割手密始花期的遺傳研究與利用參考

割手密始花期的遺傳研究與利用參考

吉家樂，符 成，王勤南，吳其衛(wèi)，常海龍，周 峰，張垂明，胡后祥，陳俊呂，劉少謀*

(廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場，海南三亞 572025)

摘要[目的]為甘蔗“高貴化”雜交制種提供理論依據(jù)，充分利用甘蔗野生種質(zhì)資源。[方法]采用廣義遺傳力統(tǒng)計分析了112份割手密連續(xù)3年始花期的調(diào)查資料，同時調(diào)查花粉量與結(jié)實率，為雜交利用提供參考。[結(jié)果] 割手密始花期的廣義遺傳力達(dá)0.079。割手密的始花期年際間差異在4～49 d之間，平均為13.65 d。年際間變化在20 d內(nèi)占90%，超過30 d的僅占4.5%。[結(jié)論]部分早花割手密經(jīng)處理后始花期都明顯推遲，在雜交季節(jié)中必須根據(jù)花期變化的實際情況對當(dāng)年的雜交計劃作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，才能得以充分利用。

關(guān)鍵詞割手密；始花期；遺傳力

中圖分類號S566.1

基金項目現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-20-1-6)；廣東省科技計劃項目(2013B020311002，2013B060400027)；廣州市科技計劃項目(2014J4100227)；廣州甘蔗糖業(yè)研究所科技基金項目(A201301)。

作者簡介吉家樂(1972-)，男，海南三亞人，高級農(nóng)藝師，從事甘蔗種質(zhì)資源的收集、保育、研究與利用。*通訊作者，研究員，從事甘蔗種質(zhì)資源創(chuàng)新利用研究。

收稿日期2015-06-03

The Genetic Research and Utilization Reference ofS.spontaneumFirst Flowering

JI Jia-le, FU Cheng, WANG Qin-nan, LIU Shao-mou*et al (Hainan Sugarcane Breeding Station, Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Sanya, Hainan 572025)

Abstract[Objective] To provide theoretical basis for sugarcane “noble” of hybrid seed production, make full use of sugarcane wild germplasm resources. [Method] The broad-sense heritability was adopted for statistical analysis of the survey data of 112 S. spontaneum three consecutive years first flowering, the pollen quantity and seed setting rate were investigated, which will provide reference for hybrid utilization. [Result] S. spontaneum first flowering generalized heritability reached 0.079. The first flowering annual difference is between 4-49 d, an average of 13.65 d. Annual variations of 90% in the 20 d, and 30 d only accounts for 4.5 percent over. [Conclusion] After processed, first flowering of S. spontaneum was significantly delayed. The hybrid plan should be adjusted according to the actual situation of flowering changes.

Key wordsS.spontaneum; First flowering; Heritability

割手密(S.spontaneumL.)即甘蔗細(xì)莖野生種,它的開花習(xí)性是可遺傳的性狀。在自然條件下，年際間各品系的始花期都有一定的差異(有的提早，有的推遲)，個別品種不同年份間花期差異可超過一個月。充分利用這種年際間的變化，及時而合理地調(diào)整雜交計劃，有利于提高甘蔗“高貴化”種群數(shù)量的創(chuàng)制。割手密是甘蔗屬(Saccharum)中分布最廣、類型最多并且具有較高糖分的野生種,是當(dāng)前世界甘蔗育種中抗逆性、宿根性、適應(yīng)性等優(yōu)良性狀的主要來源[1-2]。我國一直非常重視割手密收集保育及其在甘蔗品種改良的應(yīng)用。齊永文等[3]、邱崇力等[4]、張革民等[5]、楊榮仲等[6]分別對我國廣東、云南、廣西、四川等地割手密種質(zhì)資源遺傳特點(diǎn)進(jìn)行研究,各省份割手密類型多樣,遺傳多樣性豐富。加大對割手密的研究力度，充分利用不同生態(tài)區(qū)具有的不同特性的割手密，創(chuàng)制出具有不同抗性的優(yōu)質(zhì)甘蔗親本，為甘蔗品種改良夯實基礎(chǔ)，對甘蔗產(chǎn)業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的前景具有重要意義。筆者以2012/2013、2013/2014、2014/2015共3個雜交季節(jié)記錄完整的112份材料的始花期為基礎(chǔ)依據(jù)，進(jìn)行了始花期廣義遺傳力分析，以及始花期年際間變化與花粉量、花粉發(fā)育率的比較，旨在為甘蔗“高貴化”雜交制種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗時間2012/2013、2013/2014、2014/2015共3個雜交季節(jié)。

1.2試驗地點(diǎn)廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場(三亞崖城)甘蔗野生種質(zhì)資源圃。

1.3材料種植在水泥圈內(nèi)的112份割手密種質(zhì)材料作為分析研究對象。

1.4方法在3個雜交季節(jié)中，每天調(diào)查并記錄各品系的開花情況，以各品系第1個花穗開花的當(dāng)天為該品系的始花期。為方便分析，將11月1日記為1[7]，始花期每推遲一天，數(shù)字相應(yīng)增加1，如11月30日記為30，12月1日記為31，而10月31日記為-1。花粉量的調(diào)查：每天17：00左右，采割花穗陽花量達(dá)1/3～1/2的割手密，帶回溫室或?qū)嶒炇?，用亞硫酸溶液養(yǎng)莖，待第2天08：00～09：00取花粉觀察定量。發(fā)育率：用碘酒染色，高倍鏡觀察，在一個視野圈內(nèi)全面被染色的花粉粒占視野圈內(nèi)所有花粉粒的比例。部分早花品種調(diào)節(jié)花期的方法：6月中旬，進(jìn)行部分平頭，即把水泥圈內(nèi)的割手密用鐮刀割除一半，重新培養(yǎng)新的分蘗。

采用廣義遺傳力進(jìn)行統(tǒng)計分析(參考王鑒明[8]的方法)。該研究只考慮記錄完整的品系，那些有些年份開花，有些年份不開花的品系，數(shù)據(jù)難于量化和統(tǒng)計，不作為分析對象?；ǚ哿颗c發(fā)育率只作參考利用，不作分析研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 割手密始花期廣義遺傳力分析對海南甘蔗育種場甘蔗種質(zhì)資源圃的112份割手密種質(zhì)材料連續(xù)3個雜交季節(jié)始花期的調(diào)查結(jié)果見表1，表中始花期最早的是9月13日(廣東5號，-49)，最遲的是12月25日(云南87-35，55)。

表1　割手密3個雜交季節(jié)的始花期

接下表

表2　割手密始花期變量分析

2.2 割手密始花期年際間變化以及花粉量、發(fā)育率的利用參考表1結(jié)果顯示，年際間的始花期有較大的差異，112個品系中，年際間差異最小的為4 d(四川79-I-17)，最大的為49 d(廣東2號)。年際間變化在20 d內(nèi)占90%，超過30 d的僅占4.5%。品系的始花期特性(早花或遲花)與年際間始花期差異的大小似無必然的聯(lián)系，即早花品系的年際間變化不一定比遲花品系的變化小，反之亦然。同時，在某一特定的雜交季節(jié)中，不同品系的花期是比另一年份提早還是推遲，也沒有明顯的規(guī)律。如2012/2013雜交季與2014/2015雜交季比較，廣東2號的始花期2012/2013雜交季是10月10日，2014/2015雜交季是11月27日，推遲了49 d。而四川88-27的始花期2012/2013雜交季是11月21日，2014/2015雜交季是11月10日，提早了11 d(表1)。在雜交季節(jié)中，必需按實際情況及時而靈活地調(diào)整雜交計劃。

花粉量特多的品系有6個，分別為海南92-51、海南92-52、四川79-I-11、云南82-110、云南82-5、云南75-II-21；花粉量極少的品系有8個，分別為云南6號、云南75-II-4、云南75-II-6、四川79-I-7、海南92-70、海南92-41、貴州78-II-09、貴州78-II-08。在雜交計劃中，花粉量多或特多的品系可考慮作父本；花粉量少或極少的可考慮作母本，利于真假雜種的選育?；ǚ郯l(fā)育率達(dá)100%的有8個，分別為廣東47號、廣東49號、廣東50號、廣東75號、廣東76號、廣東82號、四川79-II-9、四川88-1。對于親和力不強(qiáng)的甘蔗親本或復(fù)合體創(chuàng)制的雜交制種，可考慮此類品系的利用。

2.3 部分早花割手密經(jīng)處理后始花期的年際間變化表3結(jié)果顯示，部分早花割手密經(jīng)處理后始花期最早的在 10月14日(廣東5號)，經(jīng)處理后始花期推遲了將近一個月； 最遲的在11月29日(廣東38號)，經(jīng)處理后始花期大約推遲了一個多月。顯然，處理后的親本始花期都明顯推遲了。在雜交育種中，采取分期平頭處理的方法，許多不可能雜交的品系都可以雜交。這樣容易獲得大量的雜種群體，從中選育出優(yōu)良的雜交后代。

表3　部分早花割手密經(jīng)處理后的始花期

3 結(jié)語

(1)割手密始花期是可遺傳的性狀。在高貴化雜交制種過程中，這一性狀可在雜交選擇的早期階段進(jìn)行較嚴(yán)格的選擇，才有可能得到充分的利用。

(2)割手密始花期的廣義遺傳力達(dá)0.079。割手密的始花期年際間差異在4～49 d之間，平均為13.65 d。年際間變化在20 d內(nèi)占90%，超過30 d的僅占4.5%。部分親本經(jīng)平頭處理后的始花期都明顯地推遲。在雜交育種中，采取分期平頭處理的方法，許多不可能雜交的品系都可以雜交。在雜交季節(jié)中必須根據(jù)花期變化的實際情況對當(dāng)年的雜交計劃作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，盡最大可能培育出含有割手密血緣的種群數(shù)

量，提高選育優(yōu)良F1代的概率。

(3)品系的始花期特性(早花或遲花)與年際間始花期差異的大小無必然的聯(lián)系。在某一特定的雜交季節(jié)中，不同品系的花期是比另一年份提早還是推遲，也沒有明顯的規(guī)律。

(4)在雜交計劃中，花粉量多或特多的品系可考慮作父本；花粉量少或極少的可考慮作母本，利于真假雜種的選育；對于親和力不強(qiáng)的甘蔗親本或復(fù)合體創(chuàng)制的雜交制種，可參考發(fā)育率狀況。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.中國作物遺傳資源[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998:499-518.

[2] 陳輝,范源洪,史憲偉,等.甘蔗細(xì)莖野生種(SaccharunspontaneumL.)的遺傳多樣性和系統(tǒng)演化研究[J].作物學(xué)報,2001,27(5):645-652.

[3] 齊永文,樊麗娜,何慧怡,等.廣東割手密資源農(nóng)藝性狀遺傳多樣性評價[J].甘蔗糖業(yè),2009(3):7-10.

[4] 邱崇力,何順長,楊世清.云南割手密(S.spontaneumL.)的研究Ⅱ、酯酶同工酶的研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1987(2):80-83.

[5] 張革民,廖江雄,黃宏套.廣西高糖割手密遺傳多樣性的表型分析和RAPD分析[J].西南大學(xué)學(xué)報,2007,29(8):83-88.

[6] 楊榮仲,吳才文,黃久凱.四川割手密資源聚類分類研究[J].甘蔗,2001,8(2):4-9.

[7] 黃錦福，鄧海華.甘蔗常用親本始花期及其遺傳研究[J].甘蔗糖業(yè)，2004(4)：6-10.

[8] 王鑒明.甘蔗選育種論文集[C].南寧：廣西民族出版社，1991：314-329.

[9] 李奇?zhèn)?現(xiàn)代甘蔗改良技術(shù)[M].廣東:華南理工大學(xué)出版社,2000.

[10] 王麗萍,馬麗,夏紅明,等.甘蔗細(xì)莖野生種(S.spontaneum)在雜交育種中的利用[J].中國糖料,2006(1):1-4.