杉木控制授粉关键技术

覃悦明

（融安县林业局，广西 柳州 545400）

杉木（Cunninghamia lanceolata）为我国南方优良材用树种。其生长迅速、材质优良，具有很高的经济价值和生态价值，广泛用于建筑、桥梁、电杆、门窗、家具、板料、木制用具方面[1-3]。近年来，随着科技水平的发展，人工创造新变异及新的育种途径不断出现，但杂交育种仍是目前最有成效的育种方法之一。杉木人工控制授粉能创制适合生产需要的新基因型，是遗传改良的重要内容，为选育杉木优良杂交组合奠定了坚实的基础[4-5]。

1 杉木开花特性

杉木为雌雄同株异花植物，不同植株雌球花、雄球花数量差异较大，开花具有明显的偏雌偏雄特性。杉木雄球花多簇生，呈圆锥状，长0.5～1.5 cm，多数分布在树冠下部，有短梗，通常有40 余个簇生于枝顶，花药3 室，药隔伸张，边缘有细缺刻。雌球花单生或2～4 个集生，绿色，苞鳞横椭圆形，先端急尖，上部边缘膜质，有不规则的细齿，长宽相等，为3.5～4.0 cm，雌球花多数着生于树冠上部或树顶。

杉木的开花结实受气候的影响较大，以广西融安县西山林场国家杉木良种基地无性系种子园为例，杉木雄球花分化在5 月中旬至6 月上旬、雌球花分化在8 月中旬至9 月上旬。雄球花一般在2 月中旬或下旬开始膨大，平均气温10 ℃左右时逐渐露出簇生小孢子叶球[6]。花期在2 月下旬至3 月中下旬。杉木雄球花散粉期、雌球花可授粉期分别可分4个阶段，详见表1。

表1 杉木花散粉期、可授粉期特征

2 杂交亲本选择

亲本选择是人工控制授粉的重要步骤，直接影响子代的性状特征。根据杂交育种目标，如速生、抗性、特殊性状等，选择来源清楚、性状互补、花期较一致的优异材料作为亲本。

3 雌球花套袋隔离

为防止不需要的花粉侵入，授粉前必须对雌花套袋隔离。广西融安县西山林场无性系种子园杉木雌球花芽于2 月中下旬至3 月上旬开始萌动，当雌花芽膨胀呈球形，鳞片尚未张开时进行套袋隔离。隔离袋可做成35.0 cm × 45.0 cm 规格，选用能防水、透光、透气、坚韧不易破裂的材料，推荐采用亚硫酸纸制成。套袋时，3 朵以上雌花套入1 个袋内，以提高授粉效率。隔离袋在花芽前端应留有空间，避免花芽被日光灼伤，提高授粉率。套袋袋口比枝梢长出3.0 cm 左右，须在袋下端扎口处垫上棉花，或衬几层纸再用细绳捆绑，以防止针叶刺破隔离袋。杉木是雌雄同株的树木，有时雌雄花同时生长在同一根枝条上，为了防止同株雄花粉的污染，需要在花粉成熟之前将同一枝条的雄花先行除去。套袋时在隔离袋上标明无性系号、位置、雌花数量等信息，便于后期做好授粉记录。每个杂交组合的套袋雌球花数量不少于100 个。

4 雄球花花粉采集与处理

4.1 花粉采集

不同的无性系或家系的花粉要单独采集、单独处理、做好隔离。花粉可直接从树上采集，也可在杉木雄球花小孢子叶散开前2～3 d 摘取，随后置于通气、无风、干燥的室内晾干，待其自然散粉。脱出的花粉过200 目筛，去除杂质后干燥24～48 h。干燥好的花粉如不能及时使用，则须用光滑、防潮、透气性好、韧性强的纸包装后置于干燥器内备用。

如直接使用从树上采集的花粉，可于上午9 时左右，在选好的父本植株上，预先把即将开放的花蕾或花序用亚硫酸纸袋或塑料袋套起来，一旦花粉撒出时即落在袋中；或于11～14 时，直接抖动花枝，使花粉直接撒落袋内，去袋收集。所收集的花粉应立即注明品种和采集时间，以免混淆。

为防止花粉混杂，采集人员单人单号采集或采集完1 个父本雄花后，及时使用酒精对手部进行消毒，之后方可采集另一个父本雄花。

4.2 花粉保存

不同的无性系或家系，可能花期不一致，为顺利进行控制授粉，要做好花粉采集和储藏工作。收集的花粉用广口瓶装好并置于干燥器内干燥24～48 h，干燥后的杉木花粉盖严后置于5 ℃条件下保存备用。

4.3 花粉活力测定

花粉的活性及特性决定了种子的产量与质量，控制授粉前应通过花粉活力测定了解其可育性，以及不育花粉的形态及生理特征。采用四唑（TTC）测定法[6]测定杉木花粉活力。在载玻片上滴一滴TTC溶液，用解剖针沾取少量花粉于溶液中，搅匀后盖上盖玻片，将载玻片置于35 ℃的恒温箱培养15 min，用显微镜观测花粉染色情况，在载玻片上随机抽取3 个视野进行观测，统计视野内染色花粉粒和总花粉粒数，以平均染色率代表花粉活力。花粉活力=（染色花粉粒数/视野花粉总粒数）×100%。花粉活力低于5%，表明花粉活力较低，授粉时需加大授粉量或间隔5～7 d 后，对授粉未成功的雌花进行2次授粉。

5 授粉

5.1 授粉工作准备

花粉是授粉作业的主要材料。授粉前应收集相对充足的花粉，并检查套袋内雌球花开花情况[7]。由于杉木雌球花多数着生于树冠上部或外层，需准备人字梯；此外，还需准备授粉纸袋、吸耳球、信封、小瓶子、标牌、贴签、绳子、回形针、种子园无性系排列图纸、记录表、笔、夹本等。

5.2 可授粉时期

应在雌球花可授粉期初期至可授粉盛期时开展控制授粉。据广西融安县西山林场杉木种子园历年控制授粉观测，雌球花呈金黄色或米黄色，雌花中轴稍微伸长，苞鳞略张，胚珠鲜润，胚珠口顶端可见分泌透明黏液珠等为可授粉显著标识特征。

5.3 授粉方法

授粉最佳时间在每天上午10 时以前，此时空气中漂浮的非目的花粉少。采用吸耳球或授粉器吸足花粉，打开隔离袋顶端一角，对准雌球花轻挤喷出适量花粉，再将隔离袋轻轻晃动使花粉在袋中均匀分布，使雌花球获得充分授粉，用回形针封闭袋口，防止外源花粉进入。每个吸耳球或授粉器只能装入1个父本的花粉，每个吸耳球均需做好标记和隔离包装。为保证授粉充足，每隔2～3 d 重复授粉1～2 次。当天用不完的花粉可置于干燥器中保存。

授粉结束后须在每个授粉枝上悬挂标牌，注明母本、父本无性系号或家系号、纸袋号，以免采果时混乱。每次授粉后均需做好记录，一个组合记录在一张授粉登记表上，并将每个组合授粉的雌花数量汇总。

6 解袋及日常管理

授粉后7～10 d，雌球花珠鳞增厚，柱头枯萎或苞鳞完全闭合，即表示已经失去授粉能力，再隔5 d即可去除隔离袋，以便新梢生长和幼果发育。在整个控制授粉过程中，要注意观察、记录，及时防治病虫害，防止人为破坏。

7 杂交球果采收与制种

霜降后，球果自然成熟时，每个杂交组合球果单独采收。按授粉时的标牌上序号依次采收，并登记每枝采收杉木球果个数，防止漏采或混采。相同的放在一起晾晒制种，测定出籽率，并进行播种育苗试验。

8 档案管理

杉木控制授粉每一步骤都可能成为良种选育成败的因素，整个过程要注意观察和记录，建立相关信息档案，规范化管理，如档案中应有控制授粉方案、记录表格、授粉次数和时间、种子采收时间等，纸质档案与电子档案要一一对应。