羅 磊 李亞杰 李德明 姚彥紅 王 娟 馬 瑞 李豐先

（1甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，定西743000；2甘肅省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，定西743000）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L．）是重要的糧、菜、飼兼用作物，是僅次于水稻、小麥、玉米的第四大作物，由于它耐旱、耐脊薄、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)成分全面而受到全世界的高度重視。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)馬鈴薯各類專用型品種不斷增多，育種途徑也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐漸增多。尤其是生物技術(shù)的發(fā)展使體細(xì)胞無(wú)性變異、細(xì)胞融合和基因工程等先進(jìn)的技術(shù)手段在創(chuàng)造資源和選育新品種方面起到很大的作用。但是，不管在育種方法上采用何種技術(shù)，目的基因與目標(biāo)性狀在新品種上的體現(xiàn)最終還是要通過常規(guī)育種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，有性雜交技術(shù)無(wú)論是在已經(jīng)取得很大成效和進(jìn)展的過去，還是現(xiàn)在和將來(lái)都是相當(dāng)重要的[1]，需要不斷的探索和研究。

北方地區(qū)馬鈴薯雜交受干旱氣候環(huán)境的影響，致使雜交結(jié)實(shí)率低，漿果內(nèi)種子形成數(shù)量少[2]，定西地區(qū)位于甘肅省中部，氣候溫涼干燥，是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)[3]，多年來(lái)有性雜交結(jié)實(shí)率只有2%～5%，為獲得足夠的組合及實(shí)生種子數(shù)只有分期播種，充分利用開花季節(jié)，投入大量人力進(jìn)行雜交授粉。希望在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，吸取他人經(jīng)驗(yàn)，通過雜交試驗(yàn)總結(jié)出一些有效措施，以提高北方干旱地區(qū)馬鈴薯雜交結(jié)實(shí)率，使雜交結(jié)實(shí)率達(dá)到15%以上。

1 有效措施

1.1 親本材料的選擇

1.1.1 選擇高質(zhì)量親本材料 馬鈴薯植株由于多年田間無(wú)性繁殖感染了病毒，致使生長(zhǎng)衰退，落蕾落花，影響開花結(jié)實(shí)。有研究表明，親本材料隨世代增加，卷葉病、花葉病和PSTV侵染也逐年加重，落花、落蕾率也逐年升高，年平均遞增26．20%，致使坐果率下降[4]。選擇汰除病毒、無(wú)退化的親本材料可提高雜交結(jié)實(shí)率。

1.1.2 親本選擇 馬鈴薯各品種的開花結(jié)實(shí)情況差異較大，有些品種結(jié)實(shí)率很高，而有些品種結(jié)實(shí)率極低，甚至不能開花；有些品種在某一地區(qū)能開花結(jié)實(shí)，但在其他地區(qū)栽培則很少開花結(jié)實(shí)或根本不能開花[4-7]。2017-2018年選擇冀張薯8號(hào)、定薯1號(hào)、莊薯3號(hào)、麗薯7號(hào)、農(nóng)天1號(hào)、青薯9號(hào)等13份材料作母本、以新大坪作父本進(jìn)行雜交試驗(yàn)，記載各母本雜交結(jié)實(shí)率；同時(shí)每個(gè)母本數(shù)200朵花，記載各母本天然結(jié)實(shí)率。試驗(yàn)結(jié)果表明，母本材料天然結(jié)實(shí)率高的，其有性雜交結(jié)實(shí)率也相對(duì)較高；無(wú)天然結(jié)實(shí)的，其有性雜交結(jié)實(shí)率也為0。選擇花粉量大、花粉有效性好的材料作父本，有些無(wú)花粉或花粉有效性差的材料不能作父本[6-8]。

1.1.3 親本花期選擇 父本材料不同花期、花粉活性不同，母本材料不同花期柱頭成熟程度不同。父本花粉活性最好的時(shí)期是花藥頂端1/5開裂、3/5開裂和全部開裂的3個(gè)時(shí)期，尤以花藥頂端3/5開裂時(shí)取粉雜交結(jié)實(shí)率（50．0%）最好，花藥頂端全部開裂變色時(shí)取粉雜交結(jié)實(shí)率較差（12．6%），頂端未開裂時(shí)取粉雜交結(jié)實(shí)率為0。母本柱頭成熟時(shí)期是從開花前24h至花冠開放后48h，這段時(shí)期授粉雜交結(jié)實(shí)率較高，以當(dāng)日開花到花冠開放后24h授粉雜交結(jié)實(shí)率（41%～43%）最高，而開花前48h和花冠開放后72h授粉雜交結(jié)實(shí)率（0）最低。

1.2 雜交日期、時(shí)間的安排及田間管理

1.2.1 雜交日期的選擇 馬鈴薯蕾、花、果的脫落與光照、溫度、濕度等因素密切相關(guān)[9]。栽培馬鈴薯多為長(zhǎng)日照類型，長(zhǎng)的光周期和充足的光照能夠促進(jìn)花蕾的分化和形成，減少蕾、花、果的脫落[9]，適宜的日照時(shí)數(shù)為11～13h/d。雜交結(jié)實(shí)的適宜相對(duì)濕度為80%～90%，濕度低于65%不易成功。雜交時(shí)期，氣溫12℃時(shí)能形成花芽，但不開花；18～20℃時(shí)，能產(chǎn)生正常可孕花粉；25～35℃時(shí)，影響花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂，致使花粉孕性降低[5]，甚至?xí)够ǚ哿Ｔ谥^上死亡。

北方干旱地區(qū)馬鈴薯一般在6月上旬現(xiàn)蕾，6月中旬開花。雜交授粉一般在6月中旬到7月下旬進(jìn)行，其中6月15日至7月15日氣候較為涼爽且夜間濕度大，有利于雜交結(jié)實(shí)；7月16-31日雖然雨水多、空氣相對(duì)濕度高，但是氣溫逐漸升高，中午可達(dá)到30℃以上，不利于雜交結(jié)實(shí)。

1.2.2 雜交時(shí)間的選擇 氣溫不超過26℃可全天進(jìn)行雜交授粉。如遇陰天或毛毛雨天氣，此時(shí)空氣涼爽濕潤(rùn)，是最佳授粉時(shí)間。在干旱、高溫天氣條件下，宜在下午17：00以后進(jìn)行雜交[10-12]，因?yàn)橥黹g有一段高濕冷涼氣候條件，有利于花粉發(fā)芽。

1.2.3 多施基肥后追施補(bǔ)施 馬鈴薯在現(xiàn)蕾開花期正是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的并進(jìn)時(shí)期，地上和地下部分對(duì)養(yǎng)分的吸收競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，開花需要更多的養(yǎng)分促進(jìn)花芽分化，增加開花數(shù)量與結(jié)實(shí)率。在母本材料播種前，每hm2施足馬鈴薯專用肥750kg和有機(jī)肥1．5萬(wàn)kg，為母本材料開花結(jié)實(shí)提供良好的營(yíng)養(yǎng)條件；在現(xiàn)蕾前3d左右追施1次馬鈴薯專用肥300kg，施入覆土后適量澆水；現(xiàn)蕾期開始葉面噴施KH2PO4，每隔7d噴施1次，共噴4次。這樣可避免母本蕾、花和漿果因養(yǎng)分供應(yīng)不足而脫落，有效提高雜交結(jié)實(shí)率。

1.2.4 灌水 水分對(duì)馬鈴薯的開花結(jié)實(shí)影響較大，在現(xiàn)蕾至開花期需水量較大，大約為全生育期的1/3左右[4]。因此，母本材料最好選擇灌水方便的地塊種植，雜交期間可根據(jù)田間墑情和天氣條件人工調(diào)節(jié)田間小環(huán)境，小水勤灌，保持土壤水分，增加雜交圃空氣相對(duì)濕度，促進(jìn)母本開花和花粉的萌發(fā)。

1.2.5 摘除側(cè)芽 雜交授粉后，摘除母本植株授粉花序下部的側(cè)芽和已發(fā)生的多余側(cè)枝，減少植株地上部分營(yíng)養(yǎng)的消耗，使有限的營(yíng)養(yǎng)集中供應(yīng)到花序上部，防止落蕾落花，提高雜交結(jié)實(shí)率。

1.2.6 重復(fù)授粉 雜交授粉后遇大雨天氣，柱頭上的花粉會(huì)被雨水沖刷掉或因吸水過多造成花粉粒脹破而失去活力，子房得不到正常受精，胚不能發(fā)育或發(fā)育不良而造成花蕾脫落[1]，有必要在雨后對(duì)母本進(jìn)行1次重復(fù)授粉。

2 促進(jìn)親本材料開花結(jié)果的有效方法

2.1 封雄法 植物油有粘性、無(wú)毒副作用，可用于馬鈴薯雜交母本雄蕊的處理。用帶細(xì)長(zhǎng)嘴的小塑料瓶盛少許植物油，在馬鈴薯母本花冠剛開放但粉囊頂孔尚未破裂時(shí)，將植物油點(diǎn)涂封住花藥的頂端，并使植物油滲入花藥內(nèi)粘住花粉，以免花藥開裂時(shí)花粉掉到柱頭上自交授粉；在柱頭成熟時(shí)期雜交授粉，還可使雌蕊免受暴露而損傷或被烈日光照灼傷。采用這種方法雜交授粉雜交結(jié)實(shí)率比去雄法可提高1～2倍。

2.2 磚塊法 磚塊法是荷蘭在馬鈴薯育種上廣泛應(yīng)用的辦法[13]。將催芽的種薯擺到營(yíng)養(yǎng)缽中的磚塊（約12cm×12cm）上，用蛭石覆蓋種薯，澆水萌芽生根，根系可扎入磚塊下的土中吸收養(yǎng)分和水分。等植株根系扎穩(wěn)土壤層后（現(xiàn)蕾以前），每隔3～5d將覆于種薯上的蛭石撥去一些，直到將蛭石撥完，使根系外露，這時(shí)根系完全抱住磚塊。當(dāng)有匍匐莖和塊莖產(chǎn)生時(shí)，可以看見并能及時(shí)去除，這樣不損傷磚塊周圍的根系，根系還可以正常吸收營(yíng)養(yǎng)，并使養(yǎng)分集中供應(yīng)生殖生長(zhǎng)，促進(jìn)開花，延長(zhǎng)開花期，提高結(jié)實(shí)率。

2017-2018年組配3個(gè)不同的雜交組合利用磚塊法和無(wú)磚塊法進(jìn)行雜交試驗(yàn)，保證水肥供給，滿足光照、濕度和溫度的合理需求，用封雄法雜交。試驗(yàn)結(jié)果表明，各組合平均雜交結(jié)實(shí)率無(wú)磚塊法為19．2%，磚塊法為38．8%，采用磚塊法雜交結(jié)實(shí)率增加19．6%。在實(shí)際雜交工作中可將封雄法和磚塊法結(jié)合使用，這樣雜交效果更好。