木薯人工雜交授粉技術(shù)研究

(廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 龍州 532415)

木薯(ManihotesculentaCrantz)為大戟科木薯屬多年生熱帶作物，別名木番薯、樹番薯、樹薯，有地下糧倉的美稱[2]，與馬鈴薯和甘薯并稱世界三大薯類作物[3]。木薯塊根富含淀粉，含量高達(dá)30%，有淀粉之王的美譽(yù)[6]。近年來，由于品種比較單一，有些品種慢慢退化。開展木薯雜交育種，為市場提供適宜的新品種，成為目前廣西木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題。

木薯新品種選育的主要途徑是通過雜交育種。木薯為異花授粉作物，雌雄花同序，由于雌花開花時(shí)間基本一致，常規(guī)人工授粉時(shí)間難以把握，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率低和畸形果發(fā)生率高。因此通過人為干預(yù)簡化雜交程序，可在木薯雌花短暫開花的有效期內(nèi)進(jìn)行大量雜交，獲得較大雜種群體，減少工作量，提高育種效果。本試驗(yàn)采取人工破蕾技術(shù)，選擇當(dāng)天開放的雌花，在不同時(shí)間對(duì)雌花進(jìn)行人工破蕾，利用木薯雌花將近成熟時(shí)分泌黏液的生理特點(diǎn)進(jìn)行人工授粉，避開外界因素，提高木薯育種效率。

1 材料與方法

1.1 供試材料

父本為華南205；母本為華南5號(hào)。雄花在破蕾前進(jìn)行收集，選擇即將開放或剛開放未被污染的雄花，并放置于吸有硅膠的干燥器中保存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1人工破蕾授粉

華南5號(hào)雌花開花時(shí)間為13:00時(shí)±10 min，選擇雌花即將開放前(花蕾體積變大，顏色變淡時(shí)，呈現(xiàn)微黃色)，采用0.5 h、1 h、1.5 h、2 h共4個(gè)時(shí)間段處理進(jìn)行破蕾，用拇指與食指對(duì)花蕾輕輕捏一下，使花蕾便裂開，柱頭露出；將預(yù)先備好的雄花花粉或新開雄花花蕊對(duì)準(zhǔn)雌花柱頭來回輕輕地掃，使其授粉，每10株為一個(gè)處理，每處理授粉60朵花，每處理3個(gè)重復(fù)。授粉后套上牛皮紙信封，用回形針固定，以避免風(fēng)和昆蟲等傳粉，2 d后去袋。授粉后第7天和第14天分別調(diào)查子房膨大數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率；在授粉結(jié)果后2個(gè)月隨機(jī)抽查處理中30個(gè)果實(shí)調(diào)查畸形果數(shù)(下同)。

1.2.2自然開花后釆用人工雜交授粉

當(dāng)木薯雌花自然開放后，將備好的雄花花粉或新開雄花花蕊對(duì)準(zhǔn)雌花柱頭來回輕輕地掃，使其授粉，每10株為一個(gè)處理，每處理授粉60朵花，每處理3個(gè)重復(fù)。授粉后套上牛皮紙信封，用回形針固定，以避免風(fēng)和昆蟲等傳粉，2 d后去袋。授粉后第7天和第14天調(diào)查子房膨大數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率。

1.2.3自然授粉

當(dāng)雌花開花后固定觀察雌花，利用風(fēng)、蟲傳粉對(duì)雌花進(jìn)行自然授粉。選擇10株為一個(gè)處理，3個(gè)重復(fù)，在雌花授粉后選擇60朵進(jìn)行套袋，2 d后去袋。在授粉后第7天和第14天調(diào)查子房膨大數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)實(shí)率。

表1 不同破蕾時(shí)間對(duì)木薯授粉效果的影響

花齡期授粉花數(shù)/朵1周后子房膨大數(shù)2周后子房膨大數(shù)結(jié)實(shí)率/%畸形果數(shù)畸形果率/%開花前0～0.5h60535286.7a2a6.6開花前0.5～1h60545388.3a2a6.6開花前1～1.5h60494676.7b3b10.0開花前1.5～2h60464066.7c4c13.3

注：同一指標(biāo)字母相同表示差異不顯著，字母不同表示差異顯著(p<0.05) 。下同。

表2 不同授粉方法蒴果結(jié)實(shí)率比較

處理授粉花數(shù)/朵子房膨大數(shù)/粒結(jié)實(shí)率/%增幅/%畸形果數(shù)畸形果率/%破蕾授粉605388.3a—2a6.6常規(guī)人工授粉604676.7b11.64b13.3自然授粉603558.3c30.05c16.7

2 結(jié)果與分析

2.1 不同破蕾時(shí)間處理對(duì)木薯授粉效果的影響

從表1可以看出，在不同破蕾時(shí)間中，開花前1 h進(jìn)行授粉其結(jié)實(shí)率最高，達(dá)88.3%；其次是開花前0.5 h，結(jié)實(shí)率達(dá)86.7%；之后是開花前1.5 h，結(jié)實(shí)率為76.7%，結(jié)實(shí)率隨著開花時(shí)間提前而下降，開花前2 h破蕾授粉結(jié)實(shí)率最低，僅為66.7%，在畸形果數(shù)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，開花前0～0.5 h和0.5～1 h處理畸形果率為3.3%，與其它2個(gè)處理的畸形果率差異顯著。 結(jié)果表明，木薯人工破蕾應(yīng)選在木薯雌花開花前0.5～1 h進(jìn)行效果最佳。

2.2 不同授粉方式對(duì)木薯結(jié)實(shí)率的影響

從表2可以看出，不同授粉方式對(duì)木薯結(jié)實(shí)率影響不同，3種授粉方式中以破蕾授粉結(jié)實(shí)率最高(達(dá)到88.3%)，比常規(guī)人工授粉(76.7%)和自然授粉(56.7%)高出11.6%和30.0%，差異顯著；畸形果數(shù)以破蕾授粉最少，與常規(guī)人工授粉、自然授粉畸形果數(shù)呈顯著差異。說明破蕾授粉不但可以提高木薯結(jié)實(shí)率，同時(shí)可大大降低畸形果率。

3 結(jié)論與討論

通過人工破蕾對(duì)木薯進(jìn)行人工授粉，可大大提高其結(jié)實(shí)率。本研究認(rèn)為，進(jìn)行人破蕾工授粉的適宜時(shí)間為開花前0.5～1 h，其結(jié)實(shí)率可達(dá)88.3%，畸形果率為6.6%。過早破蕾其結(jié)實(shí)率會(huì)降低，且畸形果率增加，其原因可能是雌花未達(dá)到一定成熟度，柱頭上分泌的黏液分泌少，不能有效的與花粉結(jié)合。通過不同授粉方式比較：常規(guī)人工授粉結(jié)實(shí)率只有76.7%，畸形果率為13.3%，可能是由于雌花開放時(shí)間較統(tǒng)一，開放后未能及時(shí)授粉，雌花分泌的黏液蒸發(fā)影響；而自然授粉結(jié)實(shí)率只有58.3%，原因可能是昆蟲等媒介授粉時(shí)，易蘸取到另一花朵上的花粉，導(dǎo)致自花授粉不結(jié)實(shí)。綜上所述，選擇木薯人工破蕾方式應(yīng)在開花前0.5～1 h進(jìn)行破蕾授粉，可提高木薯果實(shí)結(jié)實(shí)率，并且可降低畸形果率。

制約廣西區(qū)內(nèi)開展木薯雜交育種的主要因素大致包括：木薯開花有著嚴(yán)格的環(huán)境氣候條件要求，也因品種而異，有些品種易開花，有些品種不易開花，制約優(yōu)良親本篩選；木薯花期變異大，性狀變異方向難以把握，造成花期不遇，雜交組合配對(duì)較被動(dòng)，按照目標(biāo)組合進(jìn)行配對(duì)授粉困難；木薯花藥釋放時(shí)間極短，在雄花開放后2 h釋放，1 h內(nèi)釋放完畢，人工授粉難度大；木薯雜交種子具有休眠性，收獲后即時(shí)播種，發(fā)芽率極低；在幼果增大期及果實(shí)發(fā)育后期，不利的氣候和生理因素會(huì)促使果實(shí)大量干枯脫落，影響果實(shí)及胚胎的發(fā)育。針對(duì)上述問題，如何提高木薯的育種效率，解決當(dāng)前木薯雜交育種中存在的技術(shù)瓶頸，是木薯育種研究中亟待解決的共性關(guān)鍵問題之一。木薯破蕾雜交授粉關(guān)鍵技術(shù)的突破，可為今后我國木薯雜交育種提供更多的雜交種源。