柯劍鴻， 焦大春， 周 見， 楊波華， 崔俊娟

（1.重慶市農(nóng)業(yè)科學院， 重慶 九龍坡401329；2.重慶市石柱土家族自治縣武陵山研究院， 重慶 石柱409100）

雜交育種是根據(jù)選育目標選擇雜交親本，經(jīng)人工雜交將雙親的基因重新組合到種子中，并對雜交后代進行篩選、鑒定，選育出優(yōu)良新品種的育種方法。親本的選配是雜交育種成敗的關鍵，因此，選用雙親基因型差異大、親緣關系遠、配合力強的親本進行雜交，充分應用雜種優(yōu)勢是增加育種概率的有效途徑；目前，雜交育種是主要的品種選育方法。

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是茄科茄屬的一年生草本植物，我國是世界上馬鈴薯第一生產(chǎn)國，但產(chǎn)量較低、優(yōu)良品種少，制約著我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，在我國培育出的300余個馬鈴薯品種中，大多數(shù)是通過雜交育種選育而成的；但由于雜交育種的低概率因素，導致雜交育種效率較低［1－3］，據(jù)統(tǒng)計，通過馬鈴薯雜交獲得實生種子，經(jīng)實生苗選育出1個新品種的幾率是二十萬分之一，而選育出1個重要品種的幾率是百萬分之一［4］。為選育出馬鈴薯新品種，必須收獲足夠的實生種子，在實生苗中篩選、鑒定出優(yōu)良性狀的新品種；然而，在馬鈴薯雜交育種工作中，經(jīng)常出現(xiàn)親本無花、花朵發(fā)育不良、雜交后落果等現(xiàn)象，據(jù)羅磊報道，馬鈴薯田間雜交坐果率只有2%左右，給育種工作帶來很大的困難［5］。因此，如何解決馬鈴薯雜交坐果率低、提高育種效率等問題，是馬鈴薯育種工作者研究的重點。

1 有性雜交坐果率低的主要原因

1.1 親本自身的遺傳因素

馬鈴薯在長期無性繁殖過程中，其有性繁殖機能不斷退化，導致親本材料不能正常形成花蕾、早期落蕾落花、雌蕊和雄蕊發(fā)育不良而不能進行有效雜交，主要分為以下4種情況。

1）落蕾落花。采用無性繁殖方式在田間種植親本材料，病毒在塊莖內(nèi)逐代積累，病毒系統(tǒng)浸染至植株各個器官，使馬鈴薯植株不能形成花蕾、花期短、落蕾落花嚴重、雜交坐果率低［6］。

2）花器官發(fā)育不完全。有些親本材料的花器官發(fā)育不完全，需外源刺激才能完成開花過程，如采取增加光照、噴施激素等措施刺激親本開花；深眼窩品種，植株現(xiàn)蕾后如不及時噴“920”刺激花蕾，不但不開花，反而花蕾會在短時間內(nèi)脫落。

3）花粉無活力。部分馬鈴薯親本的花器官構造正常，但雄蕊花藥粉囊頂孔不產(chǎn)生或產(chǎn)生少量花粉，經(jīng)檢測其花粉活力很低，而不能作為雜交父本，如東農(nóng)303為雄性不育類型、麗薯200202的花粉活力低于10%［7－8］。

4）雌蕊發(fā)育不良。在雜交過程中，雌蕊柱頭不分泌粘液或畸形，花粉不能附著完成受精，而導致雜交不成功，如克新1號雌雄蕊均不育。

1.2 環(huán)境因素

1）溫度和濕度。馬鈴薯性喜冷涼，12℃時能形成花芽但不開花，在現(xiàn)蕾期和開花期時，植株需水量是整個生育的1／3，若遇干旱天氣或持續(xù)25℃以上氣溫，不但影響花粉母細胞的正常減數(shù)分裂，而且易使花蕾脫落、花期縮短［9－10］。

2）光照。馬鈴薯屬長日照作物，充足的光照能有效地促進花蕾分化與形成，而對于花期短、開花少的早熟品種，光照的影響更為明顯。

3）栽培區(qū)域不適宜。種植區(qū)域變化導致親本出現(xiàn)不開花或花期縮短、不結實等現(xiàn)象，如重慶市農(nóng)科院種植的馬鈴薯品種“2015051043”，在重慶種植時不開花，而在云南種植時花期長、花粉量大、坐果率高。

1.3 人為因素

1）花期不遇。由于馬鈴薯雜交親本的生育期各不相同，很難使得各親本材料在同一時期內(nèi)開花，致使親本花期不遇，即不能進行有效雜交。

2）施肥不當。馬鈴薯的開花結實期，處于營養(yǎng)生長和生殖生長的競爭階段，若植株沒有充足的養(yǎng)分，容易造成植株生長旺盛期脫肥，最終由于無法滿足塊莖對營養(yǎng)需求而出現(xiàn)落蕾落花、花期縮短、落果等現(xiàn)象，導致不能有效開展馬鈴薯雜交工作。

2 提高雜交坐果率的方法

鑒于以上原因，必須采取針對性的措施，促進馬鈴薯開花結實和加快馬鈴薯新品種選育進程，以達到育種目標；選擇雜交親本和掌握授粉時間是提高馬鈴薯雜交坐果率的主要措施。

2.1 加強開花授粉期管理

由于馬鈴薯開花結實期正處于塊莖快速膨大期，在晝夜溫差大的種植區(qū)域，花蕾、花、漿果對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭能力明顯弱于塊莖；因此，可在此期間施加水肥，補充整個植株對養(yǎng)分的需求；或采取摘除正在膨大的塊莖和匍匐莖等方法抑制營養(yǎng)物質(zhì)向塊莖運輸，促進養(yǎng)分集中到植株地上部分，從而有效促進植株開花坐果。同時做好鋤草、病蟲害防治、灌溉排水等田間管理工作。

2.2 雜交親本的選擇

在西南單雙季混作區(qū)，應以選育抗晚疫病、抗青枯病、高產(chǎn)、高商品率、色香食味好的食用型和加工型馬鈴薯品種為目標［11－12］；根據(jù)各品種的生長特性，選取適宜親本，分期播種脫毒種薯，以達到花期相遇的目的，以高抗晚疫病、抗青枯病、健壯植株作為雜交親本，開展不同組合雜交育種工作。

2.3 授粉方法的優(yōu)化

2.3.1 完善雜交技術

選取發(fā)育良好的母本花序，去除幼蕾和已開放的花朵，每個花序留下2～4朵即將開放或次日開放的花朵，去雄后立即授粉；授粉時將花粉抖落在指甲上，輕柔地涂于母本柱頭上，在花柄處掛上標記吊牌。授粉后1周，即可檢查雜交坐果情況，凡出現(xiàn)花冠脫落、子房膨大、花梗彎曲現(xiàn)象，則表明雜交成功；未受精的柱頭則在花梗處產(chǎn)生離層，整個花朵脫落。

2.3.2 選擇成熟親本

一般來說，馬鈴薯花粉活力在花朵開放后1d最強，因此，在授粉前1d采集剛開放（無露、水花瓣蓬松、花瓣展開、花藥呈橙黃色、23℃以下）的父本花朵，于避光、陰涼處干燥保存，授粉前通過顯微鏡觀察花粉是否具有活力。雌蕊柱頭一般在開花后2d內(nèi)成熟，成熟時為淺綠色、有光澤、分泌黏性液體（用手指觸摸時有黏性），這種黏性液體可附著花粉，完成雜交受精。

2.3.3 選擇授粉時間

馬鈴薯雜交最適宜授粉溫度為18～23℃，濕度80%～90%，溫度高于26℃則花粉失去活性，雜交不易坐果；選擇在西南地區(qū)的春季和秋季、氣溫20℃左右的地區(qū)或溫室，在晴天10：00時前、18：00時后，陰天全天、雨后進行授粉；如在溫室、大棚進行，可通過調(diào)節(jié)溫度、濕度和光照等條件，促進親本花朵成熟，或噴施30～50mg／L赤霉素（GA3）溶液刺激花朵開放。

2.3.4 優(yōu)化雜交方法

由于馬鈴薯花朵較小，在授粉過程中應小心操作，為提高雜交坐果率，授粉過程應全程戴手套、口罩，以防止花粉混亂；去雄（特別是授粉）時，不能損傷柱頭，授粉時柱頭輕柔觸及花粉即可；多次授粉（間隔8～12h）可顯著提高雜交坐果率和漿果中的坐果粒數(shù)；在雨天套硫酸紙袋，防止雨水沖刷柱頭；在花梗處涂抹0.1%～0.2%奈乙酸溶液，可防止落花落果。

3 展 望

3.1 加強種質(zhì)資源搜集和發(fā)掘

作物種質(zhì)資源又稱品種資源、遺傳資源或基因資源，是生物資源的重要組成部分，是培育優(yōu)良品種的物質(zhì)基礎［13－14］。近年來，由于人為選擇因素和生態(tài)環(huán)境變化，馬鈴薯野生種和老品種不斷被淘汰、消失，致使馬鈴薯遺傳基礎越來越狹窄；為加快馬鈴薯育種進程，應進一步搜集和鑒定馬鈴薯種質(zhì)資源，并對這些品種的品質(zhì)、產(chǎn)量、抗病蟲性和抗逆性進行發(fā)掘分析，為馬鈴薯選配親本提供特征明確的優(yōu)良種質(zhì)資源。

3.2 加強傳統(tǒng)育種和生物技術有機結合

生物技術的優(yōu)勢在于可以通過對植物目標特征進行定向選擇，能夠在相對短的時間內(nèi)培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗性的優(yōu)良品種，為育種工作提供新途徑［15］。在馬鈴薯育種工作中，應加大馬鈴薯遺傳改良理論與技術研究力度，同時，根據(jù)育種目標有針對性地采用細胞工程技術、基因工程技術和分子標記輔助育種等現(xiàn)代生物技術和傳統(tǒng)育種相結合的育種手段，培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的專用型新品種。

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［1］陳亞蘭，陳鑫主編.馬鈴薯遺傳育種技術［M］.武漢：武漢大學出版社，2015：158－167.

［2］屈冬玉，謝開云，金黎平，等.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展與食物安全［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2005，38（2）：358－362.

［3］謝從華.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.華中農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學版），2012（1）：1－4.

［4］隋啟君.中國馬鈴薯育種對策淺見［J］.中國馬鈴薯，2001，15（5）：259－264.

［5］羅磊.定西市馬鈴薯雜交坐果率的提高措施和高效雜交方法［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（23）：109－110.

［6］李成軍，張生.克山馬鈴薯研究所雜交育種的障礙及解決途徑［J］.馬鈴薯雜志，1997，11（3）：160－163.

［7］程群，吳承金，戴清堂，等.馬鈴薯花粉生活力檢測方法的比較［J］.中國馬鈴薯，2008，22（3）：161－164.

［8］李飛，李標，孫偉，等.馬鈴薯親本的花粉活力研究初報［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2009，37（12）：47－48.

［9］王淑菊，秦昕，石瑛.馬鈴薯開花和雜交坐果的理論以及氣霧栽培法促進開花坐果的可行性［J］.中國馬鈴薯，2005，19（2）：113－115.

［10］張艷萍.影響馬鈴薯雜交結實率的原因及應對措施［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（11）：100－101.

［11］徐成勇.四川省馬鈴薯雜交育種的障礙及解決途徑［J］.中國園藝文摘，2013（1）：35－38.

［12］白建明，姚春光，隋啟君，等.云南省馬鈴薯育種體系育成馬鈴薯新品種的親本分析［M］／／屈冬玉，陳伊里.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與中國式主食.哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2016.

［13］何學功，于光軍，常桂先.我國馬鈴薯種業(yè)發(fā)展亟待解決的問題［J］.中國種業(yè)，2013（2）：9－13.

［14］金黎平，屈冬玉，謝開云，等.我國馬鈴薯種質(zhì)資源和育種技術研究進展［J］.種子，2003，22（5）：98－100.

［15］周真珍，徐明，李力.馬鈴薯分子抗性育種研究進展［J］.作物學報，2015，29（5）：550－554.