浅谈马铃薯有性杂交.doc

浅谈马铃薯有性杂交 目前，在马铃薯育种工作中以及生产中，存在着严重的问题，是病毒引起的退化：即任何优良的品种或杂交后代，一旦染上了病毒，都会通过块茎世代相传、积累，感染率逐年增加，使一些古老的品种难以保存，甚至使新育成的品种未经生产上的应用而很快丧失种用价值。但据有关资料报导，马铃薯的实生苗籽是否带毒的，因此，搞好杂交育种工作，产生大量的杂交种子，是选育新品种，防止病毒严重侵染的重要措施。 有性杂交，一般分为品种间杂交和种间杂交，当前主要以品种间杂交为主。马铃薯的品种类型很多，有丰富的遗传基础，在遗传上有着极具复杂的异质性，无论是自交或杂交都出现非常复杂的分离现象，但它比小麦、油菜等作物稳定的快，杂交种不等其后代分离、稳定，一经选择优良单株就可利用无性繁殖系统，固定其杂种优势，保持其优良特征特性，成为新品种。要搞好此项工作，育种目标，亲本选配、杂交技术，都是极其重要的部分，绝不可轻而视之。一、 制定育种目标在育种工作中，制定育种目标是非常重要的一环，只有制定好育种目标，才能使育种工作有目的、有方向的迅速发展，否则，盲目育种，不但不能适应当地自然栽培条件，而且使育种工作难以达到早出品种，快出品种的效果。因此，要紧密结合当地自然栽培条件，订出切实可行的标准。我省地处青藏高原，海拔高，气候冷凉，昼夜温差大，适宜马铃薯生长，在我省马铃薯种植史上，曾出现过4000公斤以上的高产田，近年来，我们新选育的青薯168品种，经开沟、深抪、集中施肥，在0.2亩地里平均亩产达到万斤以上的高产纪录。但由于我省地域较复杂，海拔落差较大。山、川沟山较多，因此，所形成的栽培类型也有所不同。从大的栽培类型来分，可分为川、浅、脑三个大的自然栽培区，它们的气候变化各异。脑山地区：海拔在27003000米，年平均气温0.6-2.1无霜期短，生长季节为145-190天，晚霜去的迟，均在6月初左右，早霜来临的早，均在9月中旬左右，甚至有些地区无明显的无霜界限。据80年代所测验地观察可知，在6月1日就发生了一严重的霜冻，把我所测验地，凡出苗的品种均被杀死，严重度为100%，水地如此，脑山地区不用说更为严重。从降雨量看，脑山地区年降雨量要比川水地区较高些，均在500毫米，但水利资源缺乏，只能靠天吃饭，到保种保收。浅山地区：位于黄河黄水流域两岸的干旱丘陵低山或山梁地带，海拔20002600米，土壤以淡栗钙为主，年平均气温2-5，有效积温优于脑山，生长季节185-220天，年降雨量200-400毫米，与川水地区相比灌溉条件较差。川水地区：位于黄河、湟水干支流河谷，海拔高度17002650米，年平均气温2.6-8.7大于或等于10有113183天，作物生长季节为195235天，年降雨量为252.2523.1毫米，土壤肥沃，气候比较温暖，水利资源丰富，灌溉条件良好。根据以上三个不同地区的自然条件分析，我们在制定育种目标时，必须根据不同的自然区域，因地制宜的制定出不同类型的，能够适宜各自然生态型的最佳目标。具体要求是： 1 、抗病：抗耐各种病毒，如x , y, m ,s等，以及晚疫病，环腐病，黑茎病等。2、单产：产量指标应是25003000公斤，随之所需的一切栽培管理措施，应满足该品种对它的具体要求。3、优质：从我省的实况看，大部分边远老山地区的人民以马铃薯为主食，群众喜欢淀粉含量高（干散）的品种，因此要求新育成品种具有品味可口，含杂质少，淀粉含量高达20%以上，并易于贮藏与加工。4、熟性：可按早、中、晚不同地区分：脑山地区应培育中早熟，耐旱品种，浅山及半浅半脑地区应以中熟品种为主，川水地区应以中晚熟品种为主，并且能够适应大水大肥。 二 、正确选配亲本组合正确选配亲本组合，是马铃薯杂交育种成败的关键。马铃薯的有性杂交，就是选用不同性状的两个或两个以上的品种进行人工杂交，通过性细胞的结合，产生新类型。然后，从中选出具有双亲优良性状，抗逆性强，适应性广的优良品种（单株）。再经过鉴定比较、选优、去劣，加以推广。但由于各个品种的特征特性有所不同，且遗传传递力也不同，即一个品种某些性状容易传给后代，而另一个品种的某些性状则不易传给后代，因此，我们必须很好的熟悉亲本类型，对它们的特征特性有着较明确的了解，以使在配制亲本组合时，克服盲目性，争取主动性，以达到我们预定的结果。为了掌握那些（品种）亲本组合能创造杂种优势，且变异类型高，我们应根据对亲本掌握的程度，将需要配制的亲本组合进行周密细致的分析，结合各品种的不同特性进行有条理的合理搭配，利用对比、计算、分析，以及花粉萌发力测定等方法，争取选取最优组合，供试验应用。据我们近年的育种实践所得，选配亲本有以下要求。1、 选择具有双亲突出的优良性状，要优点多、缺点少，并且优缺点互补。切记勿选配双亲有共同缺点的组合。在自然界中，万事万物都不可能十全十美，品种也是如此，都各有长处和短处，有的表现单产，有的表现抗病，有的早熟，有的晚熟等等，在确定杂交组合时，一定要综合其各品种的特征特性，具体的加以分析，配制一个符合当前生产要求的最优组合，让品种发挥更大的潜力和优势。近年来，我们确定的杂交亲本一般情况下都是在生产中有一定地位的，它们都在各自不同的角度上占着较强的优势，所以，配制的组合如高原七号x Desiree ，高原七号x卡塔丁，辐深x Desiree等，表现抗病、生长势强，生产潜力大，产量不仅超过双亲，而且比对照品种高原八号增产30%以上。2、选择双亲优良性状遗传力强的作亲本材料。有的品种虽性状好，但它对后代的遗传有着一定的保守性，它的某些优良性状不易传给后代，因此，在确定亲本组合时，要考虑到亲本材料遗传性的强弱，选择双亲具有单产、抗病、抗逆性强、适应性广的作亲本，使新产生的后代材料更加优于双亲。从80年的实生苗组合看，用高原七号和Desiree作亲本，其后代产量表现最高，单株产量达2公斤以上，证明该组合单产性能好，杂种优势强，从块茎颜色看，母本是白皮，父本是红皮，经统计，后代的表现为红皮57.17%，中间型黄皮35.71%，白皮为7.14%，从而说明父本Desiree品种的遗传力强，是做杂交亲本的好材料。总之，应通过实践，对品种的特征特性熟练掌握，达到更好地应用之目的。3、根据马铃薯花粉的育性确定亲本组合与杂交亲本的确定有着密切关系的是马铃薯的开花习性。如果对杂交亲本的开花习性，以及花粉粒的多少，花粉萌发率的高低等性状了解不够，那么所配制的杂交组合，将会出现各种各样的不利情况，给杂交工作带来影响，据观察，马铃薯的开花有以下几种情况： 不能形成花器的。如我院近年种植的斯互布，根本就不现蕾开花，这是要本身的生理特性决定的，据观察，一般这类品种切属单产类型，地上部不形成花器，不结天然果，自然就消耗的养分少，大量的养分最终集于地下部块茎，想利用此品种进行杂交则非常困难。早起落蕾。即不等开花就落蕾，其原因有，A 、干旱缺肥造成的，B、 自身的生理形状造成的，C、 不能自行开花而脱落，或开花后未及时授粉而脱落，如深眼窝品种，现蕾后如不及时喷“九二0”刺激开花，不但不开花，而且很快脱落。 早期落花。这种现象一方面是品种自身的生理因素造成的，另一方面是由于环境条件不适宜而造成的。如果环境不适宜，花柄与花蕾之间就形成离层，就会产生落花、落蕾现象。如果人工附加一些必要的措施，如喷生长刺激素，涂抹萘乙酸，及时授粉等，则可避免晚落。开花正常但花粉无效。经观察与测定，抗疫白、高原七号、高原八号、高原三号、高原四号等品种虽花器构造正常，但花粉量少，并且花粉萌发率特低，均在10%以下，这些品种只适于做母本，用它们做父本一般着果率极低或无。另有深眼窝品种，虽经刺激可以开花，但雌蕊败育，根本就无花粉，因此，用要做母本时不需去雄，可直接授粉。 开花正常，花粉有效，但雌蕊发育不良，生活力极低。如我们做的76-23-1375-23-10组合，做了405朵花，根本就没有一个着果的，但进行反交，做了474朵花，则成果23个，经花粉萌发率测定，两亲本的萌发率均在10%左右，从而证明了用76-23-13做母本是不行的，它是属雌性不育类型的。从杂交过程中观察所知，它的柱头很少分泌出一种性腺（粘液），所授的花粉因没有萌发条件而被风吹掉或被太阳晒死，加之它本身无接受能力，则使杂交不易成功。 开花正常，花粉有效。此类现象一般均有天然果，但因各品种的性状不同而异，选其做亲本时应具体分析，看适于做母本还是适于做父本，如果花粉有效率特高，但雌蕊发育不正常（畸形、无性腺等）则可做父本。如果花粉正常且柱头正常，既可做父本，也可做母本。但该亲本做母本时必须去雄，否则会发生假杂交现象。三、 有性杂交 要搞好有性杂交，若先必须对马铃薯花的构造和开花习性进行详细的研究。并根据其对环境条件的要求来确定杂交的时间，再结合杂交技术的熟练掌握，才能使杂交顺利进展。马铃薯的花器构造：有花萼、萼片全部连接在一起；花冠，又分为五瓣，呈五角星或轮型，有白、红、兰、紫、及不同程度的紫红、紫兰等色泽。有雌蕊和雄蕊两个主要部分，一般有雌蕊五枚，包括花丝和花药，花丝短粗，并着生在花瓣基部，花药聚生呈黄绿色、橙黄色等，凡花药疫小或瘪缩，并呈黄褐或灰黄色的品种属雄性不育性，多数没有有效花粉，不能天然结实。雌蕊一枚，着生在花的中央，呈直立棒状，绿色、白色等。基部膨大部分为子房。马铃薯的开花习性：马铃薯的花芽是由顶芽分化而成的，大多数早熟品种的花芽分化是在植株的第1314叶节上，开第一层花后植株不再伸长，随之形 成第二层花序，但往往很早脱落，不开花，因而表现了开花早、花量少，花气短等特点，而中晚熟品种第一层花芽的分化多数在植株的第1618叶节上，花开放后，随着侧芽的生长继续形成第二层，第三层花序，其强大的侧枝也具有同样的着花习性，因而表现了开花晚，花序多，生长期短等特点。马铃薯的花器构造有着一定的自动调节作用，以适应气候特征的要求，即白天开放，晚上关闭，在我省一般是在早晨8点9点钟开放，下午78点关闭，每天开放的时间为810小时，阴雨天开放的时间最短，或呈半闭合状态，每朵花开放的时间为35天，一个花序为720天，整个植株可延长1545天，花的开放是由顶部先开，一朵花序由上而下依次开裂。随着温度的升高以及时间的推移，花药开裂，并散出花粉。柱头着生在子房上，是传递花粉管的回管（即受精的通道），一般雄蕊比雌蕊早成熟12天，成熟可育的柱头则分泌出一种粘液（可能是一种性腺，也可能是一种促进受精的酶），有这种粘液，一但授粉很快就会粘着，当温度适宜，就会很快萌发，抽出花粉管达到受精。如果受精，则花朵在23天内勾头，随之子房膨大，则表明杂交成功。一般情况下，受精可延长57天，如果超过期限的无授粉，那么，柱头连同子房将从花柄上的脱落层自行脱落。但过早授粉，柱头则不分泌粘液，所受的花粉难以粘着在柱头上，并且因无萌发条件而丧失生活力，因此，掌握好有利的时机进行杂交，是杂交成败的关键一环。2、马铃薯杂交对环境条件的要求马铃薯开花和杂交时期对温度和湿度的要求是比较严格的，在我省适宜的杂交温度为1820温度过高或过低都对杂交不利，高于26则花粉死亡，低于10则不易成功。对湿度的要求一般在6580%范围内，低于65%则杂交不易成功。在时间上虽没有严格的要求，但一天内最理想的时间是早上811点，下午47点。3、 花粉的采集花粉的采集一般在授粉的当时采，特殊情况下也可提前12天采，采集花时要注意采适龄的花朵，即开放23天的花朵，其鉴别方法是：开放早的花，其花药顶部已变为黑褐色，并有较大的裂口，且花苗瘦而变软，属过时的花朵，不宜应用。而适于杂交的花朵，花落则非常饱满，呈黄色，并且有的顶部欲将开放，手摘下来放置数分钟就可开放，有的顶部则刚开放，这样的花药花粉含量高，生活力强，再加之环境条件适当，所搞的杂交均易成功。4.杂交方法：只有掌握了马铃薯的开花习性，以及适宜的温度、湿度、时间等，才能使杂交效率大大提高。其次就是杂交技术，杂交的要求首选是认真、细心、负责，特别是需要去雄的花朵，一定要注意手轻，去雄时决不能将柱头碰断，否则将一事无成。要求每序花只留57朵小花将其余的花蕾以及开放过早的花去掉，凡去雄的花朵，一般应在前天下午去雄，第二天上午授粉，但特殊情况下也可当时去雄，当时授粉，因一般花的雄蕊比雌蕊成熟的迟，虽花朵已开放，柱头已成熟，但雄蕊并没有开裂、散粉，此时去雄，即可授粉。授粉时，应一个组合作完将手擦净，每做另一个组合，以免与下一个组合授乱。具体操作时，需将雄蕊的花粉弹在左手大拇指上，然后再涂给此蕊（柱头），涂时要尽量使柱头周围都粘上花粉，这样可达到充分受精，授粉量的多少与着果率、千粒重大小，以及籽粒的饱满程度有着密切的关系。一旦首份结束，就应即时挂牌，挂牌要求一般挂在花柄上，牌子上要写明组合代号，即，要求母本在前，父本在后，并写清杂交的时间，以及杂交花朵数。凡母本属雄性不育类的，则可不去雄，直接授粉。四、 套袋授粉一周后，则可检查杂交结实的情况，凡花冠脱落，子房膨大，小花勾头（即朝下），则证明杂交成功。否则，45天未经受精的花朵，其花柄节处产生离层而随之脱落。当果子直径在1厘米以上时即可套袋。套袋时要求果子连同纸牌一起套上，以免果子脱落后无纸牌，无法辨认，给计算以及结实率造成影响。套袋的时间不宜过早，过早则影响果子的膨大以及成果率，特别要注意袋内的通气情况，如果袋内通气不良，就是杂交成功的果子，并且长的相当大，也会因通气不良，温度过高而发生脱落现象，因此，套袋时要给玻璃纸上穿若干小孔以使空气流通，套袋时也应留有适当的空隙。袋子性状要求1117厘米的比例为宜。五、 采收种子采收种子可在收获前进行，采收时应按组合归并一起，以便于洗种，采回的种子应放在室内让其后熟，一但种子变软，放出香味，即可洗种。六、 洗种洗种时，首先要将整个组合一一分开，以免搞乱，然后用清水泡于盆内用手擦，把果肉与果皮分开，去皮过筛，继续清洗种子，后凉于吸水纸上让其阴干，后分装，称重，标好组合与日期，妥善保存，待来年应用。 存在问题及讨论1、 实行分期抪种解决花期不遇由于各个品种的生育期不同，故导致了开花时期也不相同，因此，实行分期抪种是解决花期不遇的有效途径，这第一步搞不好，将会影响着杂交工作的顺利进展，究竟早熟品种与中熟品种、晚熟品种、中晚熟品种的抪期之间应相隔几天才能使各品种在同一时期内开花，这还应根据我们对各品种的特性掌握对的熟练程度来决定。从我们近年的分期抪种看，早熟与晚熟品种的抪期相隔10天，作用并不大，按理说，早抪的品种应比晚抪的出苗早些，但相反晚抪的早熟品种出苗一般都比早抪的晚熟品种出的早，并且现蕾、开花也比早抪的晚熟品种早。因此说，抪期还应适当的差距再大些。由于我省适宜的杂交季节短，仅有一个月时间，从杂交的效果看时间越早越好，一般在7月上旬杂交成果率高，而到7月下旬则下过甚差，杂交成果率低，并且果子成长的小，成熟的差。因此上说要搞好有性杂交必须解决好花期不遇现象，否则，将会直接影响因花期不遇而推迟杂交日期。给坐果和成熟造成不利。2、 杂交组合配制的几个问题杂