木薯开花诱导技术研究

韦丽君 俞奔驰 宋恩亮 卢赛清 郑华 雷开文 付海天

摘 要：为探索人工诱导木薯开花，开展以激素、营养调节为主的木薯开花调控技术研究。结果表明，宿根木薯较易被诱导开花。宿根木薯长至15～25 cm和50～60 cm高时，分别喷5～20 mg/L P333+0.5 %白糖+200 mg/L氨基酸和0.05～0.10 mg/L草甘膦+1 g/L腐植酸钾，7～10 d 1次，连续2～3次的处理较适合诱导木薯开花和早开花。经配方5 mg/L P333 +0.5 %白糖+ 200 mg/L氨基酸 + 0.1 mg/L草甘膦 + 1 g/L腐植酸钾处理的新选048、南植199、GR891、SC5、SC124和SC205的宿根木薯，其开花率达100 %，不仅它们的雌花、雄花极显著高于对照，而且新选048、南植199、SC5、SC124和SC205的两性花也极显著高于对照。该技术是木薯杂交育种道路上的重大突破。

关键词：木薯 开花 调控

中图分类号：S533 文献标识码：A

Abstract：In order to explore the technology for artificial induction of cassava flowering， the experiment was conducted to regulate cassava flowering with hormone and nutrition. Results showed that the perennial root cassava was easily induced flowering. When the plant height of perennial cassava were 15～25 cm and 50～60 cm， respectively， spraying with 5～20 mg/L P333+0.5 % sugar+200 mg/L amino acid and 0.05～0.10 mg/L glyphosate+1 g/L potassium humate once every 7～10 days for 2～3 successive times could induced cassava flowering and shift flowering period earlier. Treated with 5 mg/L P333 + 0.5%sugar + 200 mg/L amino acid + 0.1 mg/L glyphosate + 1 g/L potassium humate， the flowering rate of Xinxuan  048， Nanzhi 199， GR891， SC5， SC124 and SC205 reached 100%. Not only the female and male flowers of all varieties were significantly higher than CK， but also the bisexual flowers of Xinxuan 048， Nanzhi 199， SC5， SC124 and SC205 were significantly higher than CK. This technology is a major breakthrough in cassava hybrid breeding.

Key words：Cassava;flowering;regulation

木薯（ Manihot esculenta Crantz）是大戟科木薯屬98个种中的唯一栽培种[1]，有“淀粉之王”和“地下粮仓”之称，是兼粮食、工业原料双重作用于一身的作物[2]，我国已将木薯列为非粮能源作物和粮食后备作物加以利用和发展。长期以来，国外资源引进与系统选育是我国获得木薯品种的主要途径[3]。

木薯是属于有性生殖生长，以茎杆作为繁殖材料进行无性繁殖的作物，常规杂交育种是木薯育种工作迄今为止采用最普遍最有效的方法。以往，我国的木薯杂交育种工作仅限在海南省开展，海南虽然有满足木薯开花结实的光、温等条件，但因台风频发、加上木薯抗倒伏性弱，易造成木薯倒折及落花落果，难以获得稳定有效的杂交种子。与其相邻的内陆地区——广西，自然条件下木薯难开花，偶尔发现开花的现象，但花期偏迟，后期受光照、温度不足等条件限制而不结实或结实率很低，难以获得有效的杂交种子[4-5]。为探索广西立地条件下诱导木薯开花结实，仅有韦本辉等[6]在木薯品种华南5号、华南8号和桂经引983开展以水制土制肥调节植株营养为手段的诱导木薯开花结实研究并获得少量种子，但种子饱满度和充实度稍逊，常规条件下播种未获得发芽植株。本研究尝试利用植物激素结合栽培管理措施打破木薯的生活周期，诱导木薯开花和早开花，以解决广西木薯不开花或开花率低的问题，为进一步实现人工诱导木薯产生优质、丰产的杂交种子奠定基础。

1 材料与方法

1.1 木薯开花调控药剂配方筛选

该实验于2009年和2010年连续进行两年。供试木薯品种为SC205，分当年生和宿根两种木薯材料。当年生木薯于当年3月上旬种植，宿根木薯为上年3月种植、12月25日前距离木薯主茎基部8～15cm处砍伐、去顶，宿根至下一年。药剂处理设置见表1。当年生木薯和宿根新长木薯株高15～25 cm时叶面喷施第一阶段药剂，株高50～60 cm叶面喷施第二阶段药剂（第一阶段和第二阶段药剂7～10 d喷1次、连喷2～3次，下同）;每个处理10株，3次重复。于2009年的第一阶段、第二阶段喷药完成后的第10 d，各观测1次木薯植株的生长情况。于2009、2010年的6月30日统计各处理的开花率。

1.2 较佳药剂配方在不同木薯品种上的催花效果

该实验于2012年和2013年连续进行两年。供试木薯为宿根（于上年的12月25日前，距木薯主茎基部8～15cm处砍伐、去顶，盖小拱棚保温防寒）新选048、南植199、GR891、SC205、SC5和SC124。宿根新长木薯株高15～25cm时，喷10 mg/L P333+0.5%白糖+200 mg/L 氨基酸，株高50～60 cm时喷0.05mg/L草甘膦 + 1 g/L腐植酸钾（喷药时间间隔和次数同1.1），以喷清水作对照;处理和对照各20株，3次重复。6月30日调查各品种的开花情况。成花质量只调查2012年的，处理和对照各随机抽查5穗，统计雄花数、雌花数、两性花数和花朵总数。

1.3 数据分析

数据采用SPSS 19.0软件进行统计分析，采用 Excel 2007进行表的制作。

2 结果与分析

2.1 不同药剂配方对木薯生长的影响

当年生木薯和宿根木薯第一阶段喷药后，P333 浓度5 mg/L时，木薯植株生长正常;P333 浓度10 mg/L时，木薯植株生长梢慢、叶间距变短;P333 浓度20 mg/L时，木薯植株生长慢，叶间距明显变短;P333 浓度40 mg/L时，木薯植株矮化严重，叶间距严重缩短、叶片重叠严重、不能正常伸展;P333 浓度80 mg/L时，木薯植株停止生长，新生叶卷曲、重叠、变硬、不能伸展。可见，P333 浓度达到40 mg/L以上时，木薯植株不能正常生长。

当年生木薯和宿根木薯第二阶段喷药后，各处理木薯植株的生长情况见表2。草甘膦浓度达到0.2 mg/L或乙烯利达到30 mg/L的处理，对木薯产生药害，木薯植株叶片变黄或脱落。

2.2 不同药剂配方对木薯开花的影响

不同药剂配方对木薯的催花效应见表3。配方②、③、⑧、⑨、、和催花效果好，无论是当年生还是宿根，连续两年试验均有木薯开花;连续两年配方⑤、⑦、、和均能诱导宿根木薯开花;配方⑤、和能诱导个别年份的当年生木薯少量开花;其余配方均未发现有木薯开花的现象。

2009年当年生木薯开花率从高到低依次为配方⑧，，⑨，③、、，②、，、，它们之间的差异达到极显著水平;2010年当年生木薯开花率从高到低依次为配方⑧、，②、③、⑨，⑤、，，它们之间的差异达到极显著水平。2009年宿根木薯开花率从高到低依次为③、⑧、⑨、、，②，、、，，⑦、，⑤，它们之间的差异达到极显著水平;2010年宿根木薯开花率从高到低依次为⑧，⑨，，③、，②，、，①、⑦、、，⑤、，它们之间的差异达到极显著水平。

能诱导木薯开花的药剂配方，除2010年的配方⑤和外，其余配方对宿根木薯的诱导开花率高于当年生木薯，宿根木薯更易被诱导开花。除酸方外诱导宿根木薯开花的同一药剂配方，2010年的开花率明显低于2009年。观测2010年无花木薯地下部分发现，宿根块根腐烂严重，新发根条少。原因是木薯宿根过冬时，块根遭受低温寒害所致。于是在2012至2013年的试验中，采取了冬季加盖小拱棚的保温防寒措施。

2.3 较佳药剂配方对不同木薯品种的催花效果

根据木薯开花调控药剂配方筛选结果，选择连续两年试验均能使当年生、宿根木薯植株生长正常、能开花且综合开花率最高的配方⑧在新选048、南植199、GR891、SC205、SC5和SC124 6个不同基因型的木薯品种间开展催花效应试验，结果如下。

2.3.1 不同木薯品种的开花率

不同木薯品种的开花率见表4。供试的6个木薯品种，连续两年，处理的开花率均达到100%，极显著高于各自的对照。对照开花率在年份间差异较大，可能与试验年份的气候条件有关。

2.3.2 不同木薯品种的成花质量

不同木薯品种的成花质量见表5。木薯品种SC124、SC205和南植199未经过药剂处理（对照）不能开花，药剂处理后，不但有雄花和雌花，而且还有部分两性花。木薯品种GR891、新选048和SC5未经过药剂处理（对照），雄花和雌花数量少，经过药剂处理后，雄花和雌花极显著增多;尤其是GR891，雄花和雌花的数量分别为对照的6.46倍和2.57倍，其次为新选048、雄花和雌花的数量分别为对照的4.08倍和1.71倍，再次为SC5、雄花和雌花的数量分别为对照的2.58倍和1.29倍;除GR891外，药剂处理还能诱导新选048和SC5产生两性花。

3 讨论与结论

植物从营养生长向生殖生长的转变是一个复杂的过程，受到环境、自身内在因素的多重影响，其中激素和营养是调节植物由营养生长向生殖生长转变的重要因素之一。本研究主要是通过叶面喷施外源激素和碳水化合物来调节木薯植株体内的激素和碳素水平，从而诱导木薯开花和早开花。

在广西立地条件下，通过激素、营养调节及结合栽培管理措施可诱导木薯开花和早开花。本研究结果显示，宿根木薯较易被诱导开花，在所设置的30个配方中，能诱导其开花的配方多，且开花率也高，其中综合开花率较好的有P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L，P333 10 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.05 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L，P333 10 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L，P333 20 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.05 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，P333 20 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L。说明宿根木薯喷施白糖0.5%+氨基酸 200 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L，再结合植株长势及种植园草害情况，配施5～20 mg/L的P333、0.05～0.1 mg/L的草甘膦，能使其在次年的6月底开花，且成花率也较高。经药剂配方P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L处理的新选048、南植199、GR891、SC5和SC124等不同基因型的宿根木薯，其开花率达100%，极显著高于各自的对照。

在广西立地条件下，通过激素、营养调节及结合栽培管理措施可诱导木薯产生两性花。两性花指同一朵花中同时具有雌蕊和雄蕊。自然状态下，木薯是一种单性花作物，雌雄着生于一个总状花序上[7]。除本课题应用此技术获得木薯两性花的报道外[8]，以往的人工诱导木薯开花研究均未发现其两性花的报道。本研究结果显示，经P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸钾1 g/L处理的木薯品种新选048、南植199、GR891、SC5、SC124和SC205，不但雄花、雌花数量极显著多于对照，而且多数（除GR891外）品种产生了两性花。目前，两性花多在果树上发现，其中葡萄、番木瓜已育成两性花品种，如两性花野生毛葡萄新品种—野酿2号，自然授粉率高、稳产丰产性好，在适应性及抗病性等方面均具有明显优势[9];彩色猕猴桃两性花新品种—龙山红，坐果率高、香气浓，抗寒、抗病和抗湿[10]。木薯属穗状花序，雌花着生于基部、雄花着生于中上部，同序花由下而上逐渐开放，花期不遇是木薯开展杂交育种难的主要问题之一。应用本技术首次在木薯上获得两性花，木薯花期不遇的问题有望迎刃而解。同时，通过对木薯两性花后代株系的选育，有可能选育出产量、品质和抗性等具有突破性的新品种。

参考文献

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[8]俞奔驰，韦丽君，李军，等，木薯两性花及其种子的形态特征[J]. 植物学報，2017，52（2）：175-178.

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[10]    邹瑜，林贵美，牟海飞，等.两性花野生毛葡萄新品种——“野酿2号”的选育[J].中国南方果树，2013，42（5）：107-108.