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摘苔在杂交油菜制种中的应用研究

2010-09-04车晋叶王同华陈卫江

湖南农业科学 2010年1期
关键词:父本母本制种

车晋叶,曲 亮,李 莓,王同华 ,陈卫江

(1.青海大学农林科学院,青海 西宁 810016;2.湖南省作物研究所,湖南 长沙 410125)

在农作物杂交制种过程中,常会遇到父母本花期不遇的问题。油菜虽属花期较长的作物,从始花至终花可持续25 d左右,制种时对父母本花期的要求不像水稻、玉米等作物那样严格,但如父母本花期相差过大,同样会影响到制种的产量与质量。油菜杂交制种的花期相遇性,无论是父本早于母本,还是母本早于父本,均不利于制种生产,尤其是现阶段,广泛用于杂交油菜制种的细胞质雄性不育系易受低温影响产生微量花粉,在没有足量父本花粉的竞争压力下,微量花粉自交结实将严重影响杂交种纯度[1]。因此,对油菜杂交制种来说,理想的花期相遇条件是父本较母本提前1~2 d开花,且略迟于母本终花,由此可保证母本在整个花期的可授粉性。由于油菜苔期再生性极强[2],生产上常采用摘苔来调整花期相遇性,这样可大大缓解父母本在花期时序上存在的差异,从而为杂交制种提供生产保证。本研究对摘苔调节花期的类型与方式进行了初步研究,以期为大面积油菜安全制种提供生产依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料选自3个Pol-CMS杂交组合,分别为20A×SC4、5A×SC4和19A×SC4,包含恢复系一份(SC4),不育系3份(20A、5A、19A)。在生育期性状上,其父、母开花时间具有明显的代表性,恢复系SC4与19A均为中熟类型;二者的花期基本同步,不育系20A为偏早熟类型,花期比恢复系SC4约早7 d;不育系5A为偏晚熟类型,花期比恢复系SC4约迟7 d。以上材料均由湖南省作物研究所提供。

1.2 试验方法

试验采用对比分析法,将每一组合种植在同一环境中,通过父本或母本单摘苔,父、母本同摘苔和不摘苔3种方式对杂交制种的效果进行比较。摘苔时期以父、母本任一亲本生长至苔高约50 cm时进行,摘苔深度选择 0、5、10、15 cm4种处理。每个组合种4个小区,三个组合共计12个小区。小区面积20 m2(宽1 m、长20 m),每小区60行,每行4株,父、母本行比为2∶2。考查性状主要有摘苔对花期变化、制种纯度和制种产量的影响等。

试验在湖南省作物研究所繁殖大棚试验地进行,前作为水稻,地力中等。每个组合种植在一个大棚中,共计3个大棚。试验材料统一于2008年9月26日播种育苗,2008年10月28日移栽。在油菜初花前,每小区套纱网隔离防止外源花粉串粉,纱网内放养少量蜜蜂授粉。母本终花后割除父本,分小区实行单收、单晒、单独称重。当年即取收获的种子样品在青海省农科院试验田进行田间纯度鉴定。

2 结果与分析

2.1 摘苔对母本花期偏早杂交组合的影响

20 A×SC4为母本偏早型杂交组合。不育系初花期为3月1日,恢复系初花期为3月9日,不育系初花期比恢复系提早8 d,随着不同的摘苔处理,不育系初花期可延迟3~13 d(表1)。由此说明,摘苔可有效调节不育系开花时期,达到与恢复系同步开花的效果。分析不同摘苔深度对延迟花期的影响程度可见,摘苔10、15 cm效果较为明显,不育系初花期分别延迟到3月10日、3月14日,比恢复系迟1、5 d,均能使父、母本制种花期吻合,摘苔5 cm的处理虽可推迟初花期3 d,但仍比恢复系早5 d。

表1 不同摘苔处理对杂交组合20A×SC4花期、产量及纯度的影响

分析不同摘苔处理对制种产量的影响可以发现(表1),制种产量随着母本摘苔深度的增加而逐渐递减,对不育系5、10、15 cm的摘苔处理,其制种产量分别比对照减少1.9%、9.4%、25.5%。这表明,摘苔5 cm对产量影响不大,摘苔15 cm以上则产量明显下降。但制种纯度则随母本摘苔深度的增加而显著递增,同样在对不育系5、10、15 cm的摘苔处理的条件下,制种纯度依次由对照的66.1%提高至73.8%、96.7%、97.1%。这说明对熟期偏早的细胞质雄性不育系,摘苔对保证制种质量至关重要。综合上述试验结果,本组合以母本摘苔10 cm处理最为适宜,既达到与恢复系花期相配的要求,又减轻了不育系微粉对纯度的影响,对制种产量的影响也不明显。

2.2 摘苔对父本花期偏早杂交组合的影响

5 A×SC4属于父本花期偏早的杂交组合,恢复系3月9日初花,不育系3月16日初花,恢复系初花期比不育系早7 d。恢复系经不同深度摘苔处理后,初花期延迟了4~11 d(表2),其中以摘苔10 cm效果最为明显,其初花期延迟至3月16日,与不育系初花期同步;终花期则延迟至4月7日,比不育系终花期延迟了1 d,整个花期相遇较为理想。摘苔5 cm的处理虽然能使恢复系初花期延迟3 d,但终花期比不育系仍提前6 d,不能保证后期的花粉量;摘苔15 cm则使初花期延迟了11 d,比不育系延迟了4 d,造成父母本初花期不遇。

表2 不同摘苔处理对杂交组合5A×SC4花期、产量及纯度的影响

分析不同摘苔处理对制种产量影响发现,不同的摘苔处理对产量的影响各不相同,对恢复系5、10、15 cm的摘苔处理,其制种产量分别比对照增产8.8%、20.5%、10.4%,其中以摘苔10 cm的处理花期相遇最好,产量最高,比对照增产20.5%。这说明对于父本偏早的杂交组合,适当延迟父本花期,使之与母本花期相遇可有效提高制种产量。另外,各处理对该组合制种的纯度几乎没有影响,其纯度分别为95.6%、95.8%、96.2%、96.3%。原因是不育系开花较迟,初花期未受低温影响,不育系完全依赖恢复系花粉授粉结实,因此恢复系摘苔处理对制种纯度影响不大。综合以上结果,该组合以父本摘苔10 cm处理最为适宜,能够较好地达到与不育系花期相遇的要求,从而有效地提高制种产量。

2.3 摘苔对父母本花期同步杂交组合19A×SC4的影响

19 A×SC4父母本花期基本同步,恢复系和不育系分别于3月9日、10日初花;4月4日、4月2日终花。经同步摘苔5~15 cm处理后,恢复系初花期延迟4~11 d,不育系初花期延迟3~10 d(表3),3个处理均能使恢复系和不育系花期较好的相遇。说明对于父母本花期同步的杂交组合,同步摘苔可有效延迟花期而不影响其花期相遇性。

表3 不同摘苔处理对杂交组合19A×SC4花期、产量及纯度的影响

该组合经同步摘苔5、10、15 cm处理后,种子纯度分别达到94.9%、95.1%、96.2%,均明显高于对照(85.5%),说明对于父母本同步的杂交组合,适当延迟花期可有效提高制种纯度。另一方面,3个处理的制种产量分别比对照减产1.3%、12.3%、19.9%,表明摘苔深度的增加会减少制种产量。因此,对于父母本花期同步的杂交组合,应选择合适的摘苔深度以兼顾制种纯度和产量。本试验该组合以父母本同步摘苔5 cm最为适宜,既能保证制种纯度,又能兼顾制种产量。

3 讨论

油菜亲本花期不遇及不育系微粉问题是造成杂交油菜制种产量和纯度下降的主要因素。关于采用摘苔来延缓油菜花期的问题,前人已做过一些研究。高维洁等[3]研究表明,株高50~70 cm时,摘苔12 cm左右,既能够达到推迟开花时间的目的,又能使植株后期具有较好的经济性状,可以提高制种的产量和质量。鉴于目前广泛应用于生产的波里马细胞质雄性不育系遇低温会产生微粉,彭武生等[4]采用摘苔方式将不育系初花期推迟9~17 d,有效降低了微粉花率。本试验从花期的相遇性以及对微量花粉的控制两个方面进行了研究,进一步探明了摘苔在油菜杂交制种的作用。在实际应用中,应根据父母本的发育特点及母本不育性的表现,确定适宜的摘苔深度。

近年,国内常采用化学杀雄方式来解决油菜杂交制种中的微粉问题,并取得了较好的效果。但化学杀雄的用药量与母本特性、气候因素、土壤肥力、喷药技能等诸多因素有关,操作不当易产生药害,从而影响制种产量[5]。而摘苔处理具有操作简单、效果明显等优点,在化学杀雄技术尚未完善的情况下,采用摘苔方式调节花期仍是一条较理想的途径。

[1]陈卫江,李 莓,易冬莲.油菜胞质雄性不育系微粉结实性对杂种纯度及其产量的影响[J].作物研究,2002,(3):116-117.

[2]莫鉴国,李万渠,王继胜,等.去叶、摘苔和施氮量对甘蓝型油菜收获物的影响[J].西南农业学报,1992,5(2):110-112.

[3]高维洁.油菜打苔对延缓开花期的研究[J].贵州农业科学,1990,(3):37-40,24.

[4]彭武生,卓宇红.摘苔对延缓甘蓝型油菜细胞质雄性不育系花期和控制微量花粉效应的研究 [J].作物研究,作物研究,1993,7(3):17-20.

[5]付云龙,戚永明,赵汉红.化学杀雄剂对油菜三系杂交制种母本微粉控制试验简报[J].种子,2003,(1):73.

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