全 文 ：提高甘蓝型油菜与落蓝属间杂交
结籽率方法的初步研究
肖成汉 吴江生 何凤仙 (华中农业大学 40 30 70 )
浸笋二污
摘要 为了克服甘蓝型油菜与落蓝属间远缘杂交不亲和性 ,提高结籽率 ,采用剥曹去雄授粉 、
重复授粉 、 5写抓化钠或 2%胰蛋白酶涂抹甘蓝型油莱柱头 、 截去柱头等 5 种方法 . ,共授粉 2 70 0 朵
花 ,获得种子 1 002 粒 ,平均每朵花结籽 0 . 371 粒 . 按每朵花可结籽 24 粒计算 ,上述处理结籽率分
别为 。. 19 8写 , 5 . 0 16 % , 1 . 0 84 % , 。 . 926 %和 。 . 3 % 。 以重复授粉效果最好 ,其次为 5%抓化钠 、 2写
胰蛋白酶 ,去雄后授粉效果最差 ,截柱头效果亦不好 。并采用荧光脱服质反应方法 ,检测了各处理柱
头乳突状细胞麟服塞的反应 ,分析了各处理结籽率不同的原因 。
关键词 甘蓝型油菜 落蓝 属间杂交
芸苔属 (肠助娜闭 )植物与近缘属之间的远
缘杂交 , 是选育油菜和蔬菜新品种的方法之
一 。 自 1 9 17 年 aK 扭n us 第一次利用甘蓝型油
菜 ( B . 朋户昭 )与芜脊 ( B . ,卿 )进行种间杂交以
来 , 国内外许多学者开展 了种间和近缘属 间
杂交工作〔` , 。 我国学者赵合句等首次报道 了
甘蓝型油菜与落蓝 ( 2反对is t俪女甲必 ) 的 属 间
杂交 ,并选育了甘蓝型油菜抗病材料 ,但未报
道他们“ 改进了杂交方法 ” 即 。 赵云等为了提
高甘蓝型 油菜与诸葛菜 (伪笋峋咖匆饥哪 ~
白口叨占 )属 间杂交的结籽率 ,克服不亲和性 , 曾
进行了几种促进花粉发芽和花粉管伸长的方
法的初步研究〔 3 , 。
本研究采用多种方法处理雌蕊柱头 ,企
, 本文承蒙傅廷栋教授审阅修改 ,特此致谢 。
增加 ,增产达 0 . 01 显著水准 。 当尿素施用量
在试验设计的一 1 . 68 2 ~ 1 . 6 82 这五个水平
时 , 单株成铃数依次为 1 6 . 4 0 , 1 8 · 2 5 , 1 8 · 9 1 ,
19
.
71 和 2 . 4 0 ,高低相差 6 个 , 高者比低者
高出 36 . 59 % , 而脱落率则随着尿素施用量
的增加而明显减少 ,且早衰的出现随尿素施
用量的增加而推迟发生 。 在本试验设计的尿
素施用量范’围内时 ,每增施 kI g 尿素可增产
子棉 1· 6 2 k g o
据棉区土壤普遍缺氮这一前提 ,一定数
量的氮素投入 , 当是提高单株成铃 、减少脱落
比率 、 延缓早衰进而提高皮棉单产的重要措
施 ,且在施肥方法上要注意重施花铃肥 。
4
. 棉饼施用量这一因素在本试验中增产
作用不显著 ,可能与试验田有机质含量高 、肥
力高有关 。 若在中下肥力水平田块或低有机
质含量田块进行试验 ,棉饼的投入当对产量
有较大的影响 。
综上所述 , 双膜棉欲取得每 公 顷 高 于
1 50 k0 g 的皮棉产量 , 种 植 密 度 不宜少于
4 9 5 0 0 株 ,尿素施用量不宜少于 4 5 0 ks ,氯化
钾用量不宜少于 30 Okg , 且要有相当的有机
肥的投入 ,特别是有机质含量低或肥力低下
的棉田更应如此 。
19 9 3年第 。 期
DOI : 10. 14088 /j . cnki . i ssn0439 -8114. 1993. 09. 004
图破坏柱头表膜蛋 白的识别作用 ,变 “ 拒绝 ”
反应为“ 认可”反应 ,提高结籽率 . 并用荧光拼
抵质法 ,测定雌蕊柱头乳突状细胞荧光脐抵
质反应 , 以了解其机理 。现将初步研究结果报
道如下 。
一 、材料和方法
1
. 材料
甘蓝型油菜品种为华双 2 号 ;落蓝为中
国科学院武汉植物研究所提供 。
2
. 方法
( 1) 田间杂交 选健壮的华双 2 号植株
做母本 ,于前 1 天下午去除已开的花和第 2
天上午以后不可能开的花蕾 , 留 15 个第 2 天
开的花蕾 , 去雄后套袋 ,次 日上午 8 时对雌蕊
柱头分别用各种方法进行处理 , 10 ~ 12 时取
落蓝的花粉授粉 ,重复授粉处理在第 1 次授
粉后的第 2 天上午再授粉 1 次 。 授粉后套袋 。
(2 )结籽率统计 授粉后 4 d5 左右 ,收获
杂交种子 ,室内考种 ,按下列公式分别计算每
个处理的结籽率 (华双 2 号今年每个角果平
均结子 24 粒 ) 。
表 1 各处理的结籽率
处理序号 处理方式 授粉花朵数 应结籽数 实结籽数
结籽率
(% )
I ( C K ) 去雄授粉
重复授粉
5% N目C】
2%胰酶
截住头
1 0
.
0 8 0
8
,
2 8 0 ] 9
0
.
1 9 8
5
.
0 1 6
1
.
0 8 4
0
.
9 2 6
O
,
3 3 0
2063210
nUóUnU
6081
,曰ù.二一目l,1自
20546
J望一b沼,O甘几」
注 : 应结籽数为授粉花朵数乘以 24 , 下表同 。
进一步 比较各处理平均数 (见表 2) , 发
现除处理 万与其 它各处理差异显著外 , I 、
l
、
N
、
v 各处理之间差异不显著 ,表 明重复
授粉处理 比其他处理方式优越 ,结籽率明显
高于其他处理 。
表 2 各处理结籽率平均数比较
处理序 号 处理方式
重复授粉
5% N a C I
2%胰酶
截柱头
去雄授粉
夏 差异显著性
V
1 ( CK )
1 1
.
1 0 0 6
5
.
3 6 8 6
4
.
9 9 8 6
2
。
1 8 7 1
2
.
0 1 7 6
结籽率镶美纂纂祟丽 “ , “ ” % 3 , 温度与杂交结籽率的关系在 3 月中旬气 温较低 (旬平 均气 温
10
.
9 ℃ ) 时和 4 月中旬气温较高 (旬平均气温
巧 . 3℃ )时进行杂交 , 发现气温较高时 ,杂交
结籽率高 (表 3 ) 。
表 3 各处理结籽率与气温的关系
实结籽数 气温
D
.
08 3
0
.
3 27
较低较高
0
.
2 2 2
6
.
9 3 3
较低较高
0
.
37 0
1
.
3 4 3
0
。
7 9 4
0
.
9 9 2
0
.
2 3 0
较低较高
较低
较高
较低
6208624487615019
每处理取 20 个花序 , 用每个花序的结籽
率按单向分级资料进行方差分析 。
( 3) 荧光拼眠质反应测定 授粉后 2 h4 ,
每个处理取子房 20 个 , 用卡洛氏固定液固定
24 h
,
10 %亚硫酸钠煮沸 sm in ,苯胺蓝染色 ,
压片 , 在荧光显微镜下观察 。
二 、结果与分析
1
. 各处理的结籽率
各处理结籽率见表 1 。 由表 1可见 : ①甘
蓝型油菜与落蓝可进行杂交 , 不管哪种处理
方式 , 均可获得 种子 , 结籽率在 0 . 1 98 % ~
5
.
0 16 %之间 ;②从提高杂交结籽率看 , 以重
复授粉最好 ,其次为 5%的氯化钠或 2%的胰
蛋白酶处理 ,截柱头效果最差 。
2
. 各处理之 问差异显著性浏定
5 个处理结子率经方差分析 , F 值达显
著水平 ,表明 5 个处理之间有本质上的差异 。
湖北农业科学
处理 处理序号 方式
(人) 去雄授粉
I 重复授粉
1 5% N a c l
2 %映酶
截住头
7 2 0 0
6 1 2 0
3 6 0 0
9 0 0 0
1 1 8 8 0
6 4 8 0
7 5 6 0
] 5 1 2 0
8 2 8 0
nUlb曰巴二CJ工ó口005工bl勺丹了O门曰矛,1弓JdnJ,自1几的月,2U内O六3
由表 3 可见 : ①不管何种处理方式 ,气温
高时授粉比气温低时授粉结籽率高 , 如处理
I 气温低时结籽率为 0 . 083 % , 气温高时则
为 0 . 2 3了% ; 处 理 I 则分 别为 0 . 2 2 %和
1 1
6
.
93 3 %
;处理 l为 0 .3 7 % 0和 1 .3 3 % 4;处理
N为 0.7 9 4%和 0 .9 9 2% 。 ②气温较低时杂
交 , 在柱头表面涂 5% Na a 或 2 %胰酶均可
提高结籽率 , 如对照 (处理 I )气温较低时结
籽率为 0 . 083 % ,处理 l 为 0 . 2 2% , 而处理
I 和 N 分别为 0 . 3 7 0%和 0 . 7 9 4% 。 ③在气温
较高 、 天气晴朗时 ,用 Na o 或胰酶处理 ,柱头
进行杂交 , 对提高结籽率不如重复授粉那么
明显 。
4
. 各处理荧光拼肤质反应
近十几年来确定了一种检验自交或杂交
亲和性和不亲和性的指标 , 在不亲和的交配
中 , 当传粉几小时后 ,在柱头的乳突细胞中产
生凸透镜的脐服质塞的结构 ,它阻碍花粉管
的进入 ;而在亲和的交配中 ,拼股质塞是缺少
的 ,这种拼既质反应可用苯胺蓝诱导荧光测
出〔幻 。 我们用苯胺蓝诱导荧光的方法 , 在荧光
显微镜下观察各处理柱头乳突状细胞中脐肌
质塞的情况 (表 4) 发 现 : ① 低 温 下 各处理
表 4 各处理柱头上花粉粒数目和脱服质反应
处理序号 处理方式 花粉粒数 发芽花粉数 研服质塞量
I ( cK ) 去雄授粉 多 少 多
I 重复授粉 最多 较多 多
1 5%Na Q 多 较少 较少
w Z%胰酶 多 较少 较少
v 截柱头 极少 最少 无
头处理见不到乳突细胞和拼服质塞 ,花粉粒
极少 ,发芽花粉粒更少 ,可能由于柱头被截除
后 ,无分泌物 , 花粉粒难以附着在花柱上 , 因
而花柱上花粉粒极少 ,也缺少柱头表面供花
粉粒发芽的一些营养物质 ,使花粉粒发芽少 ,
伸长亦慢 。
三 、 问题讨论
甘蓝型油菜与落蓝的属间杂交是一项新
的很有意义的工作 。它与其它远缘杂交一样 ,
很难获得杂交种子 。 本试验在 国内外首次应
用胰蛋 白酶处理柱头 , 企图消化柱头表膜的
识别蛋白 , 使杂交不亲和变为亲和 , 以提高结
籽率 , 虽获得初步结果 ,但仍需进一步研究 ,
如胰酶的最适浓度 、处理时的温度 、处理时间
长短等 。 虽然未进行胰酶处理柱头再进行重
复授粉的试验 ,但是 ,根据本试验结果综合分
析认为 ,可能用胰酶处理后 ,再重复授粉比只
进行重复授粉 ,对提高结籽率效果更好 。
均可见到落蓝花粉粒柱头上基本上未能发
芽 , 即使有极 少数花粉粒发芽 , 花粉管亦很
短 ,柱头乳突细胞阱眠质塞很多 。这可能是造
成低温下杂交结籽率低的主要原 因 ;②氯化
钠或胰酶处理柱头 ,乳突状细胞拼服质塞少 ,
有利花粉管进入柱头进行授精 ,提高结籽率 。
这可能由于氯化钠或胰酶可使柱头表膜蛋 白
变性或消化 ,从而使其失去识别作用 ,变 “ 拒
绝 ” 反应为 “ 认可 ” 反应 ,③重复授粉柱头表面
花粉粒总量多 ,发芽花粉粒绝对数量多 ,花粉
管伸长较快 ,拼眠质塞虽较氯化钠和胰酶处
理多 ,但比对照要少 。这可能是由于花粉粒群
体效应造成的结果 ,因而结籽率最高 ;④截柱
参考文献
l 孟金陵 . 芸苔属植物远缘杂交研究进展 , 国外农学一油料
作物 , 1 99 3 , l : 1 ~ 7
2 赵合句等 . 油菜与与莽菜 、裕蓝属间杂交初探 , 湖北农业
科学 , 19 9 3 , 5 : 1 7~ 18
3 赵云等 . 油菜与诸葛菜属间远缘杂交的初步研究 , 中国油
料 , 1 9 9 3 , l : 7 ~ 9
4 胡适宜著 . 被子植物胚胎学 . 北京 :人民教育出版社 ,
1 9 8 3
,
12 8~ 1 3 0
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1 9 9 3年第 9 期