NaCl溶液克服大白菜自交不親和性的研究

譚翀,岳艷玲

(云南農(nóng)業(yè)大學園林園藝學院,昆明,650201)

NaCl溶液克服大白菜自交不親和性的研究

譚翀,岳艷玲

(云南農(nóng)業(yè)大學園林園藝學院,昆明,650201)

以大白菜自交不親和系07s20為試材，于蕾期和花期分別噴施不同濃度的NaCl溶液以克服其自交不親和性。試驗結果表明，花期和蕾期噴施1%～5%NaCl均可顯著提高07s20親和性，但花期處理明顯高于蕾期。其中花期噴施3%NaCl，親和指數(shù)達到8.54，是人工破蕾的58.1%，可以代替蕾期人工破蕾授粉克服大白菜的自交不親和性，以降低種子生產(chǎn)成本。

大白菜；自交不親和性；NaCl溶液

自交不親和是十字花科作物中普遍存在的一種自然現(xiàn)象,是一種重要的生殖保障,具有避免自交近親繁殖、促進異交的作用[1～2]。自交不親和系是實現(xiàn)十字花科作物利用其雜種優(yōu)勢育種和制種的重要途徑[3]。大白菜( L.ssp. )屬于十字花科(Cruciferae)蕓薹屬( )蕓薹種( )的重要蔬菜作物,為兩性花異花授粉作物,雜種優(yōu)勢明顯[4]。應用自交不親和系制種時,若要提高制種效率和雜種純度,要求自交不親和系的親和指數(shù)越低越好,但同時存在著親本繁殖困難的問題[5]。蕾期人工破蕾授粉可以有效地克服大白菜自交不親和性,但需要較大的人力資源,從而導致制種成本上升[6]。為探索一種簡單易行低成本的方法,前人進行了大量的研究。1989年,侯國佐等用NaCl處理甘藍型油菜花,發(fā)現(xiàn)5%和8%的NaCl可有效克服自交不親和[7]；王妍妮等對秦甘80甘藍的研究認為,花期噴施4%～5%NaCl加0.3%硼酸克服自交不親和效果最好[8]；周慶紅等在甘藍上的研究認為,噴施5%NaCl附加0.3%的硼酸溶液親和指數(shù)最好[9]；原連莊認為,不同自交系在不同時期適宜的鹽水濃度不同,以2.0%～2.5%NaCl克服大白菜自交不親和效果最佳[10]。所以,不同作物其結論不同。07s20是青麻葉類型自交系,經(jīng)濟性狀優(yōu)良,配合力高,但嚴重自交不親和。為了克服其自交不親和,本試驗分別于蕾期和花期噴施不同濃度的NaCl,探索在昆明氣候條件下NaCl克服大白菜自交不親和的施用時期和用量,以期能夠高效利用該自交系。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大白菜自交不親和系07s20,青麻葉類型,由云南農(nóng)業(yè)大學選育而成。

1.2 試驗方法

試驗分別在花期和蕾期噴施不同濃度的NaCl溶液,設蕾期人工破蕾授粉和清水處理為雙對照(表1)。每個處理6～8個花序,每個花序處理15個蕾或花,3次重復。各處理在每天9:00～11:00進行。蕾期噴灑NaCl溶液后進行套袋隔離；花期處理在處理前進行套袋,4 d后去袋去花序頂端的花蕾進行NaCl溶液處理,處理后依然套袋隔離；人工破蕾授粉處理于授粉前4 d套袋隔離,采集本株所有開放花朵,取其花粉為本株花蕾破蕾授粉。7 d后拆袋,2個月后統(tǒng)計結莢數(shù)及結籽數(shù),計算親和指數(shù),親和指數(shù)=結籽數(shù)/授粉花數(shù)。

采用SPSS統(tǒng)計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 蕾期不同濃度NaCl溶液處理對大白菜自交不親和系親和指數(shù)的影響

由表1可見,在蕾期采用噴灑1%～6%NaCl溶液和人工破蕾授粉處理大白菜自交不親和系07s20,以人工破蕾授粉處理的效果最好,結莢率達95%,親和指數(shù)達14.70,通過對各處理的親和指數(shù)進行方差分析,人工破蕾授粉的親和指數(shù)與其他各處理的親和指數(shù)差異顯著；與CK(清水)相比,噴灑1%～5%NaCl溶液均提高了自交不親和系07s20的結莢率和結實率。而在不同濃度的NaCl溶液處理中,以3%NaCl溶液的處理效果最好,親和指數(shù)4.62,親和指數(shù)與其他NaCl溶液處理差異極顯著,是人工破蕾授粉的31.43%、結莢率為94%。而1%、2%、5%NaCl溶液處理之間的親和指數(shù)差異不顯著。

表1 不同處理、不同時期對07s20結莢率和親和指數(shù)的影響

2.2花期不同濃度NaCl溶液處理對大白菜自交不親和系07s20親和指數(shù)的影響

在花期噴灑1%～5%NaCl溶液,大白菜自交不親和系07s20的親和指數(shù)均較清水CK有所提高,差異極顯著。不同濃度處理的差異極顯著,3%NaCl溶液處理效果最好,結莢率為100%,親和指數(shù)8.54,是蕾期人工破蕾授粉的58.1%。

2.3蕾期和花期不同濃度NaCl處理克服大白菜自交不親和系07s20自交不親和性的綜合比較

采用人工破蕾授粉的方法克服大白菜自交不親和系07s20自交不親和性的效果最好,其親和指數(shù)高達14.70,與其他處理差異極顯著。其次花期噴施3%NaCl,其親和指數(shù)為8.54。蕾期1%NaCl、花期1%NaCl、蕾期2%NaCl、花期和蕾期5%NaCl差異不顯著。除了蕾期和花期噴施6%NaCl之外, NaCl其他處理效果均高于清水對照,差異極顯著。同時除清水對照外,花期和蕾期噴施相同濃度的NaCl,花期的親和指數(shù)均高于蕾期,差異極顯著。

3 結論與討論

人工剝蕾授粉是克服大白菜自交系07s20自交不親和性的最有效的辦法,但是此方法費時、費力且成本高。本試驗結果表明,以花期噴施3%NaCl克服大白菜自交不親和性的效果最佳,親和指數(shù)為8.54。在植株開花前,在花的柱頭上形成一種蛋白“隔離層”,這種隔離層阻止相同基因型花粉萌發(fā)及花粉管伸長[11]。而NaCl是酶的激活劑,可以改變柱頭表面蛋白“隔離層”的極性,進而使之變性和改變識別功能,從而克服自交不親和性[12]。

蕾期與花期相比,噴灑不同濃度的NaCl溶液,結莢率和結實率均比在花期噴灑相同濃度NaCl溶液的結莢率和結實率低。此現(xiàn)象可能由于開花前柱頭上形成一種蛋白質(zhì)隔離層,而噴施NaCl可以破壞蛋白層,但是蕾期柱頭沒有露在外面,不利于NaCl溶液作用,而花期柱頭可以與NaCl溶液充分接觸,更有效地克服自交不親和性。

在NaCl的使用濃度上,本試驗以3%NaCl濃度結莢率和親和指數(shù)最高,與楊銳等提出克服白菜自交不親和性較佳的NaCl濃度相一致[13]。但胡代澤等認為噴用5%NaCl濃度效果最好[14]。原因可能與不同自交系品種有關,同時也可能與不同的處理天氣有關。

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[4]王秀英,巫東堂,趙軍良,等.大白菜游離小孢子培養(yǎng)研究進展[J].蔬菜,2012(7):46-48.

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Study on Utilizing NaCl Solutions to Overcome Self-incompatibility of Chinese Cabbage

In the paper,we took the self-incompatible line 07s20 as plant material,and sprayed NaCl solutions with different concentrations during the bud and blooming period respectively to overcome its self-incompatibility.The results showed that spraying 1%-5%NaCl solutions could improve the compatibility of 07s20 significantly during both bud and blooming period,but the compatibility was apparently higher while sprayed NaCl solutions at blooming period.In addition, while sprayed 3%NaCl solution during the blooming period,the compatible index was 8.54,which was 58.1%of that of the artificial pollination treatment's,and it was an ideal way to replace the artificial pollination during the bud period to overcome the self-incompatibility of Chinese cabbage in order to reduce the cost of seed production.

Chinese Cabbage;Self-incompatibility;NaCl solution

S634.1

:A

:1001-3547(2013)14-0014-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.14.005

國家自然科學基金（31101551）；云南省自然科學基金（2010CD057）

譚翀，女，碩士，專業(yè)方向蔬菜遺傳育種，E-mail：waatm615@126.com

岳艷玲，女，通信作者，副教授，研究生導師，專業(yè)方向為蔬菜遺傳育種，E-mail：yueyl@ynau.edu.cn

2013-03-28