割手密始花期的遗传研究与利用参考

割手密始花期的遗传研究与利用参考

吉家乐，符 成，王勤南，吴其卫，常海龙，周 峰，张垂明，胡后祥，陈俊吕，刘少谋*

(广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场，海南三亚 572025)

摘要[目的]为甘蔗“高贵化”杂交制种提供理论依据，充分利用甘蔗野生种质资源。[方法]采用广义遗传力统计分析了112份割手密连续3年始花期的调查资料，同时调查花粉量与结实率，为杂交利用提供参考。[结果] 割手密始花期的广义遗传力达0.079。割手密的始花期年际间差异在4～49 d之间，平均为13.65 d。年际间变化在20 d内占90%，超过30 d的仅占4.5%。[结论]部分早花割手密经处理后始花期都明显推迟，在杂交季节中必须根据花期变化的实际情况对当年的杂交计划作适当的调整，才能得以充分利用。

关键词割手密；始花期；遗传力

中图分类号S566.1

基金项目现代农业产业技术体系建设专项(CARS-20-1-6)；广东省科技计划项目(2013B020311002，2013B060400027)；广州市科技计划项目(2014J4100227)；广州甘蔗糖业研究所科技基金项目(A201301)。

作者简介吉家乐(1972-)，男，海南三亚人，高级农艺师，从事甘蔗种质资源的收集、保育、研究与利用。*通讯作者，研究员，从事甘蔗种质资源创新利用研究。

收稿日期2015-06-03

The Genetic Research and Utilization Reference ofS.spontaneumFirst Flowering

JI Jia-le, FU Cheng, WANG Qin-nan, LIU Shao-mou*et al (Hainan Sugarcane Breeding Station, Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Sanya, Hainan 572025)

Abstract[Objective] To provide theoretical basis for sugarcane “noble” of hybrid seed production, make full use of sugarcane wild germplasm resources. [Method] The broad-sense heritability was adopted for statistical analysis of the survey data of 112 S. spontaneum three consecutive years first flowering, the pollen quantity and seed setting rate were investigated, which will provide reference for hybrid utilization. [Result] S. spontaneum first flowering generalized heritability reached 0.079. The first flowering annual difference is between 4-49 d, an average of 13.65 d. Annual variations of 90% in the 20 d, and 30 d only accounts for 4.5 percent over. [Conclusion] After processed, first flowering of S. spontaneum was significantly delayed. The hybrid plan should be adjusted according to the actual situation of flowering changes.

Key wordsS.spontaneum; First flowering; Heritability

割手密(S.spontaneumL.)即甘蔗细茎野生种,它的开花习性是可遗传的性状。在自然条件下，年际间各品系的始花期都有一定的差异(有的提早，有的推迟)，个别品种不同年份间花期差异可超过一个月。充分利用这种年际间的变化，及时而合理地调整杂交计划，有利于提高甘蔗“高贵化”种群数量的创制。割手密是甘蔗属(Saccharum)中分布最广、类型最多并且具有较高糖分的野生种,是当前世界甘蔗育种中抗逆性、宿根性、适应性等优良性状的主要来源[1-2]。我国一直非常重视割手密收集保育及其在甘蔗品种改良的应用。齐永文等[3]、邱崇力等[4]、张革民等[5]、杨荣仲等[6]分别对我国广东、云南、广西、四川等地割手密种质资源遗传特点进行研究,各省份割手密类型多样,遗传多样性丰富。加大对割手密的研究力度，充分利用不同生态区具有的不同特性的割手密，创制出具有不同抗性的优质甘蔗亲本，为甘蔗品种改良夯实基础，对甘蔗产业持续、稳定发展的前景具有重要意义。笔者以2012/2013、2013/2014、2014/2015共3个杂交季节记录完整的112份材料的始花期为基础依据，进行了始花期广义遗传力分析，以及始花期年际间变化与花粉量、花粉发育率的比较，旨在为甘蔗“高贵化”杂交制种提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验时间2012/2013、2013/2014、2014/2015共3个杂交季节。

1.2试验地点广州甘蔗糖业研究所海南甘蔗育种场(三亚崖城)甘蔗野生种质资源圃。

1.3材料种植在水泥圈内的112份割手密种质材料作为分析研究对象。

1.4方法在3个杂交季节中，每天调查并记录各品系的开花情况，以各品系第1个花穗开花的当天为该品系的始花期。为方便分析，将11月1日记为1[7]，始花期每推迟一天，数字相应增加1，如11月30日记为30，12月1日记为31，而10月31日记为-1。花粉量的调查：每天17：00左右，采割花穗阳花量达1/3～1/2的割手密，带回温室或实验室，用亚硫酸溶液养茎，待第2天08：00～09：00取花粉观察定量。发育率：用碘酒染色，高倍镜观察，在一个视野圈内全面被染色的花粉粒占视野圈内所有花粉粒的比例。部分早花品种调节花期的方法：6月中旬，进行部分平头，即把水泥圈内的割手密用镰刀割除一半，重新培养新的分蘖。

采用广义遗传力进行统计分析(参考王鉴明[8]的方法)。该研究只考虑记录完整的品系，那些有些年份开花，有些年份不开花的品系，数据难于量化和统计，不作为分析对象。花粉量与发育率只作参考利用，不作分析研究。

2 结果与分析

2.1 割手密始花期广义遗传力分析对海南甘蔗育种场甘蔗种质资源圃的112份割手密种质材料连续3个杂交季节始花期的调查结果见表1，表中始花期最早的是9月13日(广东5号，-49)，最迟的是12月25日(云南87-35，55)。

表1　割手密3个杂交季节的始花期

接下表

表2　割手密始花期变量分析

2.2 割手密始花期年际间变化以及花粉量、发育率的利用参考表1结果显示，年际间的始花期有较大的差异，112个品系中，年际间差异最小的为4 d(四川79-I-17)，最大的为49 d(广东2号)。年际间变化在20 d内占90%，超过30 d的仅占4.5%。品系的始花期特性(早花或迟花)与年际间始花期差异的大小似无必然的联系，即早花品系的年际间变化不一定比迟花品系的变化小，反之亦然。同时，在某一特定的杂交季节中，不同品系的花期是比另一年份提早还是推迟，也没有明显的规律。如2012/2013杂交季与2014/2015杂交季比较，广东2号的始花期2012/2013杂交季是10月10日，2014/2015杂交季是11月27日，推迟了49 d。而四川88-27的始花期2012/2013杂交季是11月21日，2014/2015杂交季是11月10日，提早了11 d(表1)。在杂交季节中，必需按实际情况及时而灵活地调整杂交计划。

花粉量特多的品系有6个，分别为海南92-51、海南92-52、四川79-I-11、云南82-110、云南82-5、云南75-II-21；花粉量极少的品系有8个，分别为云南6号、云南75-II-4、云南75-II-6、四川79-I-7、海南92-70、海南92-41、贵州78-II-09、贵州78-II-08。在杂交计划中，花粉量多或特多的品系可考虑作父本；花粉量少或极少的可考虑作母本，利于真假杂种的选育。花粉发育率达100%的有8个，分别为广东47号、广东49号、广东50号、广东75号、广东76号、广东82号、四川79-II-9、四川88-1。对于亲和力不强的甘蔗亲本或复合体创制的杂交制种，可考虑此类品系的利用。

2.3 部分早花割手密经处理后始花期的年际间变化表3结果显示，部分早花割手密经处理后始花期最早的在 10月14日(广东5号)，经处理后始花期推迟了将近一个月； 最迟的在11月29日(广东38号)，经处理后始花期大约推迟了一个多月。显然，处理后的亲本始花期都明显推迟了。在杂交育种中，采取分期平头处理的方法，许多不可能杂交的品系都可以杂交。这样容易获得大量的杂种群体，从中选育出优良的杂交后代。

表3　部分早花割手密经处理后的始花期

3 结语

(1)割手密始花期是可遗传的性状。在高贵化杂交制种过程中，这一性状可在杂交选择的早期阶段进行较严格的选择，才有可能得到充分的利用。

(2)割手密始花期的广义遗传力达0.079。割手密的始花期年际间差异在4～49 d之间，平均为13.65 d。年际间变化在20 d内占90%，超过30 d的仅占4.5%。部分亲本经平头处理后的始花期都明显地推迟。在杂交育种中，采取分期平头处理的方法，许多不可能杂交的品系都可以杂交。在杂交季节中必须根据花期变化的实际情况对当年的杂交计划作适当的调整，尽最大可能培育出含有割手密血缘的种群数

量，提高选育优良F1代的概率。

(3)品系的始花期特性(早花或迟花)与年际间始花期差异的大小无必然的联系。在某一特定的杂交季节中，不同品系的花期是比另一年份提早还是推迟，也没有明显的规律。

(4)在杂交计划中，花粉量多或特多的品系可考虑作父本；花粉量少或极少的可考虑作母本，利于真假杂种的选育；对于亲和力不强的甘蔗亲本或复合体创制的杂交制种，可参考发育率状况。

参考文献

[1] 中华人民共和国农业部.中国作物遗传资源[M].北京:中国农业出版社,1998:499-518.

[2] 陈辉,范源洪,史宪伟,等.甘蔗细茎野生种(SaccharunspontaneumL.)的遗传多样性和系统演化研究[J].作物学报,2001,27(5):645-652.

[3] 齐永文,樊丽娜,何慧怡,等.广东割手密资源农艺性状遗传多样性评价[J].甘蔗糖业,2009(3):7-10.

[4] 邱崇力,何顺长,杨世清.云南割手密(S.spontaneumL.)的研究Ⅱ、酯酶同工酶的研究[J].云南农业大学学报,1987(2):80-83.

[5] 张革民,廖江雄,黄宏套.广西高糖割手密遗传多样性的表型分析和RAPD分析[J].西南大学学报,2007,29(8):83-88.

[6] 杨荣仲,吴才文,黄久凯.四川割手密资源聚类分类研究[J].甘蔗,2001,8(2):4-9.

[7] 黄锦福，邓海华.甘蔗常用亲本始花期及其遗传研究[J].甘蔗糖业，2004(4)：6-10.

[8] 王鉴明.甘蔗选育种论文集[C].南宁：广西民族出版社，1991：314-329.

[9] 李奇伟.现代甘蔗改良技术[M].广东:华南理工大学出版社,2000.

[10] 王丽萍,马丽,夏红明,等.甘蔗细茎野生种(S.spontaneum)在杂交育种中的利用[J].中国糖料,2006(1):1-4.