赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系的影响

(江苏丘陵地区镇江农科所， 江苏 句容 212400)

球茎甘蓝(BrassicaoleraceaL.var.caulorapa)为十字花科，芸薹属蔬菜。球茎甘蓝食用部位是膨大的肉质茎果蔬两用[1]；球茎甘蓝营养丰富，含有较高的花青素、粗纤维、矿物质，所含的维生素C相当于柑橘类；由于形态奇特、色泽艳丽，还可作观赏作物用于公园、庭院栽植或作为阳台盆栽蔬菜[2]。

球茎甘蓝新品种选育的方法已由利用自交不亲和系配制杂交组合向利用雄性不育系配制杂交组合过渡，但球茎甘蓝不育系大多由亲缘关系近十字花科蔬菜等转育而成，这些品种最初大多利用不育率100%、不受环境影响的Ogura不育源(又称萝卜孢子不育源)。由于这些材料都属于遗传上的异质杂种，细胞质与细胞核遗传物质之间的不协调，导致了材料存在花蕾开裂性较差，柱头不能及时伸出、部分柱头弯曲，雌蕊被萼片包裹或半包裹等缺陷[3]。球茎甘蓝雄性不育植株自身不能产生花粉，授精只能依靠外露的柱头接受外来的花粉，而被萼片包裹的柱头不能接受花粉，柱头外露率低会严重影响结实率，从而导致大田制种产量低；所以较高的球茎甘蓝Ogura不育系制种产量是决定材料的应用价值的关键。

赤霉素能促进植物生长发育和开花结实。通过查阅文献，外源赤霉素可促进十字花科萝卜、青花菜开花[4-5]，水稻制种喷赤霉素很好地解决了柱头外露率，不育系结实率明显增加[6]。

本试验的目的，通过对球茎甘蓝Ogura不育系在生殖生长期喷施赤霉素，探索增加制种产量及平衡生长的最佳处理，使具有优良性状的Ogura不育系最终在生产中发挥作用。

1 材料和方法

1.1 试验材料

球茎甘蓝Ogura不育系“苤PX 10-3”(江苏丘陵地区镇江农科所提供)；赤霉素(GA3结晶粉为市购，由瑞丰生化公司生产)。

1.2 试验方法

试验设喷施次数与浓度二因素。喷施次数设2个处理：1次(A 1现蕾期)、2次(A 2现蕾期+初花期)；不同浓度试验，设6个水平：喷清水ck(B 1)、50 mg·kg-1(B 2)、100 mg·kg-1(B 3)、200 mg·kg-1(B 4)、300 mg·kg-1(B 5)、500 mg·kg-1(B 6)。随机排列，每小区长3 m，重复3次。

1.3 调查内容与方法

1.3.1测量不育系花器大小，第2次喷药后10 d，每处理按顺序调查前5株主枝上部10朵花的雌蕊长度，取平均数。

1.3.2柱头外露率，第2次喷药后10 d，每处理按顺序调查前5株主枝花的柱头外露率，取平均数。

1.3.3种子收获时，每处理按顺序调查前5株测量植株高度、主枝的平均结荚数、每荚粒数，取平均数。

2 结果与分析

2.1 对雌蕊长度及柱头外露率的影响

从表1可以看出，处理A 1从B 1～B 6，雌蕊从11.4 mm增加到15.4 mm，最大增长35%；处理A 2从B 1～B 6，雌蕊从11.2 mm增加到15.6 mm，最大增长39%。试验表明生殖生长期喷施赤霉素能使球茎甘蓝Ogura不育系的雌蕊长度增加，并有随着次数与浓度的增加逐步变长的趋势，呈正相关关系。

表1 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系雌蕊长度的影响

处理球茎甘蓝Ogura不育系的雌蕊长度/mm B1B2B3 B4 B5 B6A111.412.4 14.4 14.815.2 15.4A211.213.6 14.8 15.015.2 15.6

从表2可以看出，喷施赤霉素可显著提高球茎甘蓝Ogura不育系柱头外露率。A 1处理不同浓度的处理都可使球茎甘蓝Ogura不育系柱头外露率提高，从44.2%提高到80.4%，最多提高36.2个百分点，其中B 4、B 5、B 6三个处理柱头外露率达70%以上。A 2处理效果最显著，其中A 2 B 6处理(柱头外露率达87%)，提高了42.2个百分点，B 3、B 4、B 5、B 6四个处理柱头外露率达70%以上，使该球茎甘蓝Ogura不育系具有了实际应用的价值。因此在现蕾期喷施赤霉素1次，浓度达200 mg·kg-1(A 1 B 4)以上，在现蕾期与初花期各喷施1次赤霉素，浓度要求达100 mg·kg-1(A 2 B 3)以上， 对提高球茎甘蓝Ogura不育系苤PX 10-3柱头外露率有明显的效果。

表2 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系柱头外露率的影响

注：不同大、小写字母分别表示处理间差异达0.01、0.05显著水平。

试验结果表明，在球茎甘蓝生殖生长期喷施赤霉素对球茎甘蓝Ogura不育系柱头外露率与雌蕊长度的影响趋势一致；雌蕊长度增加后撑开萼片是促进雌蕊柱头外露的主因。

从图1可以看出，球茎甘蓝Ogura不育系，在现蕾期喷施赤霉素处理(A 1)，随着喷施浓度的提高，柱头的外露率逐步增加，喷施浓度与柱头外露率呈正相关趋势，达极显著水平。但一次喷施赤霉素浓度达到A 1 B 4水平后再提高喷施浓度对柱头外露率的影响趋缓；二次喷施赤霉素处理(A 2)，浓度达到A 2 B 3水平后再提高喷施浓度对柱头外露率的影响趋缓，也呈同样趋势。在现蕾期(A 1)与二次现蕾期+初花期(A 2)喷施赤霉素处理间随着喷施次数的增加柱头外露率也增加，呈正相关趋势，但处理间差异不显著。

2.2 对株高的影响

由表3可知，赤霉素对球茎甘蓝Ogura不育系增高作用明显；处理A 1 B 2较对照增高11 cm，增幅达7.7%；处理A 1 B 6较对照增高23.4 cm，增幅达16.4%。喷施赤霉素能提高Ogura不育系柱头的外露率，然而赤霉素的主要功能是促进细胞伸长[7]，高浓度的赤霉素会造成植株高度大幅度增加，导致植株韧性减弱，从而易倒伏，对制种产生不利影响。所以，在球茎甘蓝Ogura不育系，喷施赤霉素处理上要区别对待，在繁种的实际应用中，如果父本系比球茎甘蓝Ogura不育系株高10～20 cm，选用A 1 B 3、A 1 B 4、A 2 B 3处理既能提高不育系柱头的外露率，又降低父、母2个亲本的高度差，有利于提高授粉率，进而增加制种产量；如果父本系与球茎甘蓝Ogura不育系株高相当，仅能选用A 1 B 3处理，不育系柱头的外露率虽接近70%，但Ogura不育系株高增加了16.2 cm，已影响到正常的授粉，对于一个优良的组合，制种时利用的价值已受到限制; 如果父本系比球茎甘蓝Ogura不育系植株矮，喷施赤霉素后，父、母本株高相差过大不利于授粉，在制种中要慎重；因此在实际制种时要多次试验选择适宜的浓度，达到平衡生长，以取得好的制种产量。

图1 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系柱头外露率的影响

表3 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系株高的影响

处理球茎甘蓝Ogura不育系的株高/cmB1B2B3 B4 B5B6A1142.2153.2 158.4160.2163.4 165.6A2141.8157.6 161.8163.6164.8 168.2

2.3 对主花序结荚数及每荚粒数的影响

由图2可知，赤霉素对球茎甘蓝Ogura不育系，结荚数由16个增加到30.6个，增幅为91.2%，其中A 2 B 6处理的效果最好。结果表明，球茎甘蓝Ogura不育系生殖生长期喷施赤霉素对结荚数的增幅较高。

从表4可以看出，在生殖生长喷施赤霉素，随着喷施次数及浓度的提高，Ogura不育系每荚粒数逐步减少，喷施浓度与每荚粒数呈现反相关趋势， A 1 B 6及A 2 B 6平均每荚粒数仅为对照的56%及53%，主要是赤霉素有诱导子房生长的作用，导致假性结荚，有的荚子仅有种子极少，甚至无种子。结果表明，喷施较高次数及浓度的赤霉素虽然增加了结荚数，但繁种产量并无显著增加。所以针对球茎甘蓝Ogura不育系“苤PX 10-3”在实际繁种中平衡生长的最佳处理为初花期喷施赤霉素1次浓度达到200 mg·kg-1(A 1 B 4) 。

图2 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系结荚数的影响

表4 赤霉素处理对球茎甘蓝Ogura不育系每荚粒数的影响

处理球茎甘蓝Ogura不育系的每荚粒数/粒B1B2B3 B4 B5B6A1 19.016.215.4 14.212.410.6A2 19.214.613.813.6 11.810.2

3 讨 论

3.1植物在正常开花过程中，靠花瓣迅速增大将闭合的花蕾撑开，雌蕊伸出，柱头识别和接受自身或外来花粉，完成受精，但球茎甘蓝Ogura不育系有部分花蕾由于雌蕊短且弯曲，柱头被萼片包裹，不能接受花粉，如果比例过高会导致结实率差繁种产量低；在试验田人工辅助授粉，选配的优良组合，在大田制种时如果柱头外露率较低，制种产量必然低，试验田研制的好组合，可能出现“功亏一篑”的局面。在生殖生长期喷施赤霉素增加雌蕊的长度，进而提高了不育系柱头的外露率，但两者之间的相关性，不同品种之间的差异性还有待研究。

3.2球茎甘蓝Ogura不育系在生殖生长期喷施赤霉素后，结荚数提高，而每荚结籽数反而下降，两者之间的反相关关系是赤霉素影响柱头授粉，还是刺激子房发育后营养输送发生变化，生理相关性还需更深入的探索。

3.3球茎甘蓝Ogura不育系是从甘蓝、青花菜等“十字花科”蔬菜中转育[8]，原始的Ogura不育源在选育过程中逐步淘汰了花蕾黄化、蜜腺退化及雌蕊柱头外露率低的品系；在转育球茎甘蓝Ogura不育系的过程中又进一步淘汰了带有不良性状的品系；性状优良的球茎甘蓝Ogura不育系，采取在生殖生长期喷施赤霉素等技术措施后，能有效克服制种产量低的缺陷，但品系之间差异极大，进入实际生产前要反复试验找出该品系适宜的浓度。