NaCl溶液克服大白菜自交不亲和性的研究

谭翀,岳艳玲

(云南农业大学园林园艺学院,昆明,650201)

NaCl溶液克服大白菜自交不亲和性的研究

谭翀,岳艳玲

(云南农业大学园林园艺学院,昆明,650201)

以大白菜自交不亲和系07s20为试材，于蕾期和花期分别喷施不同浓度的NaCl溶液以克服其自交不亲和性。试验结果表明，花期和蕾期喷施1%～5%NaCl均可显著提高07s20亲和性，但花期处理明显高于蕾期。其中花期喷施3%NaCl，亲和指数达到8.54，是人工破蕾的58.1%，可以代替蕾期人工破蕾授粉克服大白菜的自交不亲和性，以降低种子生产成本。

大白菜；自交不亲和性；NaCl溶液

自交不亲和是十字花科作物中普遍存在的一种自然现象,是一种重要的生殖保障,具有避免自交近亲繁殖、促进异交的作用[1～2]。自交不亲和系是实现十字花科作物利用其杂种优势育种和制种的重要途径[3]。大白菜( L.ssp. )属于十字花科(Cruciferae)芸薹属( )芸薹种( )的重要蔬菜作物,为两性花异花授粉作物,杂种优势明显[4]。应用自交不亲和系制种时,若要提高制种效率和杂种纯度,要求自交不亲和系的亲和指数越低越好,但同时存在着亲本繁殖困难的问题[5]。蕾期人工破蕾授粉可以有效地克服大白菜自交不亲和性,但需要较大的人力资源,从而导致制种成本上升[6]。为探索一种简单易行低成本的方法,前人进行了大量的研究。1989年,侯国佐等用NaCl处理甘蓝型油菜花,发现5%和8%的NaCl可有效克服自交不亲和[7]；王妍妮等对秦甘80甘蓝的研究认为,花期喷施4%～5%NaCl加0.3%硼酸克服自交不亲和效果最好[8]；周庆红等在甘蓝上的研究认为,喷施5%NaCl附加0.3%的硼酸溶液亲和指数最好[9]；原连庄认为,不同自交系在不同时期适宜的盐水浓度不同,以2.0%～2.5%NaCl克服大白菜自交不亲和效果最佳[10]。所以,不同作物其结论不同。07s20是青麻叶类型自交系,经济性状优良,配合力高,但严重自交不亲和。为了克服其自交不亲和,本试验分别于蕾期和花期喷施不同浓度的NaCl,探索在昆明气候条件下NaCl克服大白菜自交不亲和的施用时期和用量,以期能够高效利用该自交系。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大白菜自交不亲和系07s20,青麻叶类型,由云南农业大学选育而成。

1.2 试验方法

试验分别在花期和蕾期喷施不同浓度的NaCl溶液,设蕾期人工破蕾授粉和清水处理为双对照(表1)。每个处理6～8个花序,每个花序处理15个蕾或花,3次重复。各处理在每天9:00～11:00进行。蕾期喷洒NaCl溶液后进行套袋隔离；花期处理在处理前进行套袋,4 d后去袋去花序顶端的花蕾进行NaCl溶液处理,处理后依然套袋隔离；人工破蕾授粉处理于授粉前4 d套袋隔离,采集本株所有开放花朵,取其花粉为本株花蕾破蕾授粉。7 d后拆袋,2个月后统计结荚数及结籽数,计算亲和指数,亲和指数=结籽数/授粉花数。

采用SPSS统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 蕾期不同浓度NaCl溶液处理对大白菜自交不亲和系亲和指数的影响

由表1可见,在蕾期采用喷洒1%～6%NaCl溶液和人工破蕾授粉处理大白菜自交不亲和系07s20,以人工破蕾授粉处理的效果最好,结荚率达95%,亲和指数达14.70,通过对各处理的亲和指数进行方差分析,人工破蕾授粉的亲和指数与其他各处理的亲和指数差异显著；与CK(清水)相比,喷洒1%～5%NaCl溶液均提高了自交不亲和系07s20的结荚率和结实率。而在不同浓度的NaCl溶液处理中,以3%NaCl溶液的处理效果最好,亲和指数4.62,亲和指数与其他NaCl溶液处理差异极显著,是人工破蕾授粉的31.43%、结荚率为94%。而1%、2%、5%NaCl溶液处理之间的亲和指数差异不显著。

表1 不同处理、不同时期对07s20结荚率和亲和指数的影响

2.2花期不同浓度NaCl溶液处理对大白菜自交不亲和系07s20亲和指数的影响

在花期喷洒1%～5%NaCl溶液,大白菜自交不亲和系07s20的亲和指数均较清水CK有所提高,差异极显著。不同浓度处理的差异极显著,3%NaCl溶液处理效果最好,结荚率为100%,亲和指数8.54,是蕾期人工破蕾授粉的58.1%。

2.3蕾期和花期不同浓度NaCl处理克服大白菜自交不亲和系07s20自交不亲和性的综合比较

采用人工破蕾授粉的方法克服大白菜自交不亲和系07s20自交不亲和性的效果最好,其亲和指数高达14.70,与其他处理差异极显著。其次花期喷施3%NaCl,其亲和指数为8.54。蕾期1%NaCl、花期1%NaCl、蕾期2%NaCl、花期和蕾期5%NaCl差异不显著。除了蕾期和花期喷施6%NaCl之外, NaCl其他处理效果均高于清水对照,差异极显著。同时除清水对照外,花期和蕾期喷施相同浓度的NaCl,花期的亲和指数均高于蕾期,差异极显著。

3 结论与讨论

人工剥蕾授粉是克服大白菜自交系07s20自交不亲和性的最有效的办法,但是此方法费时、费力且成本高。本试验结果表明,以花期喷施3%NaCl克服大白菜自交不亲和性的效果最佳,亲和指数为8.54。在植株开花前,在花的柱头上形成一种蛋白“隔离层”,这种隔离层阻止相同基因型花粉萌发及花粉管伸长[11]。而NaCl是酶的激活剂,可以改变柱头表面蛋白“隔离层”的极性,进而使之变性和改变识别功能,从而克服自交不亲和性[12]。

蕾期与花期相比,喷洒不同浓度的NaCl溶液,结荚率和结实率均比在花期喷洒相同浓度NaCl溶液的结荚率和结实率低。此现象可能由于开花前柱头上形成一种蛋白质隔离层,而喷施NaCl可以破坏蛋白层,但是蕾期柱头没有露在外面,不利于NaCl溶液作用,而花期柱头可以与NaCl溶液充分接触,更有效地克服自交不亲和性。

在NaCl的使用浓度上,本试验以3%NaCl浓度结荚率和亲和指数最高,与杨锐等提出克服白菜自交不亲和性较佳的NaCl浓度相一致[13]。但胡代泽等认为喷用5%NaCl浓度效果最好[14]。原因可能与不同自交系品种有关,同时也可能与不同的处理天气有关。

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[2]赵颖.芸薹属植物自交不亲和性的研究利用[J].科技信息, 2011(14):184.

[3]宋尚伟,王兰菊,张晓伟,等.大白菜喷施NaCl克服自交不亲和性的研究[J].安徽农业科学,2003,31(5):831-832.

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[6]虞慧芳,王建升,赵振卿,等.NaCl溶液克服青花菜自交不亲和性研究[J],长江蔬菜,2012(20):15-17.

[7]侯国佐,张瑞茂.NaCl溶液克服甘蓝型油菜自交不亲和系不亲和性的研究[J].种子,1989(8):9-11.

[8]王妍妮,张恩慧,程永安,等.克服一代杂种秦甘80品种双亲自交不亲和性研究[J].陕西农业科学,2004(1):11-17.

[9]周庆红,曾勇军,杨寅桂,等.盐硼溶液克服甘蓝自交不亲和性研究[J].种子,2009,28(12):48-51.

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[15]罗玉秀,杜德志.白菜型油菜自交不亲和性及授粉方式的研究[J]西南农业学报,2007,16(2):56-58.

[16]罗玉秀,杜德志.白菜型油菜自交不亲和性状的遗传分析[J].青海大学学报:自然科学版,2008,26(6):7-10.

[17]汪骞,胡靖峰,朱红,等.NaCl溶液克服萝卜自交不亲和性研究[J].长江蔬菜,2011(14):14-16.

Study on Utilizing NaCl Solutions to Overcome Self-incompatibility of Chinese Cabbage

In the paper,we took the self-incompatible line 07s20 as plant material,and sprayed NaCl solutions with different concentrations during the bud and blooming period respectively to overcome its self-incompatibility.The results showed that spraying 1%-5%NaCl solutions could improve the compatibility of 07s20 significantly during both bud and blooming period,but the compatibility was apparently higher while sprayed NaCl solutions at blooming period.In addition, while sprayed 3%NaCl solution during the blooming period,the compatible index was 8.54,which was 58.1%of that of the artificial pollination treatment's,and it was an ideal way to replace the artificial pollination during the bud period to overcome the self-incompatibility of Chinese cabbage in order to reduce the cost of seed production.

Chinese Cabbage;Self-incompatibility;NaCl solution

S634.1

:A

:1001-3547(2013)14-0014-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.14.005

国家自然科学基金（31101551）；云南省自然科学基金（2010CD057）

谭翀，女，硕士，专业方向蔬菜遗传育种，E-mail：waatm615@126.com

岳艳玲，女，通信作者，副教授，研究生导师，专业方向为蔬菜遗传育种，E-mail：yueyl@ynau.edu.cn

2013-03-28