全 文 ：科 技 通 落 第5卷第 2期1 9 9 8年 3 月
激素处理对提高大麦 x球
茎大麦可交配性的影响
舒庆尧 戎均康
(浙江农业大学 农学系 )
自 I交a s ha 不口 I丈a o 仁` 〕 一 7 9 0年提出球茎大麦法 ( H . b : l乙 05 :二 me t ho d) 以来 , 国 外许多学
者对此作了大量研究 , 目前已在欧洲、 北美和澳大利亚的大麦育种 中 广 泛 应 用山 。 我们 自
1 9 7 9年开始尝试将这项技术用于我 国大麦育种 , 但 由于所用球茎大麦 为 四 倍 体 ( Z n = 4 x =
28 )
, 没有能诱导出大麦单倍体 。 1 9 8 6 年 我 们从中科院遗传所和国外引入二倍体球茎大麦
( Z n = x2
二 1 4 ) , 虽然成功地诱导产生了大麦单倍体 , 但由于中国栽培大麦品种和二倍体球
茎大麦可交配性差 , 杂交结实率低 , 有的根本不结实 , 连续二年进展甚微 。 国外曾有通过筛
选球茎大麦基因型来提高可交配性的报道 〔 3 J , 但我们初步的尝试未获满 意 结 果 。 19 8 8 年杂
交后期 , 我们发现用 2 , 4一 D和 G A 3 混 合液代替原来单一的 G A 3处理 柱 头 , 结 实 率显著提
高 , 结果如下 。
一 、 材 料 和 方 法
供试大麦基因型随机选自我室大麦育种程序中的优 良亲 本 材 料 。 球茎 大 麦 来 源为 :
H B O
: 和 H B O 3 由中科院遗传所胡启德先 生 提 供 , 原 编 号 分 别 为 “ P B 。 ” 和 “ 无名” ,
H B O
` 和 I诬BO 。 由新西兰 R . A . P i e k e r i n g 博 士 提供 , 分别为 e b Zg Zo / 4 和 e b 2 9 2 9 / 1 的正
反交种子 。 由于同一来源的材料 ( 种子 ) 本身存在异质性 , 引进后我们用无性繁殖法从每一
粒种子获得了一个无性系 , 如本’试 验 中 用 的 H B O I 一 1和 H B O I 一 2 分 别 来 自 P B 。 的 二粒
种子 。
球茎大麦于 1 9 8 7 年 10 月钵栽 , 室外 自然通过春化阶段后于次年 1 月陆续 移 入 温 室 ,
l 0 0 0w 碘钨灯作补充光源 。 16 小时长 日照处理 。 同年 n 月一 12 月 , 大麦分期播种于本校实
验农场苗床 。 大麦开花前二天去雄套袋 , 去雄后第二天上午授以新鲜 的球茎大麦花 粉 。 杂交
后 第一 、 二天用 7 5 p p m G A 3 ( 对照 ) 和 7 5 p p m G A 3 和 ZOp p m Z , 4 一 D 的, 混 合 液处理柱头
各一次。 杂交后 14 一 16 天取回杂交种子 。 计算杂交结实率 ( 仅 计 算绿 色 种 子 ) 、 成胚率
( 仅计算直径大于 l . o m m 的胚 ) 和总成胚率 ( 授粉 10 。朵小花成胚数 ) , 以评估 处理对可
交配性的影响 。
本文 19 5 8年 10 月 15 日收到 .
DOI : 10. 13774 /j . cnki . kj tb. 1989. 02. 011
39 2期 舒庆 尧等 激素处理对提高大麦 x球 茎大麦可 交配性的影响
二 、 试 验 结 果
在本试验之前 , 按对照这种程序 , 我们曾做不 同组合的大量杂交 , 结果和对照相似。 即
在授粉三天后 , 杂交种子的生长开始变慢并逐渐停止生长 。 最后得到的大多为不含胚或仅含心
形胚的干燥和半干燥种子 , 只有少量种子含有液体胚乳 ( 胚乳解休产物 ) 和发育较为完整的
胚 。 本试验发现 , 用 Z Op p m 的 2 , 理一 D 和 7 5 p p m 的 G A 3 混合液处理柱头后 , 杂交 种子生长
旺盛 , 其生长速度在一周内与 自交种子相似 。 授粉 14 一 16 天后 , 多数 已长成绿色 、 饱满 、 内
部充满液体胚乳的种子 。 解剖这些种子 , 多数含有发育 良好的直径在 1 . o m m 以上的胚 。
如表 l 所示 , 对照杂交结实率平均为 3 4 . 7 0 % , 最高 58 . 96 % , 最低为 。 。 对应处理的依
次为 83 . 98 % , 96 . 52 %和 70 . 0 % 。 无论哪一个组合 。 处理的均明显高于对 照 , 尤其是几个
高度不亲和的组合 , 如 “ 上 7 6 一 2 0 / H B O 3 一 7, 和 “ 2 7 4 / H BO I一 2” , 对照结实率分别 为 。 和
表 1 2 , 4 一 D + G A 3混合处理与 G A : 单一处理的可 交配性 比较 *
杂交组合 授粉小花数 结实种子数 ( 帕 ) 具胚种贡敬( 耐
浙农大 3号 / H B 。卜 1
浙农 一 13 号 / H B O S一 5
上 8 2一 、 2 / I I B o 3一 7
上 5 2一 1犷 I I B o l 一 2
舟 8 4一观 3 0/ HB 01 ~ 1
浙皮 t号 / H B )1 一 1
义乌二棱 / H B O 4一 3
宝山 8。一 15 / I壬B o l 二 -
上 7 6 ~ 2 0 / H B 〕卜 2
上 7 6一 2。/ 王m 。犷 7
2 7 4 / I I B o卜 2
鹿岛麦 / r I B , 1一 1
2 4 5
2 58
1 84
工2〕
8 8
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总和 (平均 )
1 32 3
。 ( 3连 . 7 0 )
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.
5 0 )
。 4 5( 8通
.
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2 Q
.
4 6
7 1
.
6 3
. : 上行为 G A 3处理 , 下行为 2 , 遮一D 十 G A 3处 理
科 技 通 报 5卷
6
.
4 5 %
, 而处理分另lJ为 96 . 52 % 和 75 . 96 % 。 成胚率比较复杂 , 虽然处理平均值 ( 84 . 5 7% )
高于对照 ( 58 . 80 % ) , 但随组合不 同而不同 : 有处理高于对照的 , 如 “ 鹿岛麦 / H B 0 1一 1 ” ;
也有对照高于处理的 , 如 “ 宝山 8 0 ~ 5 / H B O I 一 l, , 还有近似 的 , 如 “ 上 8 -2 12 / H B O I 一 2 ” 。
总成胚率这里可算作衡量可交配性的最终指标 , 结果和杂交结实率相似 , 处理远高于对照 ,
后者比前者低二倍以上 。 个别不亲和性较强的组合尤为 明显 。 如 “ 上 7 6 一 2 0 / H B O 3 一 7 。 对
照为 0 , 而处理高达 92 . 17 % 。
从表 1 还可以看出 , 无论对照 , 还是处理 , 双亲基因型对杂交可交配 性都 存 在 较大影
响 。 但在处理中 , 这种影响相对较小 。 如 以浙农大 3 号为 母 本 , H B O I 一 1 和 H B O S一 5 为父
本 , 对照总成胚率分别为 34 . 29 %和 14 . 67 % , 相差一 倍 以 上 ; 而 处 理 分 别 为 7 3 . 6 0%和
6 1
.
67 %
, 相差小于 20 % 。 相同父本 , 不同母本的组合间的差异也表现类似趋势 。
三 、 讨 论
和大麦的其它近缘种相比 , 球茎大麦和大麦亲缘关系较近 , 可交配性较高 。 然而可交配
性又和物种倍性和双亲的基因型有关 。 欧洲大麦总体上是和球茎大麦高度可交配的 , 但不亲
和的大麦品种也屡有报道 〔“ 一 “ 〕 , 从本试验的结果看 , 中国栽培大麦品种和球茎大麦的 可交配
性不及欧洲品种 。
球茎大麦技术的有效应用是以大麦和球茎大麦的高度可交配性为前提的 。 筛选优良的球
茎大麦基因型是提高可交配性的一条途径 , 但至今所取得的成功仍然有限 。 此外 , 我们的研
究结果还表明可交配性受到双亲基因型互作的影响 , 这更使筛选普遍有效的球茎大麦基因型
变得 困难 。 G A 。 对远缘杂交种子及胚发育的良好作用早 已被发现〔 a 〕 , 因此在杂交后喷施 G A 3
已成为一项常规措施 , 但对中国栽培大麦和球茎大麦杂交的作用却有限 。
从本试验的结果来看 , 用 2 , 4一 D 和 G A 3 的混合液处理可以大大地提高大麦 x 球茎大麦
之间的可交配性 , 对促进杂种胚和胚乳的发育具有良好的作用 , 而且受基因 型 的 影 响也很
小 。 因此本结果为我 国及其它国家在大麦育种中应用球茎大麦技术奠定 了基础 , 并可能对其
它麦类作物甚至禾本科作物的远缘杂交也具有一定的参考价值 。
致谢 本研究得到国家 自然科学基金 资助 , 在 汪丽泉教授指导下进行 .
参 考 文 献
〔 一〕 K a s h a , K . J . K a o . K . N . : N a t“ r e , 2 2 5 ( 一9 7 0 ) , 8 7 4一 5 76 .
〔 2 〕 P ie k e r in g , R . A . : P正a ” t B r e e d玄” g , 。9 ( 1 9 5 7 ) , 1了了一 15 0 .
〔 3 〕 P ie k o r i n g , R . A . : A n n a l R e P o v t , W e王s h P la 儿￡ B r e e d玄,: 9 S t a t i o ” , 1 9 79 , 2 。日一 2 2 6 .
〔 4 〕 D e v a u x , P . : P乙a ,: t B r e e d诬,: g , 9 8 ( 2 9 5 7 ) , 2 一5一 2 19 .
f s 〕 B j小r n s t a d . 人 . : H e r e d落t a s 10 4 ( r g s 6 ) , 1 7 1一 车9 1 .