車晉葉,曲 亮,李 莓,王同華 ,陳衛(wèi)江
(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海 西寧 810016;2.湖南省作物研究所,湖南 長沙 410125)
在農(nóng)作物雜交制種過程中,常會遇到父母本花期不遇的問題。油菜雖屬花期較長的作物,從始花至終花可持續(xù)25 d左右,制種時對父母本花期的要求不像水稻、玉米等作物那樣嚴(yán)格,但如父母本花期相差過大,同樣會影響到制種的產(chǎn)量與質(zhì)量。油菜雜交制種的花期相遇性,無論是父本早于母本,還是母本早于父本,均不利于制種生產(chǎn),尤其是現(xiàn)階段,廣泛用于雜交油菜制種的細胞質(zhì)雄性不育系易受低溫影響產(chǎn)生微量花粉,在沒有足量父本花粉的競爭壓力下,微量花粉自交結(jié)實將嚴(yán)重影響雜交種純度[1]。因此,對油菜雜交制種來說,理想的花期相遇條件是父本較母本提前1~2 d開花,且略遲于母本終花,由此可保證母本在整個花期的可授粉性。由于油菜苔期再生性極強[2],生產(chǎn)上常采用摘苔來調(diào)整花期相遇性,這樣可大大緩解父母本在花期時序上存在的差異,從而為雜交制種提供生產(chǎn)保證。本研究對摘苔調(diào)節(jié)花期的類型與方式進行了初步研究,以期為大面積油菜安全制種提供生產(chǎn)依據(jù)。
供試材料選自3個Pol-CMS雜交組合,分別為20A×SC4、5A×SC4和19A×SC4,包含恢復(fù)系一份(SC4),不育系3份(20A、5A、19A)。在生育期性狀上,其父、母開花時間具有明顯的代表性,恢復(fù)系SC4與19A均為中熟類型;二者的花期基本同步,不育系20A為偏早熟類型,花期比恢復(fù)系SC4約早7 d;不育系5A為偏晚熟類型,花期比恢復(fù)系SC4約遲7 d。以上材料均由湖南省作物研究所提供。
試驗采用對比分析法,將每一組合種植在同一環(huán)境中,通過父本或母本單摘苔,父、母本同摘苔和不摘苔3種方式對雜交制種的效果進行比較。摘苔時期以父、母本任一親本生長至苔高約50 cm時進行,摘苔深度選擇 0、5、10、15 cm4種處理。每個組合種4個小區(qū),三個組合共計12個小區(qū)。小區(qū)面積20 m2(寬1 m、長20 m),每小區(qū)60行,每行4株,父、母本行比為2∶2??疾樾誀钪饕姓ㄆ谧兓⒅品N純度和制種產(chǎn)量的影響等。
試驗在湖南省作物研究所繁殖大棚試驗地進行,前作為水稻,地力中等。每個組合種植在一個大棚中,共計3個大棚。試驗材料統(tǒng)一于2008年9月26日播種育苗,2008年10月28日移栽。在油菜初花前,每小區(qū)套紗網(wǎng)隔離防止外源花粉串粉,紗網(wǎng)內(nèi)放養(yǎng)少量蜜蜂授粉。母本終花后割除父本,分小區(qū)實行單收、單曬、單獨稱重。當(dāng)年即取收獲的種子樣品在青海省農(nóng)科院試驗田進行田間純度鑒定。
20 A×SC4為母本偏早型雜交組合。不育系初花期為3月1日,恢復(fù)系初花期為3月9日,不育系初花期比恢復(fù)系提早8 d,隨著不同的摘苔處理,不育系初花期可延遲3~13 d(表1)。由此說明,摘苔可有效調(diào)節(jié)不育系開花時期,達到與恢復(fù)系同步開花的效果。分析不同摘苔深度對延遲花期的影響程度可見,摘苔10、15 cm效果較為明顯,不育系初花期分別延遲到3月10日、3月14日,比恢復(fù)系遲1、5 d,均能使父、母本制種花期吻合,摘苔5 cm的處理雖可推遲初花期3 d,但仍比恢復(fù)系早5 d。
表1 不同摘苔處理對雜交組合20A×SC4花期、產(chǎn)量及純度的影響
分析不同摘苔處理對制種產(chǎn)量的影響可以發(fā)現(xiàn)(表1),制種產(chǎn)量隨著母本摘苔深度的增加而逐漸遞減,對不育系5、10、15 cm的摘苔處理,其制種產(chǎn)量分別比對照減少1.9%、9.4%、25.5%。這表明,摘苔5 cm對產(chǎn)量影響不大,摘苔15 cm以上則產(chǎn)量明顯下降。但制種純度則隨母本摘苔深度的增加而顯著遞增,同樣在對不育系5、10、15 cm的摘苔處理的條件下,制種純度依次由對照的66.1%提高至73.8%、96.7%、97.1%。這說明對熟期偏早的細胞質(zhì)雄性不育系,摘苔對保證制種質(zhì)量至關(guān)重要。綜合上述試驗結(jié)果,本組合以母本摘苔10 cm處理最為適宜,既達到與恢復(fù)系花期相配的要求,又減輕了不育系微粉對純度的影響,對制種產(chǎn)量的影響也不明顯。
5 A×SC4屬于父本花期偏早的雜交組合,恢復(fù)系3月9日初花,不育系3月16日初花,恢復(fù)系初花期比不育系早7 d?;謴?fù)系經(jīng)不同深度摘苔處理后,初花期延遲了4~11 d(表2),其中以摘苔10 cm效果最為明顯,其初花期延遲至3月16日,與不育系初花期同步;終花期則延遲至4月7日,比不育系終花期延遲了1 d,整個花期相遇較為理想。摘苔5 cm的處理雖然能使恢復(fù)系初花期延遲3 d,但終花期比不育系仍提前6 d,不能保證后期的花粉量;摘苔15 cm則使初花期延遲了11 d,比不育系延遲了4 d,造成父母本初花期不遇。
表2 不同摘苔處理對雜交組合5A×SC4花期、產(chǎn)量及純度的影響
分析不同摘苔處理對制種產(chǎn)量影響發(fā)現(xiàn),不同的摘苔處理對產(chǎn)量的影響各不相同,對恢復(fù)系5、10、15 cm的摘苔處理,其制種產(chǎn)量分別比對照增產(chǎn)8.8%、20.5%、10.4%,其中以摘苔10 cm的處理花期相遇最好,產(chǎn)量最高,比對照增產(chǎn)20.5%。這說明對于父本偏早的雜交組合,適當(dāng)延遲父本花期,使之與母本花期相遇可有效提高制種產(chǎn)量。另外,各處理對該組合制種的純度幾乎沒有影響,其純度分別為95.6%、95.8%、96.2%、96.3%。原因是不育系開花較遲,初花期未受低溫影響,不育系完全依賴恢復(fù)系花粉授粉結(jié)實,因此恢復(fù)系摘苔處理對制種純度影響不大。綜合以上結(jié)果,該組合以父本摘苔10 cm處理最為適宜,能夠較好地達到與不育系花期相遇的要求,從而有效地提高制種產(chǎn)量。
19 A×SC4父母本花期基本同步,恢復(fù)系和不育系分別于3月9日、10日初花;4月4日、4月2日終花。經(jīng)同步摘苔5~15 cm處理后,恢復(fù)系初花期延遲4~11 d,不育系初花期延遲3~10 d(表3),3個處理均能使恢復(fù)系和不育系花期較好的相遇。說明對于父母本花期同步的雜交組合,同步摘苔可有效延遲花期而不影響其花期相遇性。
表3 不同摘苔處理對雜交組合19A×SC4花期、產(chǎn)量及純度的影響
該組合經(jīng)同步摘苔5、10、15 cm處理后,種子純度分別達到94.9%、95.1%、96.2%,均明顯高于對照(85.5%),說明對于父母本同步的雜交組合,適當(dāng)延遲花期可有效提高制種純度。另一方面,3個處理的制種產(chǎn)量分別比對照減產(chǎn)1.3%、12.3%、19.9%,表明摘苔深度的增加會減少制種產(chǎn)量。因此,對于父母本花期同步的雜交組合,應(yīng)選擇合適的摘苔深度以兼顧制種純度和產(chǎn)量。本試驗該組合以父母本同步摘苔5 cm最為適宜,既能保證制種純度,又能兼顧制種產(chǎn)量。
油菜親本花期不遇及不育系微粉問題是造成雜交油菜制種產(chǎn)量和純度下降的主要因素。關(guān)于采用摘苔來延緩油菜花期的問題,前人已做過一些研究。高維潔等[3]研究表明,株高50~70 cm時,摘苔12 cm左右,既能夠達到推遲開花時間的目的,又能使植株后期具有較好的經(jīng)濟性狀,可以提高制種的產(chǎn)量和質(zhì)量。鑒于目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的波里馬細胞質(zhì)雄性不育系遇低溫會產(chǎn)生微粉,彭武生等[4]采用摘苔方式將不育系初花期推遲9~17 d,有效降低了微粉花率。本試驗從花期的相遇性以及對微量花粉的控制兩個方面進行了研究,進一步探明了摘苔在油菜雜交制種的作用。在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)父母本的發(fā)育特點及母本不育性的表現(xiàn),確定適宜的摘苔深度。
近年,國內(nèi)常采用化學(xué)殺雄方式來解決油菜雜交制種中的微粉問題,并取得了較好的效果。但化學(xué)殺雄的用藥量與母本特性、氣候因素、土壤肥力、噴藥技能等諸多因素有關(guān),操作不當(dāng)易產(chǎn)生藥害,從而影響制種產(chǎn)量[5]。而摘苔處理具有操作簡單、效果明顯等優(yōu)點,在化學(xué)殺雄技術(shù)尚未完善的情況下,采用摘苔方式調(diào)節(jié)花期仍是一條較理想的途徑。
[1]陳衛(wèi)江,李 莓,易冬蓮.油菜胞質(zhì)雄性不育系微粉結(jié)實性對雜種純度及其產(chǎn)量的影響[J].作物研究,2002,(3):116-117.
[2]莫鑒國,李萬渠,王繼勝,等.去葉、摘苔和施氮量對甘藍型油菜收獲物的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,1992,5(2):110-112.
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[4]彭武生,卓宇紅.摘苔對延緩甘藍型油菜細胞質(zhì)雄性不育系花期和控制微量花粉效應(yīng)的研究 [J].作物研究,作物研究,1993,7(3):17-20.
[5]付云龍,戚永明,趙漢紅.化學(xué)殺雄劑對油菜三系雜交制種母本微粉控制試驗簡報[J].種子,2003,(1):73.