提高小豆套管杂交技术成功率研究

陈 剑，葛维德，赵 阳，李 韬，薛仁风

（辽宁省农业科学院，辽宁 沈阳 110161）

小豆（Vignaangularis(Willd.)Ohwi&H.Ohashi）别名赤豆、赤小豆、红豆、红小豆等，起源于中国，是中国传统农作物[1]。我国小豆研究起步较晚，20 世纪80 年代初，我国小豆生产仍采用农家种，而且品种混杂退化严重[2]。90 年代之后主要采用引种、系统选育、人工诱变和杂交育种[3]。

杂交育种是通过品种间有性杂交创造新变异而选育品种的方法。杂交育种和杂种优势利用是目前所有作物遗传改良的重要方法和途径[4]。杂种优势不可低估[5]，我国已育成的125 个品种中，72 个小豆品种是由杂交选育而成[6]。通过品种间杂交培育良种，改善生长环境提高其产量潜力，来满足日益增长的市场需求[7]。

小豆是已知的自花授粉作物，所以，天然异交率极低。小豆花是蝶形花冠，而且柱头盘曲，花粉量较少，因此，杂交育种难度大，成功率低。本研究采用前人探索、总结出的套管杂交技术对小豆进行授粉，并采取“随去雄随授粉”的方法，目的是改进传统的杂交方法，即前1 天16:00 去雄，第2 天上午授粉。小豆杂交易受环境条件的影响，杂交授粉成功率低，效果差。本试验对小豆杂交技术实践进行了新探讨，寻找提高小豆套管杂交技术成功率的便捷方法和技巧等，指导豆科作物杂交育种。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料为6 个品种。母本采用在本地大面积推广应用的早、中、熟3 类熟期各1 个品种，即A（早熟材料辽红小豆8 号）、B（中熟材料昌图大粒红小豆）、C（晚熟材料辽红小豆2 号）。父本采用适宜在本地种植的外地引入品种，早、中、熟3 类熟期各1 个品种，分别为a（早熟材料保红200115）、b（中熟材料保200112-20）、c（晚熟材料保947-27）。配制了9 个杂交组合，见表1。

表1 2021 年试验小豆杂交组合

1.2 试验方法

试验于2021 年在辽宁省农业科学院作物研究所旱田试验地进行。试验地土质为黏壤土，土壤肥力中等，前茬作物为花生。5 月27 日播种，6 月2 日出苗。小区行长4 m，行距0.6 m，株距0.2 m 左右，每个亲本2 行，亲本间距1.2 m，组合间距1.2 m。杂交方法采用小豆套管杂交技术进行授粉。去雄时间为授粉当天6:00 以后，共设置6 个授粉时间段，分别于6:00、7:00、8:00、9:00、10:00、11:00 对去雄花蕾进行授粉。花蕾去雄后，随即用镊子夹住父本的龙骨瓣，从龙骨瓣顶端喇叭状小口对准母本柱头，顺着母本柱头轻轻套上去。不同处理组合结果的原始数据按单株进行统计，以杂交组合类别进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同熟期品种的杂交成功率

按小豆熟期将母本材料分早熟、中熟、晚熟3 类，采用小豆套管杂交技术，从授粉当天6:00 开始去雄，随去雄随授粉，至12:00 结束。从表2 可以看出，3 种小豆母本材料的杂交成功率分别为9.2%、10.6%和10.9%。不同熟期小豆杂交成功率的差异显著性测验结果，差异显著（P=0.000 0）；结果表明，品种熟期不同，对杂交成功率影响不大。

表2 小豆不同熟期品种的杂交成功率

2.2 不同熟期组合的杂交成功率

从表3 可以看出，2 号、5 号和7 号组合的杂交成功率明显高于其他组合，分别为14.0%、16.3%、16.1%，5 号组合的杂交成功率最高，达到16.3%。3 号、6 号、9 号组合的杂交成功率偏低，分别为2.9%、4.5%和5.4%，3 号组合杂交成功率最低，为2.9%。各不同熟期杂交成功率的显著性测验结果差异显著（P=0.000 0）。这表明，不同熟期亲本配制的杂交组合，在杂交成功率上差异显著。

表3 小豆不同熟期组合的杂交成功率

2.3 不同授粉时间段的杂交成功率

从表4 可以看出，在7:00、8:00、10:00 进行杂交，成功率显著高于其他时间段。结果表明，7:00 的杂交成功率最高，为17.1%。其次为8:00 和10:00，分别为12.1%和12.2%。11:00 的杂交成功率最低，为5.4%。6:00 或9:00 的杂交成功率均略高于11:00，分别为6.7%和7.6%。实践证明，在7:00、8:00、10:00 进行小豆授粉杂交，成功率高于其他时间段，其中在7:00 授粉杂交，成功率最高。杂交授粉技术时段成功率差异显著性测验结果，差异显著（P=0.003 6）。

表4 各时间段杂交成功率

3 结论与讨论

本试验采用早熟、中熟、晚熟3 种不同熟期的6 个小豆品种，配制了9 个小豆杂交组合。在小豆授粉当天的6:00—11:00，运用小豆套管杂交技术，采取“随去雄随授粉”的方法，进行了不同熟期杂交组合的杂交成功率的研究。

运用小豆套管杂交技术结果表明，在小豆授粉当天6:00—11:00 内进行杂交，均能使不同熟期的小豆品种授粉并得到杂交结实。早熟、中熟、晚熟品种的3 种母本材料杂交成功率分别为9.2%、10.6%和10.9%，表现较好。杂交成功率与品种熟期之间的关系不大，但不同熟期亲本组配的杂交组合的杂交成功率差异显著。同种熟期多次重复杂交的2 号、5 号和7 号组合的杂交成功率明显高于其他组合，分别为14.0%、16.3%、16.1%，5 号组合的杂交成功率最高，达到16.3%。3 号、6 号、9 号组合的杂交成功率偏低，分别为2.9%、4.5%和5.4%，3 号组合杂交成功率最低，为2.9%。这可能是由于母本与父本熟期不一致，播种时没有错期播种，二者花期没有相遇，导致杂交时没有足够多的合适的花朵用于授粉，因此，3 号、6 号、9 号组合的杂交花朵数和最后的结荚数也明显少于其他组合，造成杂交成功率都大大低于其他组合。从杂交结实成功率分析，在7:00、8:00、10:00 进行小豆杂交，这3 个时间段的杂交成功率显著高于其他时间段，其中，7:00 的杂交成功率最高，为17.1%；其次是8:00 和10:00，分别为12.1%和12.2%；11:00 的杂交成功率最低，为5.4%。各时段的杂交成功率由大到小依次为7:00、10:00、8:00、9:00、6:00、11:00。该时间顺序表明，小豆授粉杂交的适宜时间为7:00、8:00、10:00，成功率较其他时间段高，而在7:00 授粉，小豆杂交最易成功。其他时间段里可能是由于授粉时间过早、温度低、露水大、花粉活力弱等，导致花粉不育；授粉时间太晚，母本柱头上的父本花粉随气温升高而败育或不能授粉。

本研究结果表明，利用套管杂交技术，采用“随去雄随授粉”的方法对小豆进行杂交可以获得成功。实践表明，该方法操作简便、易行、杂交授粉的成功率高。同时，杂交成功率与杂交亲本组合选择有密切关系，而且，选择杂交授粉的操作时间也很关键，也是直接影响杂交成功率的因素之一。本研究认为，在小豆杂交当天7:00 授粉，成功率最高，其次是8:00、10:00 授粉，杂交成功率较高；其他时间段不利于提高小豆杂交授粉成功率。

育种科研人员对杂交方法的掌握和操作的熟练程度，以及选用亲本花朵大小是否合适等因素，也对成功率有很大影响。本研究认为，小豆杂交成功率最高的时间段是在7:00，这是否受到当天天气或植株营养等因素影响，还有待进一步深入探索研究。