甘蔗花穗温水去雄技术研究

常海龙 郭育强 周峰 方娜 邱永生 陈俊吕 张伟 秦元霞 吴建涛 张垂明 刘壮 王勤南

摘要：[目的]研究不同温度、时间和品种对甘蔗花穗温水去雄效果的影响，探寻适宜的甘蔗杂交母本去雄方案，减少自交，提高甘蔗花穗杂交结实率。[方法]采用Lg（3*）正交表的设计方案进行三因素三水平的正交试验。以ROC22、科5和桂糖02-619等3个多花粉的甘蔗品种为试材，分别将其花穗在48、50和52C温水中浸泡3、5和7min。每处理6株（每株1个花穗），其中：3株自交，3株异交（人工授予新鲜的外源花粉）。统计分析自交出苗数和异交出苗数。[结果]ROC22、科5和桂糖02-619等3個品种均随水温增加、时间延长，其自交出苗数和异交出苗数都逐渐降低，假杂种比例呈现波动变化，50C、3min处理组合的假杂种比例最低（0.12）。方差分析结果表明，自交结实出苗数/异交结实出苗数（M值）可以作为温水去雄效果的评定标准，M值越高，去雄效果越好。温度和时间对M值均有显著影响，品种间差异不显著。[结论]甘蔗花穗去雄前先将小花穗枝条未展开和成熟（或即将成熟）的枝条剪去，置于50C温水中浸泡3min后再进行杂交，可显著提高甘蔗有性杂交的育种效率。

关键词：甘蔗;花穗;正交试验;温水去雄;异交结实率

中图分类号：S566.1

文献标志码：A

文章编号：1008-0384（2020）06-0591-07

0引言

[研究意义]甘蔗（Saccharumspp.）是无性繁殖作物，自从1887年荷兰人Soitwedel偶然发现甘蔗可以开花结实萌发成苗后，世界各国才逐渐从事甘蔗有性杂交育种工作。目前，杂交育种是甘蔗种质创新和新品种选育的主要方法，主要是利用甘蔗有性杂交的杂种优势。甘蔗为雌雄同花作物，杂交前必须去雄，但甘蔗花为顶生的大型圆锥花序，一个花穗上有小穗6000～18000个，小穗仅有1～2mm，难以人工去雄'一。温水去雄法（温汤杀雄法）一般在甘蔗花穗授粉的前一天下午进行，用50C温水浸泡花穗5min左右即可达到杀雄目的，该方法操作简单，仅需一台恒温水浴锅，省时省力。甘蔗花穗利用温水去雄技术可以极大提高杀雄效率。[前人研究进展]自1953年我国开展甘蔗有性杂交以来，极少对甘蔗母本采取去雄杂交，一直存在甘蔗有性杂交自交率高的问题，且仅靠农艺性状无法判断一个材料是自交种或者杂交种，选育种效率低。雌雄同花作物常用的花穗去雄方法有温汤杀雄、徒手去雄以、化学法杀雄等。赵桂琴以草地早熟禾与扁秆早熟禾为试材，温度从45～49C，浸泡时间从1～5min共设置25个温汤去雄处理组合，结果表明：草地早熟禾温汤去雄的最佳处理为47C、2min，扁秆早熟禾最佳处理为48C、1min和47C、3min。Machado等研究认为，大多数甘蔗品种花穗经50C温水处理4min30s后，花粉活性基本全部失活，但相应的雌蕊柱头也会受到伤害，导致种子发芽率普遍降低，但仍可保证甘蔗育种过程所需的种苗数量叫。Mukasa等采用42～44C温水浸泡苦荞麦花穗3～8min，经人工授粉，最后统计结实率显示：44C处理3min效果最好，花穗结实率达到55.1%，其中成熟种子占到37.7%。Otsuka等研究认为，大叶相思树花粉萌发率随花朵浸泡水温升高和时间延长快速降低，柱头可授性也受到一定影响，但50C处理45s、54C处理15s、56C处理10s仍是一种有效的去雄技术！叫。耿雷跃等通过对10份水稻材料采用温汤杀雄和剪颖杀雄效果比较发现，45C温水中浸泡5min较剪颖杀雄杂交结实率更高，自交结实率更低，是相对高效的水稻杀雄方式叫。[本研究切入点]虽然决定甘蔗花穗杂交的异交率高低，花穗去雄是关键因素，但关于甘蔗花穗去雄的相关研究近20年内鲜有报道，仅本课题组成员在2016年做过相关研究，用50C温水浸泡5min可达到一定去雄效果，但自交率仍达20%以上叫，没有达到预期效果，需进一步筛选理想的处理温度和时间组合。[拟解决的关键问题]本试验在前期研究叫的基础上，通过正交试验探讨不同处理温度、时间和品种对甘蔗花穗去雄效果的影响，以期获得最佳的甘蔗花穗温水去雄方案，为提高甘蔗杂交育种效率提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

以海南甘蔗育种场亲本中历年来表现花粉量较多、且异交结实率较高的ROC22、科5和桂糖02-619等3个品种作为试验材料。

1.2试验方法

1.2.1花穗去雄前处理试验于2016/2017和2017/2018两个杂交季在海南甘蔗育种场进行，第1年通过正交试验确定甘蔗花穗去雄最优处理组合，第2年对最优处理组合进行验证。因甘蔗属于高茎秆作物，在室外难以进行人工杂交操作，需通过将包茎砍回温室内进行人工杂交。待甘蔗植株抽出小笔管状花穗时，用高压包茎诱导甘蔗节间生根（用湿润的营养土包住甘蔗茎中间位置2个茎节间，营养土厚度lcm左右，保鲜薄膜包紧防止水分蒸发，7d内便可快速生根）试验前ld，选取长势一致、包茎长根，且第2d可开花的亲本，在靠近发根底部的位置整齐砍断，带回温室大棚养植于充氧的水槽中。翌日早晨8：00，剪去花穗上部1/3处及下部1/3处，仅留中间1/3处的花穗，以保证试验材料的一致性。

1.2.2正交试验设计采用Lg（3*）表进行三因素三水平正交试验设计，研究温度（A）、时间（B）、品种（c）3个因素对甘蔗花穗异交结实的影响。设计访案见表1。

1.2.3花穗温水去雄处理将水浴锅温度设定为48、50、52C等3个温度，按照正交试验设计的要求，将每个品种剪好的花穗分别在不同温度的水.浴锅中处理3、5、7min，每处理组合各6株，3株进行人工授粉，3株用于自交做对照。将经，上述处理后的甘蔗花穗分别放置到独立的单元格中，以防止串粉，翌日起每天早晨观察花穗开花动态。自开花之日起，每处理选取3株花穗，于上午8：00时进行人工授粉，ROC22、科5和桂糖02-619都授以外源ROC22的新鲜花粉，每日授粉1次，直至开花结束，经处理过的ROC22花穗授以外源ROC22新鲜花粉，为便于区分自交也统称为异交。

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（责任编辑：杨小萍）

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