg/L的2，4-D處理、孕蕾期噴灑50 mg/L的赤霉素處理、孕蕾期噴灑20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素處理與對照的結(jié)實率分別為7.67%、5.33%、3.63%、0，3個處理與對照間的結(jié)實率差異達到0.05顯著水平；3種處理之間結(jié)實率也存在顯著性差異，其中處理⑤差異最顯著，處理效果最明顯。

3　結(jié)論與討論

在長期的馬鈴薯育種工作中發(fā)現(xiàn)，激素處理可以促進開花，有效防止離層的產(chǎn)生，提高雜交結(jié)實率[5]。該試驗中所使用赤霉素(GA3)的主要生理作用是促進細胞伸長，從而使莖干伸長，植株增高，此外GA3本身能抑制結(jié)薯，改變營養(yǎng)分配，促進花序發(fā)育，增加了花、蕾數(shù)量以達到促進結(jié)實的效果[6]。6-芐氨基嘌呤(6-BA)的生理作用為促進細胞分裂；打破頂端優(yōu)勢，促進側(cè)芽生長；促進花芽形成和開花；促進坐果；促進果實生長；抑制葉綠素的分解。所以試驗中發(fā)現(xiàn)經(jīng)過50 mg/L的赤霉素溶液(6處理)、20 mg/L的6-BA+50 mg/L赤霉素溶液處理的植株葉片、莖干的顏色比未處理的顏色淺，植株生長茂盛，花期長，在提高臨薯17號雜交結(jié)實率的方法中屬于有效的。2，4二氯苯氧乙酸(2，4-D)低濃度時為生長調(diào)節(jié)劑，具有刺激生殖生長，防止落花落果的作用[7-8]，在該試驗中臨薯17號最適宜提高雜交結(jié)實率的方法是雜交后第3天噴灑10 mg/L的2，4-D，原因可能是激素處理在處理的部位效果最明顯，其次噴灑的方法可以減少人為碰傷的機率。

[1] 隋啟君.中國馬鈴薯育種淺見[J].中國馬鈴薯，2001(5)：259-264.

[2] 李成軍，張生.克山馬鈴薯研究所雜交育種的障礙及解決途徑[J].馬鈴薯雜志，1997，11(3)：160-163.

[3] 師理，納添倉，阮建平.馬鈴薯雜交結(jié)實率低的原因及對策[J].青海農(nóng)林科技，2004(1)：26-27.

[4] 潘曉春.提高定西市馬鈴薯育種雜交結(jié)實率的途徑[J].中國馬鈴薯，2007(5)：300-301.

[5] 孫慧生.馬鈴薯育種學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：68-69.

[6] 隋啟君，姜興亞，李鳳英，等.STS和GA3對馬鈴薯開花結(jié)實的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院學(xué)報，1995(4)：94-97.

[7] 韓熹萊.農(nóng)藥概論[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1995：205-206.

[8] 段留生，潘瑞熾.植物生長調(diào)節(jié)劑在經(jīng)濟作物上的應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：13-19.

Methods for Increasing the Hybridization Seed Setting Rate of Linshu 17 Potato

BAI Xiao-juan, REN Zuo-lu*, ZHU Lin-hua et al

(Linxia Academy of Agricultural Sciences, Linxia, Gansu 731100)

[Objective] To explore methods for increasing the hybridization seed setting rate of Linshu 17 potato. [Methods] L0527-4 was taken as paternal plant, and Linshu 17 potato was used as maternal plant to hybridize new potato variety, so as to apply excellent traits of Linshu 17 potato variety. [Results] The best time of pollination was from 10 am to 12 am, or after 4 pm. Spraying 10 mg/L 2,4-D gibberellin in the third days after hybridization or 50 mg/L GA gibberellin or 20 mg/L 6-BA+50 mg/L GA gibberellin every 7 days. These three treatment methods can increase the seed setting rate of Linshu 17 hybridization. [Conclusion] In the three methods, spraying 10 mg/L 2,4-D gibberellin in the third days has the optimal effect of increasing the hybridization seed setting rate of Linshu 17. Thus, this study is expected to provide reference for other materials for increasing the hybridization seed setting rate.

Linshu 17; Seed setting rate of hybridization; Pollen viability; Pollen germination ability

白小娟(1983-)，女，甘肅臨夏人，碩士，助理研究員，從事馬鈴薯育種研究。*通訊作者，副研究員，從事馬鈴薯育種研究。

2016-05-16

S 532

A

0517-6611(2016)19-015-03