賈 平,唐紅燕,李 倩,許麗萍,張建珠
(普洱市林業(yè)科學(xué)研究所,云南 普洱 665099)
航天育種也稱空間技術(shù)育種或太空育種,是指利用返回式航天器和高空氣球等所能達(dá)到的空間環(huán)境對(duì)植物的誘變作用以產(chǎn)生有益變異,在地面選育新種質(zhì)、新材料,培育新品種的育種新技術(shù)。
1987年以來,在國(guó)家“863”計(jì)劃的資助下,我國(guó)23個(gè)省、市的70多家科研單位參加了多學(xué)科的研究,先后十多次利用返回式衛(wèi)星搭載了水稻、小麥、大麥、蘿卜、茄子、谷子、百合、青椒、花生、牧草等幾十種植物的500多個(gè)品種進(jìn)行航天試驗(yàn)。還通過衛(wèi)星搭載了蘭花、歐洲樹莓、美國(guó)加州無核提子、美國(guó)紅櫨等植物的試管苗。返回地面的誘變材料經(jīng)多年的地面選育,已培育出水稻、小麥、青椒、番茄、蓮子等作物的新品種。
航天育種技術(shù)目前在林業(yè)上尚屬空白,因此具有十分廣闊的應(yīng)用前景,思茅松航天育種將是思茅松林木繁育的新突破。將思茅松種子送入太空,通過太空環(huán)境對(duì)種子產(chǎn)生誘變作用,能夠使其優(yōu)良材性保持不變而生長(zhǎng)量大大提高,達(dá)到家具、建筑裝飾、工藝雕刻等對(duì)木材材性的要求,從而大大提高思茅松的有效利用。
本文通過研究思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗期的生長(zhǎng)節(jié)律,能為思茅松種植提供適應(yīng)性、抗逆性的依據(jù),同時(shí)也可為樹木遺傳改良提供參考。
思茅松太空誘變種子及同批未誘變種子來源于景谷縣思茅松種子園,商品種來自思茅區(qū)龍?zhí)多l(xiāng)萬掌山林場(chǎng)采種基地,雜交種來自鎮(zhèn)沅縣大餅洲種子園。
試驗(yàn)地位于普洱市林科所苗圃內(nèi)。海拔1200m,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,干濕季分明,11月至次年4月為干季,5-10月為雨季。年溫差小,日溫差大。冬春季多霧,平均每年霧日為138 d。年降水量1403.4 mm,年平均相對(duì)濕度81%,年蒸發(fā)量1036.7mm。土壤類型為紅壤,呈酸性,PH值4.6~6.3。
2012年6月16日神舟九號(hào)搭載10g思茅松種子509顆成功飛天,2012年8月17日進(jìn)行思茅松太空誘變種子及其對(duì)照(同批未誘變種子、商品種、雜交種)育種試驗(yàn)。
播種兩個(gè)月后,每月定期對(duì)思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗進(jìn)行生長(zhǎng)量測(cè)定,至2013年4月止。采集的數(shù)據(jù)用EXCEL進(jìn)行分析。
不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗高及苗高凈生長(zhǎng)量如圖1、圖2所示。
圖1 不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗高
圖2 不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗高凈生長(zhǎng)量
在苗高生長(zhǎng)中,思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種生長(zhǎng)節(jié)律基本相似,其生長(zhǎng)進(jìn)程均具有明顯的階段性。由圖1、圖2可知,思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種在苗期的苗高生長(zhǎng)出現(xiàn)了兩個(gè)高峰期:第1個(gè)高峰期出現(xiàn)在10月底-11月初。第2個(gè)高峰期思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種之間有所差異,太空誘變種及同批未誘變種第2個(gè)高峰期出現(xiàn)在2月以后,圖1顯示2月下旬后太空誘變種及同批未誘變種苗高生長(zhǎng)呈直線上升;雜交種和商品種第2個(gè)生長(zhǎng)高峰期則出現(xiàn)在3月中旬-4月中旬。由此可見,太空誘變種及同批未誘變種比商品種及雜交種提前1個(gè)月左右進(jìn)入生長(zhǎng)高峰期。但是太空誘變種相較于同批未誘變種沒有明顯差異。
商品種在生長(zhǎng)初期生長(zhǎng)量和太空誘變種、同批未誘變種、雜交種無差異,生長(zhǎng)曲線一致,但在1月以后生長(zhǎng)量明顯低于其他3種;太空誘變種苗高生長(zhǎng)量略低于同批未誘變種。
不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種地徑及地徑凈生長(zhǎng)量如圖3、圖4所示。
圖3 不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種地徑
圖4 不同日期測(cè)定的思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種地徑凈生長(zhǎng)量
由圖3、圖4可知,思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種的地徑生長(zhǎng)出現(xiàn)1個(gè)高峰期。與苗高生長(zhǎng)不同的是,思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種地徑生長(zhǎng)高峰期的出現(xiàn)日期基本一致,均在2月中旬~3月中旬。
太空誘變種及同批未誘變種生長(zhǎng)曲線相似,太空誘變種地徑生長(zhǎng)量略高于同批未誘變種;雜交種地徑相比其他生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯;商品種地徑生長(zhǎng)量明顯低于其他。
通過對(duì)思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗期生長(zhǎng)節(jié)律進(jìn)行觀測(cè),結(jié)果表明:思茅松苗期的苗高、地徑生長(zhǎng)具有明顯的階段性,大致可劃分為4個(gè)階段:出苗期(9月15日之前)、生長(zhǎng)前期(苗高9月15日—2月22日,地徑9月15日—1月18日)、速生期(苗高2月22日—4月22日,地徑1月18日—3月21日)和生長(zhǎng)后期(苗高4月22日之后、地徑3月21日之后)。這一結(jié)果與試驗(yàn)地的氣候情況相對(duì)應(yīng),普洱市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,進(jìn)入2月份后氣溫逐漸升高,苗木生長(zhǎng)開始有所加快,5月份后雨量激增,進(jìn)入雨季,一直持續(xù)到9月,這種條件有利于苗木的穩(wěn)定生長(zhǎng);進(jìn)入10月份之后,降雨量減少,苗木的生長(zhǎng)相較于雨季有所減緩,但在10月份左右普洱氣候變得溫暖干燥,思茅松又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)生長(zhǎng)小高峰。
思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種各生長(zhǎng)階段的起始期和速生期持續(xù)時(shí)間有所不同。其中,太空誘變種和同批未誘變種苗高生長(zhǎng)表現(xiàn)較商品種、雜交種要好,其苗高的速生期較長(zhǎng),速生期內(nèi)生長(zhǎng)量明顯大于商品種、雜交種,且總的生長(zhǎng)量較大;地徑方面,雜交種始終表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì),相較于太空誘變種、商品種、雜交種地徑生長(zhǎng)量一直處于領(lǐng)先;商品種苗高、地徑生長(zhǎng)量均低于其他。
通過對(duì)思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗期生長(zhǎng)節(jié)律的觀測(cè),發(fā)現(xiàn)太空誘變種的苗期苗高生長(zhǎng)優(yōu)于其他,地徑生長(zhǎng)則未表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。
目前,林木航天育種工作的開展才剛剛起步,其發(fā)展具有巨大的空間。本文通過對(duì)思茅松太空誘變種、同批未誘變種、商品種、雜交種苗期生長(zhǎng)節(jié)律的觀測(cè),初步弄清了太空誘變種在苗期的生長(zhǎng)規(guī)律及變異情況,下一步工作將開展思茅松太空種采穗圃的營(yíng)建、扦插苗的培育及扦插苗造林工作,進(jìn)一步探索思茅松太空誘變種的生長(zhǎng)規(guī)律及生長(zhǎng)變異情況,從而為提高思茅松產(chǎn)品品質(zhì)找到新的路徑。該項(xiàng)工作對(duì)于推動(dòng)普洱綠色產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新體系建設(shè)將起到積極作用,為普洱林農(nóng)增收開創(chuàng)新的道路。
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