邱東萍，丁 鴻，黃完基

（1.揭陽職業(yè)技術學院，廣東 揭陽 522000；2.江西農業(yè)大學，江西 南昌 330045）

柱頭外露棉是從海島棉（Gossypoum barbadense）和陸地棉（G.hirsutum）雜交的后代中鑒定出的一種突變性狀[1-3]。我國從上世紀80年代開始，先后從海島棉與陸地棉或陸地棉與海島棉的雜種中發(fā)現(xiàn)了柱頭外露性狀的變異體[4-6]。柱頭外露棉農藝形態(tài)與常規(guī)品種沒有明顯差別，其花器形態(tài)特異，與常規(guī)棉花器相比，雌蕊的花柱異長。多年來，眾多科學家曾對棉花柱頭外露性狀的種質進行過植株農藝性狀、花器形態(tài)、發(fā)育特性，產量和纖維品質，柱頭外露性狀轉育等生物學特性的研究[7-8]，并取得了令人鼓舞的成果。

黃完基等[9]在對柱頭外露株幾十個形態(tài)特征和生物學特性進行觀察比較后指出，柱頭外露性狀的棉株形態(tài)和農藝性狀表現(xiàn)出遠緣雜種后代的多樣性。值得指出的是種質資源的株高和葉形具有兩大類：種質的株高有矮稈和中稈兩大類型；種質的葉形有雞腳葉和掌狀葉兩大類型。這為今后利用提供了豐富的材料。但是，對于柱頭外露棉花器形態(tài)特征與育性的關系如何，尚未有人研究過。本試驗以柱頭外露棉為材料，考察花器形態(tài)特征與育性的關系，并且對柱頭外露棉的育性進行分類。

1 材料與方法

1.1 材料

柱頭外露棉種質材料 7 份（Ys1、Ys3、Ys4、Ys5、Ys6、Ys8、Ys18），第一輪雜交轉育的柱頭外露系15份，第二輪雜交轉育的柱頭外露系15份。

1.2 方法

1.2.1 花器形態(tài)觀察 在大田大量開花期，對柱頭外露棉大量的花器形態(tài)進行觀測，研究觀察包括雌蕊、雄蕊外表形態(tài)和不同花柱長與花器官長度的關系等3個因子。雌蕊：主要考察柱頭外露長度、雌蕊外露形態(tài)等；雄蕊：觀測花藥數(shù)目和外表形態(tài)、花粉粒形態(tài)、花藥中花粉量多少等；不同柱長類型對花器官長度的影響：取各材料當日花20朵，測量出自然狀態(tài)下柱頭外露花藥簇上的長度、苞葉齒數(shù)、油腺數(shù)、雌蕊長、花柄長、花瓣長、花瓣寬、花柱長、柱頭長度、花藥數(shù)、子房直徑等11項內容。

1.2.2 育性研究 在觀察花器形態(tài)的同時對柱頭外露棉雌蕊和雄蕊的育性進行研究，主要有雌蕊育性、雄蕊育性和花器不良性狀3方面的內容。雌蕊育性：觀察蜜腺是否退化；雄蕊育性：考察花藥的外表形態(tài)、能否正常開裂、花藥顏色和花粉量；花器有無不良性狀：觀察花藥是否出現(xiàn)黃化、變黑、變紅或脫落、花冠是否偏小、雌蕊是否卷曲、柱頭是否變黑壞死、蜜腺是否缺失等。

1.2.3 育性的劃分 確定花蕾3個主要階段歷經時間和花蕾大小。具體方法是蕾期對幼小花蕾掛牌，每天觀察并記錄時間和花蕾大小，根據(jù)花器形態(tài)觀察結果，將柱頭外露棉柱長劃分成兩大類型，并將育性劃分成幾個等級。

2 結果與分析

對柱頭外露棉的花器形態(tài)和育性進行大量觀測的結果表明：柱頭外露棉的花器存在著多種形態(tài)和育性程度的變異。

2.1 柱頭外露棉的花器形態(tài)考察

雌蕊按柱頭長度可分成長柱（≥8 mm）和短柱（＜8 mm）兩大類，按外露形態(tài)可分成細柱形、粗柱形、棒錘形、分杈形和彎鉤形。雄蕊的花藥數(shù)目最多達126.5個，最少僅87個，平均為105.4個；第一次雜交轉育后代花藥平均為108.5個，第二次雜交轉育后代花藥平均為104.4個（常規(guī)棉花藥數(shù)目平均為95.3個）。從以上數(shù)據(jù)可以看出，柱頭外露棉種質及雜交后代的花藥數(shù)目都比對照要高。柱頭外露棉腎形花藥有腹部兩端彎曲等長、不等長和腹部不內凹彎曲、微彎曲4種類型。

2.2 柱頭外露棉雌雄蕊育性考察

雌性育性：苞葉上油腺量（個/cm2）為31.6，第一次雜交轉育種有23.7，第二次雜交轉育種有25（對照為26）。這表明柱頭外露棉苞葉上油腺量會隨著雜交轉育而有所退化。另外，蜜腺量和油腺量一樣也有此趨勢。雄性育性：下部花藥散粉正常，量多，中部花藥散粉量較少，上部花藥散粉少，人工刺破花藥，有粉散出?；ㄆ鞑涣夹誀睿簲∷?、小花冠和雌蕊畸形。調查中發(fā)現(xiàn)，柱頭外露棉無論是種質還是雜交種都有敗藥現(xiàn)象，即上部花藥都有不同程度的壞死，表現(xiàn)形式為花藥上有紅點、黑點或者霉爛；小花冠即花瓣長×寬僅29 mm×22 mm，花冠開張度小；雌蕊畸形是指花柱彎曲或呈螺旋狀，甚至卷曲在花絲中不能伸出。

2.3 柱頭外露棉柱長和育性類型的劃分

根據(jù)柱頭外露長度將柱頭外露棉劃分成長柱和短柱兩大類型，再結合雌雄蕊育性劃分出可育、半可育、敗育和不育四大類型。

對柱頭外露棉不同類型花柱的花粉育性調查結果見表1。此外，在大田調查中，發(fā)現(xiàn)一株完全不可育株，因其習性與棉花雄性不育（male sterility）株相似，暫定為柱頭外露棉雄性不育株。所謂雄性不育是指由于遺傳或生理的原因所造成的花粉敗育。其主要特征是雄蕊發(fā)育不正常，不能產生有功能的花粉，但它的雌蕊發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y實。與正常株相比，其株型、葉型皆無明顯差異，一般其花冠偏小，花絲短而少，花粉畸形，無生活力（見表2和表3）。而柱頭外露棉雄性不育株其株型矮小，株高僅92 cm（8月25日測量未打頂株）。從表2和表3中可以看出，柱頭外露棉雄性不育株植株矮小，但其花器的子房偏大，花柱拉長，花瓣大，呈黃色或淺黃色，花藥數(shù)多，但花粉粒極小且畸形，TTC不染色，苞葉上油腺有所退化但蜜腺數(shù)有所增加。這些形態(tài)特征表明，柱頭外露棉花大且色較艷，雄蕊發(fā)育不正常，但雌蕊比常規(guī)棉品種還要好，而且蜜腺有所增加，這都有利于柱頭外露棉雄性不育株接受外源花粉而進行雜交制種。

表1 柱頭外露棉不同柱長花藥和花粉形態(tài)特征育性分化

表2 柱頭外露棉不育株和常規(guī)棉泗棉3號花器性狀比較

表3 柱頭外露棉不育株和常規(guī)棉泗棉3號花藥與花粉比較

3 結論

試驗研究結果表明，柱頭外露棉花器形態(tài)特征多樣。雌蕊外露長度可分長柱和短柱兩大類，外露長度與花柄、雌蕊、花柱三因子有極顯著正相關，且柱頭外露形態(tài)有細柱形、粗柱形、分杈形、卷曲或螺旋形和彎鉤形等。雄蕊花藥數(shù)目多，腎形花藥形態(tài)有腹部兩端彎曲不等長、等長、兩端不彎曲等幾種形態(tài)；雄蕊群中以下部花藥散粉為最好，上部花藥散粉量少，且有不同程度的壞死、霉變等。根據(jù)柱頭外露棉育性不在同一水平上的特征，將育性劃分為可育型、半可育型、敗育型和不育型四大類型。

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