木薯人工杂交授粉技术研究

(广西南亚热带农业科学研究所，广西 龙州 532415)

木薯(ManihotesculentaCrantz)为大戟科木薯属多年生热带作物，别名木番薯、树番薯、树薯，有地下粮仓的美称[2]，与马铃薯和甘薯并称世界三大薯类作物[3]。木薯块根富含淀粉，含量高达30%，有淀粉之王的美誉[6]。近年来，由于品种比较单一，有些品种慢慢退化。开展木薯杂交育种，为市场提供适宜的新品种，成为目前广西木薯产业发展的重要课题。

木薯新品种选育的主要途径是通过杂交育种。木薯为异花授粉作物，雌雄花同序，由于雌花开花时间基本一致，常规人工授粉时间难以把握，导致结实率低和畸形果发生率高。因此通过人为干预简化杂交程序，可在木薯雌花短暂开花的有效期内进行大量杂交，获得较大杂种群体，减少工作量，提高育种效果。本试验采取人工破蕾技术，选择当天开放的雌花，在不同时间对雌花进行人工破蕾，利用木薯雌花将近成熟时分泌黏液的生理特点进行人工授粉，避开外界因素，提高木薯育种效率。

1 材料与方法

1.1 供试材料

父本为华南205；母本为华南5号。雄花在破蕾前进行收集，选择即将开放或刚开放未被污染的雄花，并放置于吸有硅胶的干燥器中保存。

1.2 试验方法

1.2.1人工破蕾授粉

华南5号雌花开花时间为13:00时±10 min，选择雌花即将开放前(花蕾体积变大，颜色变淡时，呈现微黄色)，采用0.5 h、1 h、1.5 h、2 h共4个时间段处理进行破蕾，用拇指与食指对花蕾轻轻捏一下，使花蕾便裂开，柱头露出；将预先备好的雄花花粉或新开雄花花蕊对准雌花柱头来回轻轻地扫，使其授粉，每10株为一个处理，每处理授粉60朵花，每处理3个重复。授粉后套上牛皮纸信封，用回形针固定，以避免风和昆虫等传粉，2 d后去袋。授粉后第7天和第14天分别调查子房膨大数，统计结实率；在授粉结果后2个月随机抽查处理中30个果实调查畸形果数(下同)。

1.2.2自然开花后釆用人工杂交授粉

当木薯雌花自然开放后，将备好的雄花花粉或新开雄花花蕊对准雌花柱头来回轻轻地扫，使其授粉，每10株为一个处理，每处理授粉60朵花，每处理3个重复。授粉后套上牛皮纸信封，用回形针固定，以避免风和昆虫等传粉，2 d后去袋。授粉后第7天和第14天调查子房膨大数，统计结实率。

1.2.3自然授粉

当雌花开花后固定观察雌花，利用风、虫传粉对雌花进行自然授粉。选择10株为一个处理，3个重复，在雌花授粉后选择60朵进行套袋，2 d后去袋。在授粉后第7天和第14天调查子房膨大数，统计结实率。

表1 不同破蕾时间对木薯授粉效果的影响

花龄期授粉花数/朵1周后子房膨大数2周后子房膨大数结实率/%畸形果数畸形果率/%开花前0～0.5h60535286.7a2a6.6开花前0.5～1h60545388.3a2a6.6开花前1～1.5h60494676.7b3b10.0开花前1.5～2h60464066.7c4c13.3

注：同一指标字母相同表示差异不显著，字母不同表示差异显著(p<0.05) 。下同。

表2 不同授粉方法蒴果结实率比较

处理授粉花数/朵子房膨大数/粒结实率/%增幅/%畸形果数畸形果率/%破蕾授粉605388.3a—2a6.6常规人工授粉604676.7b11.64b13.3自然授粉603558.3c30.05c16.7

2 结果与分析

2.1 不同破蕾时间处理对木薯授粉效果的影响

从表1可以看出，在不同破蕾时间中，开花前1 h进行授粉其结实率最高，达88.3%；其次是开花前0.5 h，结实率达86.7%；之后是开花前1.5 h，结实率为76.7%，结实率随着开花时间提前而下降，开花前2 h破蕾授粉结实率最低，仅为66.7%，在畸形果数调查中发现，开花前0～0.5 h和0.5～1 h处理畸形果率为3.3%，与其它2个处理的畸形果率差异显著。 结果表明，木薯人工破蕾应选在木薯雌花开花前0.5～1 h进行效果最佳。

2.2 不同授粉方式对木薯结实率的影响

从表2可以看出，不同授粉方式对木薯结实率影响不同，3种授粉方式中以破蕾授粉结实率最高(达到88.3%)，比常规人工授粉(76.7%)和自然授粉(56.7%)高出11.6%和30.0%，差异显著；畸形果数以破蕾授粉最少，与常规人工授粉、自然授粉畸形果数呈显著差异。说明破蕾授粉不但可以提高木薯结实率，同时可大大降低畸形果率。

3 结论与讨论

通过人工破蕾对木薯进行人工授粉，可大大提高其结实率。本研究认为，进行人破蕾工授粉的适宜时间为开花前0.5～1 h，其结实率可达88.3%，畸形果率为6.6%。过早破蕾其结实率会降低，且畸形果率增加，其原因可能是雌花未达到一定成熟度，柱头上分泌的黏液分泌少，不能有效的与花粉结合。通过不同授粉方式比较：常规人工授粉结实率只有76.7%，畸形果率为13.3%，可能是由于雌花开放时间较统一，开放后未能及时授粉，雌花分泌的黏液蒸发影响；而自然授粉结实率只有58.3%，原因可能是昆虫等媒介授粉时，易蘸取到另一花朵上的花粉，导致自花授粉不结实。综上所述，选择木薯人工破蕾方式应在开花前0.5～1 h进行破蕾授粉，可提高木薯果实结实率，并且可降低畸形果率。

制约广西区内开展木薯杂交育种的主要因素大致包括：木薯开花有着严格的环境气候条件要求，也因品种而异，有些品种易开花，有些品种不易开花，制约优良亲本筛选；木薯花期变异大，性状变异方向难以把握，造成花期不遇，杂交组合配对较被动，按照目标组合进行配对授粉困难；木薯花药释放时间极短，在雄花开放后2 h释放，1 h内释放完毕，人工授粉难度大；木薯杂交种子具有休眠性，收获后即时播种，发芽率极低；在幼果增大期及果实发育后期，不利的气候和生理因素会促使果实大量干枯脱落，影响果实及胚胎的发育。针对上述问题，如何提高木薯的育种效率，解决当前木薯杂交育种中存在的技术瓶颈，是木薯育种研究中亟待解决的共性关键问题之一。木薯破蕾杂交授粉关键技术的突破，可为今后我国木薯杂交育种提供更多的杂交种源。