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番茄杂交育种技术及新品种宝利亚的选育过程*

2021-10-27刘为胜张扬栋威海霞吴振江曹瑞群时娟娟曾小林伍琦

棉花科学 2021年5期
关键词:花药花序利亚

刘为胜,张扬栋,威海霞,吴振江,曹瑞群,时娟娟,曾小林,伍琦

(1.江西省棉花研究所,江西 九江 332105;2.湖北华泰先行农业科技有限公司,湖北 武汉 430200)

番茄营养丰富,是栽培面积最大的蔬菜品种之一,但在产业发展中存在病害的发生严重而影响产量、贮运销售中不耐贮运而影响收益等突出问题。选育多抗、耐贮运、长货架期的优质番茄品种是解决这些问题的重要手段。虽然番茄杂交育种技术非常成熟与常见[1-4],但要熟练掌握番茄的杂交技术还有许多需要了解和学习的地方,也是选育出杂交优质新品种的保证,因此,作者介绍番茄的杂交育种技术和番茄新品种宝利亚的选育过程,以供番茄育种与栽培者参考。

1番茄杂交育种技术

1.1番茄开花结果的特性

1.1.1番茄的花器构造

番茄花由雌蕊(包括子房、花柱和柱头三部分),雄蕊(包括花药和花丝)、花瓣、萼片和花梗等部分组成。花瓣黄色,萼片绿色,通常花瓣、萼片和花药均为6枚,也有7~10枚的,雌蕊1枚,子房上有多个心室,多个胚珠,单果可结较多种子,雄蕊的6枚花药聚合在一起,围绕雌蕊花柱形成花药筒,雌蕊被包围在花药筒中间,每个花药有两个花粉束,花粉束着生在很短的花丝上,花药成熟后,花粉束内侧纵裂散出花粉。番茄为自花授粉植物,通过改变番茄的自花授粉过程,运用其他特异性品种进行授粉,达到改变番茄品相和品质及农艺指标的目的。

1.1.2番茄的开花结果特性

番茄有5~10余朵花着生在一个聚伞花序上,一般每隔1~3片叶着生一花序。 根据品种不同,分无限生长型品种(植株可不断向上生长,不断开花结果)和自封顶品种(一般每枝2~4个花序后自封项,其分枝能力强,可利用侧枝多开花结果,且开花结果也较集中)及半自封顶品种(介于上述两种类型之间,一般主秆长到4~6个以上花序后封项)。番茄一般授粉后50小时左右完成受精。花粉发芽的温度范围为15℃~33℃,其最佳温度是23℃~26℃,在高温干燥条件下,可致使柱头子房枯死,变成褐色[5]。

1.2番茄杂交育种的田间操作要点

1.2.1番茄杂交授粉的工具准备

杂交操作前准备好一些工具:①镊子(尖端较锐利的小型钢镊子,以方便去雄);②授粉管(直径为0.5 cm的玻璃管,用以吸装花粉); ③小玻璃瓶(用于贮存花粉); ④干燥剂(变色硅胶或氯化钙,有时可用生石灰代替);⑤大口玻璃瓶和几枚硬币及玻璃片(筛取花粉之用具);⑥毛笔(刷取花粉用)。

1.2.2番茄植株父母本田清杂

在杂交授粉工作开始前,必须对父母本田进行彻底检查和清理杂株。应在缓苗后和杂交开始前进行两次集中检查清除。此项工作应该几个人一起进行,以防漏失。若发现有疑问的植株,如株型、叶型、叶色、花、果实不同者应全部拔除。宁可错拔而勿漏拔。父母本如果有杂株,种子纯度则无法保证,甚至会全部报废。

1.2.3花粉的制取

在晴天上午10:00到下午13:00间田间采摘父本花,最好选择当日或昨日开放的呈鲜黄色的花朵,花采回后取出花药,将花药撕成几瓣散放在纸上,天晴气温较高时,可放在通气好、无直射阳光处自然干燥约12~15小时,等花药自然干燥;阴天气温低时,可将放花药的纸置于干燥剂之上约12~15小时,待花药干燥。花药干燥过程严禁阳光暴晒,以免缩短花粉寿命,降低生活力。干燥后的花药放入玻璃瓶(碗)中,同时,投入几枚硬币,盖上玻璃片,用力上下摇动数分钟,静止等花粉落下后, 用干净的软毛笔扫下器皿壁上的花粉,贮存小玻璃瓶中备用。制取的花粉应放在阴凉干燥处, 在高温季节花粉只有4天左右的生活力,在花粉足够的情况下最好用现制的生活力较强的新鲜花粉,若新花粉不够用,可以把剩余花粉与新鲜花粉充分混合后再用。优质的花粉为土黄色,如果花粉粗糙质量差,会影响座果率。

1.2.4母本植株的整理

杂交授粉前,必须对番茄的母本植株进行仔细整理,将已开的花和已结的果全部摘除,除去距地面6~7 cm的侧枝,第一花序留1~2 cm长的梗后摘除,视品种不同,保留需要的侧枝,不需要的腋芽长到3~5 cm长时从基部掰除。第二花序可依具体情况决定去留,整枝工作在杂交过程中可集中进行,番茄发枝能力很强,侧枝生长很快,应注意定期除去不必要的枝条,这样可使植株枝叶清爽,通风透光,便于去雄授粉。防止病害发生。

1.2.5去雄授粉

用左手拇指与食指或中指轻轻夹持母本植株上正在开放花的基部,先用镊子将花瓣轻轻拔开,将镊子尖端从花药筒的中部伸入,再轻轻放松对镊子的夹持力,并药筒撑开和花药摘除。需要注意的:一是花药一定要全部去除干净,否则就会影响纯度;二是高度近视、散光及色盲者禁止参加去雄授粉工作;三是选择适宜去雄的花蕾十分重要,是保证杂交种子纯度的关键环节,应选择2~3天后会开放的花蕾(花瓣呈乳白色);四是太小的花不能去雄,因还未发育成熟,去雄会伤及柱头和子房,造成落花;五是去雄操作时,同时除去发育不良和畸形的花;六是中等果型品种每一花序保持座果4~5个,大果型的每一花序保持座果2~3个,不需要的小花应摘除;七是去雄工作除授粉时间之外都可以进行。

一般去雄后2~3 天开始授粉,授粉时母本花完全开放,这时花瓣呈鲜黄色,张开180度,授粉时应以左手拇指与食指持花,以右手拇指与食指持授粉管,先撕掉被授粉花相邻的两个萼片(要彻底撕掉),然后将花柱头插入授粉管内,使花粉粘满柱头,即完成授粉,授粉后如遇下雨,应在雨后再进行一次重复授粉,以提高成功率。一般田间露水干后(植株上有露水时,花粉易吸水膨胀,影响着落)即可开始授粉,晴天多在上午9:00以后开始授粉,阴天可相应推迟一点,正午时间(12:00~14:00)因气温太高,下午18:30以后无日光照,这些时间段不宜进行杂交授粉。人工授粉时间选择是否得当,关系到结果率和单果籽粒数。

1.2.6杂交授粉后植株的整理

杂交授粉工作结束后,应立即进行植株整理,将未去雄授粉的花全部除掉,摘除多余的腋芽、徒长枝及自交果,并在最后一个杂交花序以上留2~3片叶摘心,同时应除去近地面第一侧枝以下的枝叶,花序特别多的品种要疏花,枝叶多的要适当摘叶。长势弱的品种可只去花蕾,不打顶,以防日灼病发生,保证果实发育所需的养分。此项植株整理的工作须反复进行多次,以确保自交花、自交果清除彻底。

2番茄杂交新品种“宝利亚”的选育过程

2.1育种目标

要求具有丰产性、稳产性较好,品质优,果形美观,成熟期适中,抗病能力强,适宜长江中下游流域栽培的新品种。

2.2亲本选择与来源

2.2.1母本选择及特性

母本“JX0792”由江西省棉花研究所提供,品种表现为鲜食,早熟,长势强,株冠幅大,垄面覆盖较好,坐果率高,有绿色果肩,果实完全成熟后深粉色,果实高圆形,果面光滑,果形整齐一致,果肉紧实,抗裂耐压,果实较大,平均单果重 200~260 g,胡萝卜素 0.12 mg/g,可溶性固形物含量5.1%~5.3%,番茄素含量0.12 mg/g,维生素C含量0.12 mg/g,中抗CMV,抗叶霉病,中抗TMV,中抗枯萎病,中抗TYLCV,易感根结线虫,抗逆性强。

2.2.2父本选择及特性

父本“HT027”由湖北华泰先行农业科技有限公司提供, 为上海合作903变异株多代提纯选育而成,品种表现为鲜食,品感好,果色深粉,光亮美观,抗病能力强,从定植到始收85天左右,株冠幅直径55 cm,花黄色,正常情况下4~8朵不等,果实有绿肩,成熟后果红色,果型近圆形,果实横切径约7.7~8.2 cm,纵切面径约6.8~7.4 cm,果肉厚约0.6 cm,平均单果重240 g左右,果实颜色亮丽,硬度好,花萼片好,畸形果少,耐裂性好,坐果率高,可溶性固形物含量3.567%,番茄素含量251.48 mg/g,维生素C含量0.13 mg/g,抗CMV、TMV、TYLCV病毒病,抗根结线虫,感叶霉病,感枯萎病,耐低温弱光性好,耐热性较好,耐干旱性一般。

2019年将母本“JX0792”与父本“HT027”进行杂交配组,并将其F1代命名为宝利亚。

2.3新品种特征特性

2.3.1产量特征

2021年5月25日经有关专家,对江西省棉花研究所实施的“番茄新品种宝利亚F1示范种植”项目进行了实地测产,测产地点为九江市柴桑区九瑞路16公里处(江西省棉花研究所示范良种场百亩早春大棚番茄展示基地)。该品种于2021年1月3日播种,采用72穴盘育苗,2月9日定植于塑料大棚,株距0.4 m,行距0.6 m,栽培密度41685株/hm2,4穗果摘心。随机抽取3个点,每个点选取10株测产结果:单株结果数14.3个,平均单果重227.5 g,理论产量为135610.5 kg/hm2,按0.9缩值系数计算,产量为122050 kg/hm2。

2.3.2品质特征

根据番茄品种品质评价要求[6-8],对宝利亚进行维生素C含量、蛋白质含量、总糖含量、总酸含量四个方面检测分析,结果详见表1和表2。

表1 番茄品种宝利亚与对照品种的品质比较

表2 番茄品种宝利亚比对照品种的品质提升幅度(%)

表2表明,维生素C含量宝利亚较对照1高225.82%、较对照2高202.88%;蛋白质含量宝利亚较对照1高20.42%、较对照2高36.32%;总糖含量宝利亚较对照1高18.06%、较对照2高25.00%;总酸含量宝利亚较对照1低36.00%、较对照2低17.24%。综合来看,新品种宝利亚较两对照品种(来源山东的品种)品质好,且果形好,果色深粉红、亮丽,硬度较高。

3结论与讨论

杂交育种技术是选育优良品种,实现品种改良的重要途径和常用方法,选择合适的亲本材料是关键点,亲本的品质与遗传特性直接影响到杂交成果。现代科技对于育种技术起到了非常的推动作用,引入遗传距离分析法[9]、形态学标记及InDel分子标记能分析预测杂种优势、缩小亲本选择范围和减轻工作强度,进行基因编辑[10]重组遗传基因是创新品种的前沿方法。科技手段的创新要求科技人员的知识不断更新,才能更快更好育成理想的组合及新品种。

番茄新品种宝利亚的选育借助了现代科技手段、简化了育种程序、加速了育种进程,提高了育种的工作效率,达到了预期目标,获得理想效果,具备应用推广价值。

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