葉春玲
導(dǎo)讀:具有自交不親和性的十字花科蔬菜育種材料,在自交留種時,須采用人工蕾期授粉的方法。通過多年的田間工作經(jīng)驗,總結(jié)了授粉過程中在剝蕾、授粉、防止花粉污染等方面需要注意的技術(shù)要點,并進(jìn)行了詳細(xì)說明。
剝蕾授粉-1
剝蕾授粉-2
自交不親和是指開花植物雖然能在同一時期產(chǎn)生正常的花粉和雌蕊,但當(dāng)一朵花的花粉成熟后落到同一朵花的柱頭上時,由于柱頭上乳突細(xì)胞的角質(zhì)膜外覆蓋著一層蛋白質(zhì)薄膜,能對自身和非自身花粉進(jìn)行有效識別,使自花花粉不能在本朵花柱頭上萌發(fā),從而不能完成受精形成種子的現(xiàn)象[1]。十字花科蔬菜中普遍存在自交不親和現(xiàn)象,因此目前我國十字花科蔬菜育種中,利用自交不親和性選育雜交一代品種仍然是常用的方法。
具有自交不親和性的育種材料進(jìn)行自交留種時,一般通過人工蕾期授粉的方法來達(dá)成。人工蕾期授粉是一個精細(xì)而繁雜的工作,其成敗往往決定了一個年度育種工作的成敗。筆者通過多年田間工作經(jīng)驗總結(jié),將人工蕾期授粉工作的關(guān)鍵技術(shù)要點編成“順口溜”,方便田間教授工人,以下進(jìn)行詳細(xì)說明。
以人為參照物,剝蕾時,先將外側(cè)的枝條進(jìn)行剝蕾授粉,然后依次向內(nèi)進(jìn)行,由難到易。這樣做是為了避免在操作時,對剛剝出的細(xì)嫩柱頭造成多次刮擦傷害,或避免將柱頭上授的花粉蹭掉,以保證授粉的有效性。
所謂“三刀法”,即使用鑷子3次將花蕾剝開露出柱頭。首先用尖頭鑷子在花蕾頂端稍下方扯開一個口子,使柱頭微露。然后在破口的左右兩側(cè)將鑷子的一個鑷瓣放在外側(cè),一個鑷瓣避開柱頭放在內(nèi)側(cè),其后稍加用力將花萼和未展開的花瓣一起剝掉,讓柱頭完整地露出來。在此操作過程中要注意的是一定不能傷害柱頭甚至將柱頭夾斷,否則會影響花粉在柱頭上的萌發(fā)及花粉管在花柱和子房中的生長,使受精失敗[2]。
花蕾很小,因而動作也很輕、少。很多人不容易掌握剝蕾要領(lǐng),因此我們形象地將剝蕾總結(jié)為“三刀法”,就好像外科醫(yī)生給花蕾動手術(shù)一樣。一般工人在嚴(yán)格教授3天的情況下,可以熟練掌握動作要領(lǐng)。這種方法雖然費(fèi)時費(fèi)工,但效果很好。以前也有同事使用“剝蕾器”,但各類育種材料的花蕾千差萬別,如白菜的花蕾比較短粗,青菜的花蕾比較細(xì)長,甘藍(lán)類的花蕾比較粗長;有的花蕾比較脆,有的花蕾比較軟;甚至有些花椰菜材料的柱頭是彎曲的,因此用“剝蕾器”,要么剝不干凈,要么“誤傷”柱頭情況嚴(yán)重;一般要將“剝蕾器”調(diào)試好,且一種“剝蕾器”只能應(yīng)用于單一材料的原種繁殖。
要盡量剝小的花蕾。因為自交不親和材料的柱頭乳突細(xì)胞的細(xì)胞壁和質(zhì)膜之間存在胼胝質(zhì),可以有效阻礙花粉管穿過柱頭,所以開花前1.0~1.5天的花蕾,已有部分自交不親和性,一般進(jìn)行剝蕾授粉結(jié)籽差。蕾期自交授粉一般選擇開花前2~4天的花蕾[3]。一般工人剝蕾時,為了省事或圖快,僅做較大的蕾,這樣結(jié)籽會很差。因此,剝蕾工作中務(wù)必強(qiáng)調(diào)“盡量小”。但過小的花蕾也不宜進(jìn)行剝蕾授粉,蕾齡過小,雌蕊無受精能力,授粉無效,不能結(jié)籽[4],導(dǎo)致花蕾枯死。
剝掉的萼片、花瓣和雄蕊要盡量少。在剝蕾授粉時對花蕾造成的傷害越少,越容易結(jié)籽。如果剝得過多,損傷越大,越容易導(dǎo)致花蕾枯死。另外雄蕊剝掉太多,下次授粉取花粉時會很困難。
一方面,剝蕾授粉時對花蕾造成的傷害越少,越容易結(jié)籽,這就要求在剝蕾時動作要盡可能少和準(zhǔn)。另一方面,大面積授粉工作特別注重效率,我們創(chuàng)造性地應(yīng)用“三刀法”,處理一個花蕾動作越少越好,否則動作太多,則效率低下,浪費(fèi)人工。
花蕾與花柄的連接處面積很小,并且花蕾越小,組織發(fā)育越不完善,因此,在剝蕾的過程中,捏穩(wěn)要剝的花蕾或花穗,不要轉(zhuǎn)動,以免造成機(jī)械損傷,扭傷花柄而引起花蕾脫落。
在剝蕾的過程中,處理完一個花穗,應(yīng)檢查有沒有漏掉的花蕾。整株處理完,也要檢查,確保無花枝遺漏。
授粉時,盡量取當(dāng)天開放花的花粉來涂抹柱頭,其花粉活力最旺盛,萌發(fā)能力最強(qiáng);如果是早上或陰雨天氣情況下,當(dāng)天開花的花粉還沒有散開,也可用前1天開花的花粉,其萌發(fā)能力也比較強(qiáng);一般前2天開花的花粉的萌發(fā)能力已急速下降,因此,授粉工作中,務(wù)必強(qiáng)調(diào)用“新鮮花”的花粉。
十字花科蔬菜的花藥在花絲上的著生方式為基著藥,即花藥僅基部著生于花絲頂端。在取花藥涂抹柱頭時,盡量用鑷子的較寬部位去夾花絲的中間,這樣做是為了增大其與鑷子的接觸面積,以保證在授粉時花藥不亂晃動,從而減小操作難度。
在柱頭上涂抹花粉時,要有足量的花粉,才能授粉完全。如何直觀地判斷柱頭上有沒有涂抹上足量的花粉?沒有涂抹花粉的柱頭是綠色的,我們以能看見柱頭上有黃色的花粉為原則。這個問題很重要,以前有同事為了節(jié)約時間,用花藥在剝好的花穗上掃抹,或者用煙蒂蘸花粉涂抹,結(jié)籽都很差,主要都是因為授粉不好。
在用花藥涂抹柱頭時,動作一定要輕,以減少對細(xì)嫩柱頭的傷害,保證授粉的有效性。
一個花穗授粉完,應(yīng)檢查柱頭有沒有“看見黃”,做到不漏涂。
在授粉過程中要盡最大可能杜絕異源花粉雜交的可能性,也稱“花粉污染”,保證種子純度。這對于育種家是至關(guān)重要的。
在多人同時進(jìn)行人工輔助授粉時,所選擇的授粉植株不能相鄰。在一壟雙行種植模式中,一個人所授植株周圍的至少5株暫時不能進(jìn)行授粉工作,以減少花粉的短距離傳播,避免異交情況發(fā)生,保證種子純度。
在一株授粉完成,下一株植株授粉開始之前,要將手和鑷子在水中清洗,或用酒精殺滅花粉,以避免手和鑷子上的花粉人為傳播。
在進(jìn)行授粉工作時,人在育種圃里要少走動。
育種圃內(nèi),育種材料一般需進(jìn)行單株套袋授粉,如果有事需要暫時離開時,一定要將植株用網(wǎng)袋仔細(xì)地套好后再離開,避免未知的花粉來異交。
在多人同時人工授粉時,網(wǎng)袋不可混在一起,因為網(wǎng)袋上都粘有花粉。務(wù)必保證授粉前從一株上取下的網(wǎng)袋,授粉后還套在其上。
在一株授粉結(jié)束,套網(wǎng)袋后要注意檢查,保證所有的枝條都套在網(wǎng)袋里,沒有枝條遺漏在外。如果事后發(fā)現(xiàn)有這樣的情況,則要摘除所有的花和已經(jīng)剝過的蕾,防止異交發(fā)生。
育種圃內(nèi)發(fā)現(xiàn)昆蟲(蜜蜂、蒼蠅等),務(wù)必要將其殺滅,防止昆蟲傳播花粉。
在進(jìn)行剝蕾授粉工作時,腳盡量不踩踏植株根部附近的土壤,以免土壤板結(jié)嚴(yán)重。若土壤板結(jié),就應(yīng)該中耕、培土,否則會對植株生長造成很大影響,甚至導(dǎo)致植株死亡。
在首次授粉時,要將所有側(cè)枝上的葉片掐掉一大半。授粉時,也要將新長出的葉片掐掉一半,以抑制營養(yǎng)生長從而促進(jìn)生殖生長。同時春季授粉期經(jīng)常碰到“倒春寒”等陰雨天氣,掐掉葉片也有利于通風(fēng),防止?jié)穸却?、通風(fēng)不良而發(fā)生病害。掐葉片的原則是只能掐掉一大半,不可以傷及枝條,剩下的一小半葉片會產(chǎn)生離層自動脫落。若傷到枝條,傷口大,難以愈合,很容易發(fā)病。
在1株植株授粉完成套網(wǎng)袋之前,如發(fā)現(xiàn)枝條過于松散,不好套袋,特別是授粉后期,枝條長,種莢膨大,因重力作用造成植株過于松散,要先用繩子將枝條束攏,但也不可綁束太緊,以免造成通風(fēng)不良。
套網(wǎng)袋或其他操作時都要小心,不要將枝條弄斷,套好網(wǎng)袋后還要再檢查一下,將壓彎的枝條扶正。
春季授粉期間,經(jīng)常會碰到“倒春寒”天氣,若出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣時會導(dǎo)致花粉粘連[5],從而喪失活力。一般下雨天,應(yīng)悶棚提高溫度,但只能授粉2天,到第3天花粉粘連的情況已非常嚴(yán)重,應(yīng)停止授粉工作。
4月,常會碰到高溫干旱天氣,溫度過高時,會出現(xiàn)花藥發(fā)白、易脫落情況,花粉壽命變短。因此,溫度過高時,可用黑色遮陽網(wǎng)遮蓋大棚,降低棚內(nèi)溫度[6],同時對育種圃加大通風(fēng)量,田間澆水,增加濕度。
整個授粉期,是植株長勢最旺盛,也是最脆弱的時期。田間病蟲害經(jīng)常會暴發(fā),因此整個育種圃應(yīng)經(jīng)常整理老葉、爛葉,采用重點涂藥及全面噴藥相結(jié)合的方式防治病蟲害,保持通風(fēng),追施硼、鉀肥,精細(xì)管理。
在十字花科蔬菜自交不親和系自交留種過程中,人工剝蕾授粉是一項很精細(xì)的工作,前人對此也做了大量工作和研究。筆者結(jié)合前人經(jīng)驗和多年的田間工作經(jīng)驗,總結(jié)了授粉工作中各個環(huán)節(jié)需要注意的事項,以供參考。但其中仍有不足之處,對一些現(xiàn)象背后的原理也不甚了解,對此我們?nèi)孕柰度氪罅康木﹂_展更為深入的研究。