甘蔗花穗溫水去雄技術(shù)研究

常海龍 郭育強(qiáng) 周峰 方娜 邱永生 陳俊呂 張偉 秦元霞 吳建濤 張垂明 劉壯 王勤南

摘要：[目的]研究不同溫度、時(shí)間和品種對(duì)甘蔗花穗溫水去雄效果的影響，探尋適宜的甘蔗雜交母本去雄方案，減少自交，提高甘蔗花穗雜交結(jié)實(shí)率。[方法]采用Lg（3*）正交表的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)。以ROC22、科5和桂糖02-619等3個(gè)多花粉的甘蔗品種為試材，分別將其花穗在48、50和52C溫水中浸泡3、5和7min。每處理6株（每株1個(gè)花穗），其中：3株自交，3株異交（人工授予新鮮的外源花粉）。統(tǒng)計(jì)分析自交出苗數(shù)和異交出苗數(shù)。[結(jié)果]ROC22、科5和桂糖02-619等3個(gè)品種均隨水溫增加、時(shí)間延長，其自交出苗數(shù)和異交出苗數(shù)都逐漸降低，假雜種比例呈現(xiàn)波動(dòng)變化，50C、3min處理組合的假雜種比例最低（0.12）。方差分析結(jié)果表明，自交結(jié)實(shí)出苗數(shù)/異交結(jié)實(shí)出苗數(shù)（M值）可以作為溫水去雄效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，M值越高，去雄效果越好。溫度和時(shí)間對(duì)M值均有顯著影響，品種間差異不顯著。[結(jié)論]甘蔗花穗去雄前先將小花穗枝條未展開和成熟（或即將成熟）的枝條剪去，置于50C溫水中浸泡3min后再進(jìn)行雜交，可顯著提高甘蔗有性雜交的育種效率。

關(guān)鍵詞：甘蔗;花穗;正交試驗(yàn);溫水去雄;異交結(jié)實(shí)率

中圖分類號(hào)：S566.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-0384（2020）06-0591-07

0引言

[研究意義]甘蔗（Saccharumspp.）是無性繁殖作物，自從1887年荷蘭人Soitwedel偶然發(fā)現(xiàn)甘蔗可以開花結(jié)實(shí)萌發(fā)成苗后，世界各國才逐漸從事甘蔗有性雜交育種工作。目前，雜交育種是甘蔗種質(zhì)創(chuàng)新和新品種選育的主要方法，主要是利用甘蔗有性雜交的雜種優(yōu)勢(shì)。甘蔗為雌雄同花作物，雜交前必須去雄，但甘蔗花為頂生的大型圓錐花序，一個(gè)花穗上有小穗6000～18000個(gè)，小穗僅有1～2mm，難以人工去雄'一。溫水去雄法（溫湯殺雄法）一般在甘蔗花穗授粉的前一天下午進(jìn)行，用50C溫水浸泡花穗5min左右即可達(dá)到殺雄目的，該方法操作簡單，僅需一臺(tái)恒溫水浴鍋，省時(shí)省力。甘蔗花穗利用溫水去雄技術(shù)可以極大提高殺雄效率。[前人研究進(jìn)展]自1953年我國開展甘蔗有性雜交以來，極少對(duì)甘蔗母本采取去雄雜交，一直存在甘蔗有性雜交自交率高的問題，且僅靠農(nóng)藝性狀無法判斷一個(gè)材料是自交種或者雜交種，選育種效率低。雌雄同花作物常用的花穗去雄方法有溫湯殺雄、徒手去雄以、化學(xué)法殺雄等。趙桂琴以草地早熟禾與扁稈早熟禾為試材，溫度從45～49C，浸泡時(shí)間從1～5min共設(shè)置25個(gè)溫湯去雄處理組合，結(jié)果表明：草地早熟禾溫湯去雄的最佳處理為47C、2min，扁稈早熟禾最佳處理為48C、1min和47C、3min。Machado等研究認(rèn)為，大多數(shù)甘蔗品種花穗經(jīng)50C溫水處理4min30s后，花粉活性基本全部失活，但相應(yīng)的雌蕊柱頭也會(huì)受到傷害，導(dǎo)致種子發(fā)芽率普遍降低，但仍可保證甘蔗育種過程所需的種苗數(shù)量叫。Mukasa等采用42～44C溫水浸泡苦蕎麥花穗3～8min，經(jīng)人工授粉，最后統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率顯示：44C處理3min效果最好，花穗結(jié)實(shí)率達(dá)到55.1%，其中成熟種子占到37.7%。Otsuka等研究認(rèn)為，大葉相思樹花粉萌發(fā)率隨花朵浸泡水溫升高和時(shí)間延長快速降低，柱頭可授性也受到一定影響，但50C處理45s、54C處理15s、56C處理10s仍是一種有效的去雄技術(shù)！叫。耿雷躍等通過對(duì)10份水稻材料采用溫湯殺雄和剪穎殺雄效果比較發(fā)現(xiàn)，45C溫水中浸泡5min較剪穎殺雄雜交結(jié)實(shí)率更高，自交結(jié)實(shí)率更低，是相對(duì)高效的水稻殺雄方式叫。[本研究切入點(diǎn)]雖然決定甘蔗花穗雜交的異交率高低，花穗去雄是關(guān)鍵因素，但關(guān)于甘蔗花穗去雄的相關(guān)研究近20年內(nèi)鮮有報(bào)道，僅本課題組成員在2016年做過相關(guān)研究，用50C溫水浸泡5min可達(dá)到一定去雄效果，但自交率仍達(dá)20%以上叫，沒有達(dá)到預(yù)期效果，需進(jìn)一步篩選理想的處理溫度和時(shí)間組合。[擬解決的關(guān)鍵問題]本試驗(yàn)在前期研究叫的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)探討不同處理溫度、時(shí)間和品種對(duì)甘蔗花穗去雄效果的影響，以期獲得最佳的甘蔗花穗溫水去雄方案，為提高甘蔗雜交育種效率提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

以海南甘蔗育種場(chǎng)親本中歷年來表現(xiàn)花粉量較多、且異交結(jié)實(shí)率較高的ROC22、科5和桂糖02-619等3個(gè)品種作為試驗(yàn)材料。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1花穗去雄前處理試驗(yàn)于2016/2017和2017/2018兩個(gè)雜交季在海南甘蔗育種場(chǎng)進(jìn)行，第1年通過正交試驗(yàn)確定甘蔗花穗去雄最優(yōu)處理組合，第2年對(duì)最優(yōu)處理組合進(jìn)行驗(yàn)證。因甘蔗屬于高莖稈作物，在室外難以進(jìn)行人工雜交操作，需通過將包莖砍回溫室內(nèi)進(jìn)行人工雜交。待甘蔗植株抽出小筆管狀花穗時(shí)，用高壓包莖誘導(dǎo)甘蔗節(jié)間生根（用濕潤的營養(yǎng)土包住甘蔗莖中間位置2個(gè)莖節(jié)間，營養(yǎng)土厚度lcm左右，保鮮薄膜包緊防止水分蒸發(fā)，7d內(nèi)便可快速生根）試驗(yàn)前l(fā)d，選取長勢(shì)一致、包莖長根，且第2d可開花的親本，在靠近發(fā)根底部的位置整齊砍斷，帶回溫室大棚養(yǎng)植于充氧的水槽中。翌日早晨8：00，剪去花穗上部1/3處及下部1/3處，僅留中間1/3處的花穗，以保證試驗(yàn)材料的一致性。

1.2.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用Lg（3*）表進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究溫度（A）、時(shí)間（B）、品種（c）3個(gè)因素對(duì)甘蔗花穗異交結(jié)實(shí)的影響。設(shè)計(jì)訪案見表1。

1.2.3花穗溫水去雄處理將水浴鍋溫度設(shè)定為48、50、52C等3個(gè)溫度，按照正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，將每個(gè)品種剪好的花穗分別在不同溫度的水.浴鍋中處理3、5、7min，每處理組合各6株，3株進(jìn)行人工授粉，3株用于自交做對(duì)照。將經(jīng)，上述處理后的甘蔗花穗分別放置到獨(dú)立的單元格中，以防止串粉，翌日起每天早晨觀察花穗開花動(dòng)態(tài)。自開花之日起，每處理選取3株花穗，于上午8：00時(shí)進(jìn)行人工授粉，ROC22、科5和桂糖02-619都授以外源ROC22的新鮮花粉，每日授粉1次，直至開花結(jié)束，經(jīng)處理過的ROC22花穗授以外源ROC22新鮮花粉，為便于區(qū)分自交也統(tǒng)稱為異交。

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（責(zé)任編輯：楊小萍）

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