甘蔗花穗溫水去雄技術研究

常海龍 郭育強 周峰 方娜 邱永生 陳俊呂 張偉 秦元霞 吳建濤 張垂明 劉壯 王勤南

摘要：[目的]研究不同溫度、時間和品種對甘蔗花穗溫水去雄效果的影響，探尋適宜的甘蔗雜交母本去雄方案，減少自交，提高甘蔗花穗雜交結實率。[方法]采用Lg（3*）正交表的設計方案進行三因素三水平的正交試驗。以ROC22、科5和桂糖02-619等3個多花粉的甘蔗品種為試材，分別將其花穗在48、50和52C溫水中浸泡3、5和7min。每處理6株（每株1個花穗），其中：3株自交，3株異交（人工授予新鮮的外源花粉）。統計分析自交出苗數和異交出苗數。[結果]ROC22、科5和桂糖02-619等3個品種均隨水溫增加、時間延長，其自交出苗數和異交出苗數都逐漸降低，假雜種比例呈現波動變化，50C、3min處理組合的假雜種比例最低（0.12）。方差分析結果表明，自交結實出苗數/異交結實出苗數（M值）可以作為溫水去雄效果的評定標準，M值越高，去雄效果越好。溫度和時間對M值均有顯著影響，品種間差異不顯著。[結論]甘蔗花穗去雄前先將小花穗枝條未展開和成熟（或即將成熟）的枝條剪去，置于50C溫水中浸泡3min后再進行雜交，可顯著提高甘蔗有性雜交的育種效率。

關鍵詞：甘蔗;花穗;正交試驗;溫水去雄;異交結實率

中圖分類號：S566.1

文獻標志碼：A

文章編號：1008-0384（2020）06-0591-07

0引言

[研究意義]甘蔗（Saccharumspp.）是無性繁殖作物，自從1887年荷蘭人Soitwedel偶然發現甘蔗可以開花結實萌發成苗后，世界各國才逐漸從事甘蔗有性雜交育種工作。目前，雜交育種是甘蔗種質創新和新品種選育的主要方法，主要是利用甘蔗有性雜交的雜種優勢。甘蔗為雌雄同花作物，雜交前必須去雄，但甘蔗花為頂生的大型圓錐花序，一個花穗上有小穗6000～18000個，小穗僅有1～2mm，難以人工去雄'一。溫水去雄法（溫湯殺雄法）一般在甘蔗花穗授粉的前一天下午進行，用50C溫水浸泡花穗5min左右即可達到殺雄目的，該方法操作簡單，僅需一臺恒溫水浴鍋，省時省力。甘蔗花穗利用溫水去雄技術可以極大提高殺雄效率。[前人研究進展]自1953年我國開展甘蔗有性雜交以來，極少對甘蔗母本采取去雄雜交，一直存在甘蔗有性雜交自交率高的問題，且僅靠農藝性狀無法判斷一個材料是自交種或者雜交種，選育種效率低。雌雄同花作物常用的花穗去雄方法有溫湯殺雄、徒手去雄以、化學法殺雄等。趙桂琴以草地早熟禾與扁稈早熟禾為試材，溫度從45～49C，浸泡時間從1～5min共設置25個溫湯去雄處理組合，結果表明：草地早熟禾溫湯去雄的最佳處理為47C、2min，扁稈早熟禾最佳處理為48C、1min和47C、3min。Machado等研究認為，大多數甘蔗品種花穗經50C溫水處理4min30s后，花粉活性基本全部失活，但相應的雌蕊柱頭也會受到傷害，導致種子發芽率普遍降低，但仍可保證甘蔗育種過程所需的種苗數量叫。Mukasa等采用42～44C溫水浸泡苦蕎麥花穗3～8min，經人工授粉，最后統計結實率顯示：44C處理3min效果最好，花穗結實率達到55.1%，其中成熟種子占到37.7%。Otsuka等研究認為，大葉相思樹花粉萌發率隨花朵浸泡水溫升高和時間延長快速降低，柱頭可授性也受到一定影響，但50C處理45s、54C處理15s、56C處理10s仍是一種有效的去雄技術！叫。耿雷躍等通過對10份水稻材料采用溫湯殺雄和剪穎殺雄效果比較發現，45C溫水中浸泡5min較剪穎殺雄雜交結實率更高，自交結實率更低，是相對高效的水稻殺雄方式叫。[本研究切入點]雖然決定甘蔗花穗雜交的異交率高低，花穗去雄是關鍵因素，但關于甘蔗花穗去雄的相關研究近20年內鮮有報道，僅本課題組成員在2016年做過相關研究，用50C溫水浸泡5min可達到一定去雄效果，但自交率仍達20%以上叫，沒有達到預期效果，需進一步篩選理想的處理溫度和時間組合。[擬解決的關鍵問題]本試驗在前期研究叫的基礎上，通過正交試驗探討不同處理溫度、時間和品種對甘蔗花穗去雄效果的影響，以期獲得最佳的甘蔗花穗溫水去雄方案，為提高甘蔗雜交育種效率提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

以海南甘蔗育種場親本中歷年來表現花粉量較多、且異交結實率較高的ROC22、科5和桂糖02-619等3個品種作為試驗材料。

1.2試驗方法

1.2.1花穗去雄前處理試驗于2016/2017和2017/2018兩個雜交季在海南甘蔗育種場進行，第1年通過正交試驗確定甘蔗花穗去雄最優處理組合，第2年對最優處理組合進行驗證。因甘蔗屬于高莖稈作物，在室外難以進行人工雜交操作，需通過將包莖砍回溫室內進行人工雜交。待甘蔗植株抽出小筆管狀花穗時，用高壓包莖誘導甘蔗節間生根（用濕潤的營養土包住甘蔗莖中間位置2個莖節間，營養土厚度lcm左右，保鮮薄膜包緊防止水分蒸發，7d內便可快速生根）試驗前ld，選取長勢一致、包莖長根，且第2d可開花的親本，在靠近發根底部的位置整齊砍斷，帶回溫室大棚養植于充氧的水槽中。翌日早晨8：00，剪去花穗上部1/3處及下部1/3處，僅留中間1/3處的花穗，以保證試驗材料的一致性。

1.2.2正交試驗設計采用Lg（3*）表進行三因素三水平正交試驗設計，研究溫度（A）、時間（B）、品種（c）3個因素對甘蔗花穗異交結實的影響。設計訪案見表1。

1.2.3花穗溫水去雄處理將水浴鍋溫度設定為48、50、52C等3個溫度，按照正交試驗設計的要求，將每個品種剪好的花穗分別在不同溫度的水.浴鍋中處理3、5、7min，每處理組合各6株，3株進行人工授粉，3株用于自交做對照。將經，上述處理后的甘蔗花穗分別放置到獨立的單元格中，以防止串粉，翌日起每天早晨觀察花穗開花動態。自開花之日起，每處理選取3株花穗，于上午8：00時進行人工授粉，ROC22、科5和桂糖02-619都授以外源ROC22的新鮮花粉，每日授粉1次，直至開花結束，經處理過的ROC22花穗授以外源ROC22新鮮花粉，為便于區分自交也統稱為異交。

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（責任編輯：楊小萍）

常海龍，郭育強，周峰，等.甘蔗花穗溫水去雄技術研究[J].福建農業學報，2020，35（6）：591-597