全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(7): 1296−1303 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由“十二五”农村领域国家科技计划(2011BAD35B06), 中国农业科学院科技创新工程和国家现代农业产业技术体系建设专项
(CARS-04)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 韩天富, E-mail: hantianfu@caas.cn, Tel: 010-82105875
第一作者联系方式: E-mail: zhangyong6751@163.com, sunshi@caas.cn **同等贡献(Contributed equally to this work)
Received(收稿日期): 2013-12-19; Accepted(接受日期): 2014-04-16; Published online(网络出版日期): 2014-05-19.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20140519.1133.002.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.01296
提高南繁条件下大豆杂交成功率的方法
张 勇 1,2,** 孙 石 1,** 杨兴勇 2 孙学刚 1 吴存祥 1 韩天富 1,*
1中国农业科学院作物科学研究所 / 农业部北京大豆生物学重点实验室, 北京 100081; 2黑龙江省农业科学院克山分院, 黑龙江克山
161606
摘 要: 为了加快育种进程, 拓宽新品种的遗传基础, 提高大豆在南繁条件下的杂交结实率, 本研究选用 7个东北春
大豆早熟品种, 在海南三亚进行光照处理和杂交技术试验, 观察供试品种在长日照(18 h)处理和三亚自然短日照条件
下植株形态、生长发育进程、花器官特征和花粉育性的变化, 并研究光照处理、母本是否去雄和母本花蕾大小对杂
交效果的影响。结果表明, 海南冬季自然短日照致使大豆开花持续时间缩短, 株高、花朵数量和单花重量降低, 花朵
及其各组成部分变小(P<0.01), 花粉败育率上升(P<0.01)。以自然短日照处理植株作母本、长日照处理的材料作父本,
在母本植株上选大花蕾, 采用不去雄杂交, 获得 64.36%的杂交结实率, 可基本满足杂交育种的需要。基于试验结果,
提出了南繁条件下提高大豆杂交成功率的综合技术方案。
关键词: 大豆; 南繁; 自然短日照; 长日照处理; 杂交技术
Improvement of Soybean Hybridization Success Rate during Winter Nursing in
Hainan Island
ZHANG Yong1,2,**, SUN Shi1,**, YANG Xing-Yong2, SUN Xue-Gang1, WU Cun-Xiang1, and HAN Tian-Fu1,*
1 Key Laboratory of Soybean Biology (Beijing) / Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2
Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Keshan 161606, China
Abstract: To accelerate the soybean breeding progress and to broaden the genetic basis of new varieties, it is necessary to im-
prove the hybrid seed-setting rate of soybean during winter nursing. Seven early-maturing soybean varieties from northeast China
were selected in hybridization experiments with photoperiod treatments in Sanya, Hainan, China. Morphological traits, growth
and development periods, floral organ characteristics and pollen fertility were observed or documented under long day (LD, 18 h)
treatment and normal short day (NSD) conditions, respectively. At the same time, the effects of light treatment, emasculation of
the female parent, and flower bud size on the hybridization were investigated. The results showed that under the NSD environ-
ment in Sanya, the flowering period and plant height shortened, the flower number and single floral weight decreased, the flower
and its constituents became smaller, and the pollen sterility rate increased (P<0.01) as compared with those under LD treatment
(P<0.01). Taking the plants with big flower bud under NSD as the female parent, and the plants under LD treatment as the male
parent, we made the crosses and pollinated without emasculation, with the hybrid seed-setting rate of 64.36%, which is high
enough for breeding purpose. According to the results, we propose the solution for improving the hybridization success rate of
soybean in winter nursery.
Keywords: Soybean; Winter nursery; Normal short day; Long day treatment; Hybridization technique
南繁加代是缩短水稻、玉米、大豆、棉花等短
日作物育种年限、加快育种进度的有效方法[1-2]。自
20世纪 70年代以来, 我国各地育种单位即利用海南
岛地处热带、冬季温度高、日照强等有利条件, 广泛
开展作物南繁, 有效缩短了新品种选育的年限[3-5]。大
豆不仅严格自花授粉, 而且其光周期反应敏感, 当
在海南岛冬季短日高温条件下种植时, 植株发育明
显加快, 植株和花器官变小, 杂交成功率很低[6]。这
第 7期 张 勇等: 南繁条件下东北春大豆杂交成功率的提高 1297


一点与水稻、玉米、棉花等常进行南繁加代的作物
有所不同。因此, 在大豆南繁期间只加代扩繁, 难以
进行杂交组配工作。李磊等[7]曾在海南岛进行过大
豆杂交的尝试, 但未获得成功。在海南土地和人力
成本日益上涨的新形势下, 迫切需要充分利用南繁
季节开展大豆杂交, 进一步提高育种效率和效益。
本研究针对我国北方大豆育种中存在的上述问题和
技术需求, 以黑龙江省早熟春大豆品种为材料, 在
海南三亚设置不同光照处理, 对大豆植株形态、生
长发育进程以及花朵数量、花朵形态、花粉数量和
花粉育性等性状进行观察, 分析南繁条件下大豆杂
交成功率低下的原因, 开展去雄、授粉技术试验, 以
期在南繁短日高温条件下提高大豆杂交成功率。
1 材料与方法
1.1 试验材料和地点
分别于 2010—2012 年的 11 月至 2 月在海南三
亚南滨农场中国农业科学院作物科学研究所三亚试
验基地(18°23′ N, 108°56′ E)种植原产黑龙江第二、
第三、第四积温带的大豆品种黑河 43、克山 1号、
北丰 11、丰收 25、丰收 27、合丰 25和绥农 14, 生
育期组在 MG00~0之间[8-9]。
1.2 光照处理
分期播种 7个品种, 分别于 2010 年 11月 6 日和
2011年12月1日播种第一期, 以后每6 d播种一期, 共
4期。每个品种种植 1垄, 垄上播种 2行, 行长 6 m, 垄
距 0.7 m, 株距 0.05 m。设置自然短日照和人工补光长
日照(18 h)处理。LD处理是在大豆子叶展开期(VC)之
前开始补光, 到盛花期(R2)[10]结束, 每日补光时间从
17:40至次日 0:40, 采用 200 W白炽灯补光, 光源距地
面高度 1.5 m, 地面光照强度约 40 μmol s–1 m–2 [11]。
1.3 杂交试验
试验设 3 个因素共计 18 个处理(表 1)。亲本光
照处理方法设为因素 A, 其中, 父、母本均为自然短
日照的处理设为 A1, 父、母本均长日照处理为 A2,
母本自然短日照、父本长日照处理为 A3。杂交技术
设为因素 B, 其中, 改良去雄蕊杂交技术(简称去雄
杂交技术)为 B1, 杂交时去掉母本花冠但保留雄蕊[12]
(简称不去雄杂交技术)为 B2。杂交时所选母本花蕾
大小为因素 C, 其中, 大花蕾为 C1, 其柱头高于雄
蕊并与雄蕊分离, 雄蕊达到或高出萼筒口; 中花蕾
为 C2, 其柱头高于雄蕊, 雄蕊位于萼筒中部与萼筒
口之间; 小花蕾为 C3, 其雄蕊在萼筒中部以下位置,
柱头高于雄蕊而低于萼筒口处。

表 1 试验处理内容
Table 1 Information of experiment treatments
光照处理 Photoperiodic treatment 处理序号
Treatment No. 母本 Female 父本 Male
母本去雄与否
Emasculation or not
母本花蕾大小
Female flower bud size
1 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 去雄 Emasculation 大花蕾 Big
2 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 去雄 Emasculation 中花蕾 Middle
3 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 去雄 Emasculation 小花蕾 Small
4 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 不去雄 Nonemasculation 大花蕾 Big
5 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 不去雄 Nonemasculation 中花蕾 Middle
6 自然短日照 NSD 自然短日照 NSD 不去雄 Nonemasculation 小花蕾 Small
7 长日照 LD 长日照 LD 去雄 Emasculation 大花蕾 Big
8 长日照 LD 长日照 LD 去雄 Emasculation 中花蕾 Middle
9 长日照 LD 长日照 LD 去雄 Emasculation 小花蕾 Small
10 长日照 LD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 大花蕾 Big
11 长日照 LD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 中花蕾 Middle
12 长日照 LD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 小花蕾 Small
13 自然短日照 NSD 长日照 LD 去雄 Emasculation 大花蕾 Big
14 自然短日照 NSD 长日照 LD 去雄 Emasculation 中花蕾 Middle
15 自然短日照 NSD 长日照 LD 去雄 Emasculation 小花蕾 Small
16 自然短日照 NSD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 大花蕾 Big
17 自然短日照 NSD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 中花蕾 Middle
18 自然短日照 NSD 长日照 LD 不去雄 Nonemasculation 小花蕾 Small
NSD: normal short day; LD: long day.
1298 作 物 学 报 第 40卷


改良去雄蕊杂交技术是在许海涛等[13]方法的基
础上进行两项改进, 一是将母本旗瓣下萼筒撕出一
个“V”型断面, 使柱头下的单体花药外露, 以便去除;
二是将父本花药轻轻触碰母本柱头, 而不是将花粉
涂抹在柱头上。不去雄杂交是将母本花蕾的萼片及
花冠去除后不去除雄蕊, 其他授粉等措施与去雄杂
交技术相同。选取 7 个试验材料中的 6 个品种用于
配制杂交组合, 每个处理均配制北丰 11 (♀) × 黑河
43 (♂)、丰收 25 (♀) × 克山 1号(♂)及合丰 25(♀) ×
绥农 14 (♂) 3 个组合, 所有杂交工作均由同一杂交
技术熟练人员完成。
1.4 调查项目
在盛花期(R2)调查 7 个品种花朵数量、花粉数
量、花粉育性、花蕾大小和花朵重量, 用电子天平
称量花朵重量, 游标卡尺测量花蕾大小, 用 1%碘-
碘化钾 (I-KI)染色法 [14]测定花粉育性 , 在 Leica
DM4000B 显微镜下观测。按 Fehr 和 Caviness[10]提
出的大豆生育时期分期标准记载生育时期。
杂交时记载各处理的杂交花朵数量、成活荚数、
粒数。在 F1代鉴定真假杂种, 由于所配制的杂交组
合均以白花品种作母本, 紫花品种为父本, 故 F1 植
株开紫花为真杂种。
杂交成活率(%)=获得杂交荚数/杂交花朵数×100
真杂种率(%)=真杂交粒数/获得杂交粒数×100
杂交成功率(%)=杂交成活率×真杂种率×100
1.5 数据分析
采用 DPS软件[15]分析数据, Duncan’s新复极差
法检验处理间差异显著性。
2 结果与分析
2.1 光照长度对大豆植株形态及生育进程的影响
在南繁自然短日照条件下, 东北春大豆植株矮
小, 而长日(LD)处理可使大豆生长繁茂, 平均株高、
茎粗、节数、花朵数均比自然短日照(NSD)材料高,
增幅分别为 200.7%、42.0%、39.8%和 99.1%, 差异
均达极显著水平(P<0.01)(表 2)。

表 2 不同光照处理材料的株高、节数、茎粗及花朵数
Table 2 Plant height, stem diameter, node number and flower number of soybean under different treatments
性状
Trait
长日照
LD
自然短日照
NSD
(LD–NSD)/NSD
(%)
株高 Plant height (cm) 73.6±3.4 A 24.5±3.1 B 200.7
茎粗 Stem diameter (mm) 7.2±0.5 A 5.1±0.5 B 42.0
主茎节数 Node number on the main stem 15.3±1.1 A 11.0±0.8 B 39.8
单株花朵数 Flower number per plant 102.8±7.1 A 51.6±4.2 B 99.1
数据后不同字母表示在 0.01水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different at 0.01 probability level. NSD: normal short day; LD: long day.

2010 年和 2011 年播种的第一期材料(播种期分
别为 11 月 6日和 12 月 1日)在长日照下生长时, 出
苗至初花(VE至 R1)日数分别为 28 d和 30 d, 初花至
盛花 (R1~R2)分别为 12 d 和 10 d, 初花至始荚
(R1~R3)分别为 25 d和 20 d; 同期播种的材料在自然
短日照(NSD)下, 出苗至初花(VE~R1)分别需要 19 d
和 27 d, 初花至盛花(R1~R2)分别为 6 d和 4 d, 初花
至始荚(R1~R3)分别为 10 d和 6 d。可以看出, 长日
照处理可以延长大豆开花期, 早播材料的开花期比
晚播的长。不同年份材料发育时期长度有一定差异
的原因可能是播种期不同, 温度不一致。
2.2 光照长度对大豆花器官形态特征的影响
与自然短日照(NSD)处理相比 , 长日照(LD)处
理材料的花朵及其组成部分均变大, 差异达极显著
水平(P<0.01)(表 3)。LD条件下萼筒高度、直径均比
NSD 大, 去雄蕊时有较大空间, 不易碰伤柱头, 有
助于提高杂交成活率。
2.3 光照长度对大豆花粉数量和花粉败育率的
影响
长日照处理下大豆单个花朵的平均花粉数量为
5038.1 个, 比自然短日照下多 48.43%。大豆单体花
药和单个花朵的花粉数量在长日照和自然短日照处
理间的差异均达到极显著水平(P<0.01)(表 4)。大豆
具有九合一离的二体雄蕊, 这 10个雄蕊在花蕾中排
成上下 2 层[16]。在单个花朵内部, 上层花药比下层
花药的平均花粉数量多(表4)。采用 1%碘-碘化钾
(I-KI)染色法在光学显微镜下观测花粉败育率, t 检
验结果显示, 在 2种光照处理间, 上层花药、下层花
药、单体花药和单个花朵的花粉败育率均以自然短
日照处理为高, 差异达到极显著水平(P<0.01)。可见
第 7期 张 勇等: 南繁条件下东北春大豆杂交成功率的提高 1299


表 3 不同光照处理对花器官形态的影响
Table 3 Effects of different photoperiod treatments on the morphological traits of flower
花器官形态学特性
Morphological trait of flower
长日照
LD (mm)
自然短日照
NSD (mm)
(LD–NSD)/NSD
(%)
花托底至萼片顶端高度 Height from receptacle bottom to sepal top 7.2±0.7 mm A 5.4±0.5 mm B 32.7
花托底至花瓣顶端高度 Height of receptacle bottom to petal top 7.5±0.3 mm A 4.6±0.6 mm B 62.9
萼筒高度 Sepal tube height 2.9±0.3 mm A 2.1±0.2 mm B 38.5
花托底至花丝顶端高度 Height from receptacle bottom to filament top 5.0±0.2 mm A 3.4±0.5 mm B 44.3
萼筒口直径 Sepal tube diameter 2.4±0.2 mm A 2.1±0.2 mm B 16.8
萼筒口至花丝顶端高度 Height from sepal tube gap to the filament top 2.1±0.2 mm A 1.35±0.4 mm B 53.3
数据后不同字母表示在 0.01水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different at 0.01 probability level. NSD: normal short day; LD: long day.

表 4 不同光照条件下大豆花粉数量和败育率的比较
Table 4 Comparisons of pollen number and abortion rate under different photoperiod treatments
花粉数量 Pollen number 花粉败育率 Pollen abortion rate (%) 性状
Trait 长日照
LD
自然短日照
NSD
(LD–NSD)/NSD
(%)
长日照
LD
自然短日照
NSD
(LD–NSD)/NSD
上层花药 Upper anther 634.5±116.9 A 288.0±78.4 B 120.3 18.0±8.8 a 11.9±4.8 b 51.2
下层花药 Lower anther 356.1±64.5 A 113.2±48.7 B 214.6 40.7±14.2 A 20.6±5.6 B 97.2
单体花药 Single anther 441.1±79.4 A 135.2±50.0 B 226.3 30.6±12.3 A 12.6±4.7 B 142.3
单个花朵 Single flower 5038.1±785.4 A 2028.0±511.2 B 148.4 29.8±9.4 A 15.0±4.3 B 97.8
数据后不同字母表示在 0.01水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different at 0.01 probability level. NSD: normal short day; LD: long day.

在南繁自然短日照条件下, 大豆花粉数量明显减少,
且花粉败育率高, 这是南繁条件下杂交成活率低下
的重要原因。
2.4 不同杂交技术的效果比较
2.4.1 杂交成活率 方差分析表明, 亲本光照处
理(因素 A)间和母本花蕾大小处理(因素 C)间均存在
极显著差异(P<0.01), 杂交技术(因素 B)间存在显著
差异(P<0.05)。而 A×B、B×C、A×B×C 的互作均不
显著。就单个因素而言, 母本为短日照、父本为长
日照的处理杂交成活率最高。采用去雄杂交技术时,
父母本同为自然短日照处理、父母本同为长日照处
理和母本为自然短日照处理、父本为长日照处理时
的杂交成活率分别是 22.78%、46.20%和 61.08%; 采
用不去雄杂交技术 , 相应的杂交成活率分别是
34.01%、56.82%和 68.70%, 比采用去雄技术的处理
平均高出 10%左右。母本植株上待授粉花蕾对应的
杂交成活率均表现为大花蕾>中花蕾>小花蕾。
2.4.2 真杂种率 母本上杂交用花蕾的大小对杂
交种真伪影响很大。计算 2 年试验中不同光照处理
下真杂种率的平均值, 结果显示, 分别选大、中、小
花蕾进行杂交时, 若母本去雄, 三者的真杂种率依
次为 98.3%、94.8%和 8.3%; 若母本不去雄, 真杂种
率分别为 92.8%、86.5%和 0 (表 5)。可见, 选取母本
上大花蕾做杂交的真杂种率比中花蕾和小花蕾都高,
去雄比不去雄时的真杂种率高。
2.4.3 杂交成功率 由于用大花蕾进行授粉的杂
交成活率及真杂种率均比用中花蕾和小花蕾高, 所
以本研究只对大花蕾的杂交成功率进一步分析。由
表 6 可以看出, 采用去雄蕊杂交技术时, 父母本均
为自然短日照处理、父母本均为长日照处理和母本
为自然短日照、父本为长日照处理的杂交成功率分
别为 22.8%、46.2%和 57.8%; 采用不去雄杂交技术
时 , 三者的杂交成功率分别为 30.7%、 54.3%和
64.4%。可见, 尽管去雄后使真杂种率有一定幅度的
提高, 但因不去雄时杂交成活率明显高于去雄处理,
使不去雄处理比去雄处理的杂交成功率平均高 8%
左右, 其中, 以母本为自然短日照、父本为长日照处
理材料的杂交成功率最高, 达到 64.36%。
3 讨论
在海南岛冬季南繁条件下, 温度高、日照短, 大
豆杂交成功率很低 , 限制了南繁时杂交工作的开
展。在各项成本持续走高的新形势下, 迫切需要突
破南繁杂交技术瓶颈, 开展杂交组配, 充分利用南
1300 作 物 学 报 第 40卷


表 5 不同光照处理下采用两种杂交技术时的真杂种率
Table 5 True hybrid rate of different hybriding techniques under different photoperiod treatments (%)
光照处理 Photoperiodic treatment 去雄 Emasculation 不去雄 Nonemasculation
母本 Female 父本 Male
母本花蕾类型
Size of female
flower bud 2010–2011 2011–2012 x 2010–2011 2011–2012 x
NSD NSD 大花蕾 Big 100.0 100.0 100.0 90.9 88.9 89.9
NSD NSD 中花蕾 Middle 90.9 100.0 95.5 83.3 87.5 85.4
NSD NSD 小花蕾 Small 0 0 0 0 0 0
LD LD 大花蕾 Big 100.0 100.0 100.0 90.0 100.0 95.0
LD LD 中花蕾 Middle 100.0 83.3 91.7 77.9 88.9 83.3
LD LD 小花蕾 Small 50.0 0 25.0 0 0 0
NSD LD 大花蕾 Big 88.9 100.0 94.5 90.9 96.3 93.6
NSD LD 中花蕾 Middle 100.0 94.1 97.1 85.7 96.2 90.9
NSD LD 小花蕾 Small 0 0 0 0 0 0
大花蕾平均值 Big bud average 96.3 100.0 98.2 90.6 95.1 92.8
中花蕾平均值 Middle bud average 97.0 92.5 94.8 82.3 90.9 86.5
小花蕾平均值 Small bud average 16.7 0 8.3 0 0 0
NSD: 自然短日照; LD: 长日照。NSD: normal short day; LD: long day.

表 6 大花蕾作母本时不同处理的杂交成功率
Table 6 Hybridization success rate of big flowers on the female parent plants under different photoperiod treatments
光照处理
Photoperiodic treatment
杂交成功率
Hybrid ization success rate (%)
显著性测验
Significance test
母本 Female 父本 Male
杂交技术
Hybrid technique
2010–2011 2011–2012 x 0.05 0.01
NSD LD 不去雄 Nonemasculation 60.6 68.1 64.4 a A
NSD LD 去雄 Emasculation 53.3 62.2 57.8 a AB
LD LD 不去雄 Nonemasculation 45.0 63.6 54.3 ab AB
LD LD 去雄 Emasculation 36.8 55.6 46.2 b B
NSD NSD 不去雄 Nonemasculation 37.0 24.3 30.7 c C
NSD NSD 去雄 Emasculation 21.7 23.8 22.8 c C
NSD: 自然短日照; LD: 长日照。NSD: normal short day; LD: long day.

繁季节, 提高育种效益。以往对大豆杂交技术的研
究多是针对中、高纬度生态条件开展的[17-23], 而关
于在南繁短日高温条件下如何提高大豆杂交成功率
的报道则很少 [12]。本研究针对上述问题开展研究 ,
分析南繁条件下大豆杂交成功率低下的原因, 探索
解决途径。
3.1 南繁条件下大豆杂交成功率低下的原因
本研究的结果表明, 在南繁自然短日照条件下,
大豆开花持续时间短 , 花朵数量少 , 此外 , 短日照
使大豆花朵减轻, 花器官变小, 花丝生长纤弱且扭
曲 , 花药干瘪 , 花粉数量少 , 花粉败育率高。利用
1% I-KI染色测定花粉育性的结果也表明, 干瘪的花
药里不育花粉数量明显增多, 而饱满的花药中则不
育花粉数量明显减少, 这与我们根据花器官形态推
测的结果一致。所以, 在南繁自然短日照下, 大豆花
期持续时间短、花朵数量少、花朵小和花粉败育率
高是导致杂交成功率低下的重要原因。
3.2 长光照处理对大豆植株形态和花粉育性的
影响
南繁时进行长日照处理可使东北早熟春大豆的
植株营养体变大 , 花期延后 , 开花持续时间延长 ,
花朵变大 , 花丝生长粗壮且直立 , 花药饱满 , 花粉
数量多, 花粉败育率低。可见, 通过人工光源延长光
照时间是解决南繁条件下大豆花朵数量少、花朵小
和花粉败育率高等问题的有效途径。
3.3 去雄措施和花朵大小对杂交成功率的影响
采用不去雄杂交技术可以避免或减轻杂交时对
柱头的伤害, 提高杂交成功率, 这与前人的研究结
果一致[16,24]。同时, 采用该项技术可节省时间, 在有
限的时间内进行更多的杂交操作, 进而收获足够的
杂交荚数。花朵大小反映花朵发育状况, 大花蕾发
育充分, 花粉数量多, 败育率低, 则杂交成功率高。
第 7期 张 勇等: 南繁条件下东北春大豆杂交成功率的提高 1301


在杂交时还要准确把握授粉时间。一般来说, 大豆
自花授粉发生在花冠高度与最高花萼高度相同或相
近时[25-26], 人工杂交应在此前进行。
在 3 种父、母本光照处理组合中, 母本为自然
短日照、父本为长日照处理的材料杂交成功率最高,
可能的原因有三: (1)自然短日照下花朵少, 营养竞
争小, 杂交花荚不易自然脱落。(2)自然短日照下母
本植株花期集中, 花朵大小更易界定, 容易选定大
花蕾。(3)长日照下父本花粉量充足且花粉育性好。
在本试验中, 11月上旬播种的材料出苗至初花(VE~
R1)和花期(R1~R3)比 NSD分别延长 9 d和 15 d, 因
此, 建议在 11 月上旬播种父本, 出苗后进行补光处
理, 在父本播种 7 d后播种母本, 之后每 5 d播种一
次, 共播种 4次, 以保证父母本花期相遇, 有效延长
杂交时间。
3.4 南繁条件下进行大豆杂交的综合技术方案
根据本试验结果, 提出了南繁条件下提高大豆
杂交成功率的综合技术方案: (1)父本适期早播并进
行 18 h长日照处理, 母本在自然短日照条件下错后
分期播种; (2)花期精细管理, 保持充足的水肥供应;
(3)在母本植株上选取与父本花期相遇的大花蕾进行
杂交; (4)选择温度适宜的天气和时段杂交; (5)杂交
前去掉母本花冠但保留雄蕊, 去掉花冠后尽快授粉;
(6)加强杂交花朵和母本植株的后期管理。需要注意
的是, 本研究所用材料均为东北地区早熟品种, 对光
周期相对钝感[27-28]。进行黄淮海或南方大豆南繁杂交
时, 对父本长日照处理的光照时间应适当缩短。
3.5 利用南繁杂交拓宽大豆品种的遗传基础
由于大豆对光周期敏感[27]且品种差异大[28], 在
高纬度地区同期播种时, 不同地区来源的材料常因
花期不遇, 难以相互杂交。我国各产区大部分大豆
品种是以所在生态区材料为亲本选育而成的, 遗传
基础相当狭窄[29]。盖钧镒等[30]指出, 在 1995年之前,
中国东北、黄淮海和南方大豆产区绝大多数育成品
种的遗传基础存在严重的地区局限性。在随后的十
多年里 , 中国大豆育成品种遗传基础虽有所拓宽 ,
但亲本来源仍比较有限[31]。王彩洁等[32]利用与大豆
产量、品质、抗逆性、适应性等重要性状相关的 SSR
标记对东北和黄淮海地区自 20 世纪 40 年代以来大
面积种植的大豆品种进行遗传多样性分析, 结果表
明, 自南向北大面积种植品种 SSR 标记的多态性呈
逐渐降低的趋势, 即东北地区大面积推广品种的遗
传基础比黄淮海地区品种更为狭窄[33]。因此, 加强
地理远缘种质资源的利用是拓宽我国特别是东北地
区大豆遗传基础的必要途径。本研究通过对亲本材
料的光照处理和改进杂交技术等措施, 显著提高了
南繁条件下的大豆杂交成功率, 在此基础上提出了
南繁条件下大豆杂交的综合技术方案, 可以有效地
解决南繁时杂交成功率低下的问题, 便于充分利用
地理远缘大豆材料配制杂交组合, 拓宽大豆的遗传
基础。所以, 该项技术在大豆育种中具有广泛的应
用前景。
4 结论
在南繁条件下, 选取自然短日照处理母本植株
上的大花蕾、以子叶展开期至盛花期长日照处理的
材料作父本, 采用不去雄蕊杂交技术, 能够显著提
高大豆杂交成功率, 实现不同地理来源材料的杂交,
拓宽大豆的遗传基础。
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