木薯開花誘導(dǎo)技術(shù)研究

韋麗君 俞奔馳 宋恩亮 盧賽清 鄭華 雷開文 付海天

摘 要：為探索人工誘導(dǎo)木薯開花，開展以激素、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)為主的木薯開花調(diào)控技術(shù)研究。結(jié)果表明，宿根木薯較易被誘導(dǎo)開花。宿根木薯長(zhǎng)至15～25 cm和50～60 cm高時(shí)，分別噴5～20 mg/L P333+0.5 %白糖+200 mg/L氨基酸和0.05～0.10 mg/L草甘膦+1 g/L腐植酸鉀，7～10 d 1次，連續(xù)2～3次的處理較適合誘導(dǎo)木薯開花和早開花。經(jīng)配方5 mg/L P333 +0.5 %白糖+ 200 mg/L氨基酸 + 0.1 mg/L草甘膦 + 1 g/L腐植酸鉀處理的新選048、南植199、GR891、SC5、SC124和SC205的宿根木薯，其開花率達(dá)100 %，不僅它們的雌花、雄花極顯著高于對(duì)照，而且新選048、南植199、SC5、SC124和SC205的兩性花也極顯著高于對(duì)照。該技術(shù)是木薯雜交育種道路上的重大突破。

關(guān)鍵詞：木薯 開花 調(diào)控

中圖分類號(hào)：S533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：In order to explore the technology for artificial induction of cassava flowering， the experiment was conducted to regulate cassava flowering with hormone and nutrition. Results showed that the perennial root cassava was easily induced flowering. When the plant height of perennial cassava were 15～25 cm and 50～60 cm， respectively， spraying with 5～20 mg/L P333+0.5 % sugar+200 mg/L amino acid and 0.05～0.10 mg/L glyphosate+1 g/L potassium humate once every 7～10 days for 2～3 successive times could induced cassava flowering and shift flowering period earlier. Treated with 5 mg/L P333 + 0.5%sugar + 200 mg/L amino acid + 0.1 mg/L glyphosate + 1 g/L potassium humate， the flowering rate of Xinxuan? 048， Nanzhi 199， GR891， SC5， SC124 and SC205 reached 100%. Not only the female and male flowers of all varieties were significantly higher than CK， but also the bisexual flowers of Xinxuan 048， Nanzhi 199， SC5， SC124 and SC205 were significantly higher than CK. This technology is a major breakthrough in cassava hybrid breeding.

Key words：Cassava;flowering;regulation

木薯（ Manihot esculenta Crantz）是大戟科木薯屬98個(gè)種中的唯一栽培種[1]，有“淀粉之王”和“地下糧倉”之稱，是兼糧食、工業(yè)原料雙重作用于一身的作物[2]，我國(guó)已將木薯列為非糧能源作物和糧食后備作物加以利用和發(fā)展。長(zhǎng)期以來，國(guó)外資源引進(jìn)與系統(tǒng)選育是我國(guó)獲得木薯品種的主要途徑[3]。

木薯是屬于有性生殖生長(zhǎng)，以莖桿作為繁殖材料進(jìn)行無性繁殖的作物，常規(guī)雜交育種是木薯育種工作迄今為止采用最普遍最有效的方法。以往，我國(guó)的木薯雜交育種工作僅限在海南省開展，海南雖然有滿足木薯開花結(jié)實(shí)的光、溫等條件，但因臺(tái)風(fēng)頻發(fā)、加上木薯抗倒伏性弱，易造成木薯倒折及落花落果，難以獲得穩(wěn)定有效的雜交種子。與其相鄰的內(nèi)陸地區(qū)——廣西，自然條件下木薯難開花，偶爾發(fā)現(xiàn)開花的現(xiàn)象，但花期偏遲，后期受光照、溫度不足等條件限制而不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)率很低，難以獲得有效的雜交種子[4-5]。為探索廣西立地條件下誘導(dǎo)木薯開花結(jié)實(shí)，僅有韋本輝等[6]在木薯品種華南5號(hào)、華南8號(hào)和桂經(jīng)引983開展以水制土制肥調(diào)節(jié)植株?duì)I養(yǎng)為手段的誘導(dǎo)木薯開花結(jié)實(shí)研究并獲得少量種子，但種子飽滿度和充實(shí)度稍遜，常規(guī)條件下播種未獲得發(fā)芽植株。本研究嘗試?yán)弥参锛に亟Y(jié)合栽培管理措施打破木薯的生活周期，誘導(dǎo)木薯開花和早開花，以解決廣西木薯不開花或開花率低的問題，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)人工誘導(dǎo)木薯產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)的雜交種子奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 木薯開花調(diào)控藥劑配方篩選

該實(shí)驗(yàn)于2009年和2010年連續(xù)進(jìn)行兩年。供試木薯品種為SC205，分當(dāng)年生和宿根兩種木薯材料。當(dāng)年生木薯于當(dāng)年3月上旬種植，宿根木薯為上年3月種植、12月25日前距離木薯主莖基部8～15cm處砍伐、去頂，宿根至下一年。藥劑處理設(shè)置見表1。當(dāng)年生木薯和宿根新長(zhǎng)木薯株高15～25 cm時(shí)葉面噴施第一階段藥劑，株高50～60 cm葉面噴施第二階段藥劑（第一階段和第二階段藥劑7～10 d噴1次、連噴2～3次，下同）;每個(gè)處理10株，3次重復(fù)。于2009年的第一階段、第二階段噴藥完成后的第10 d，各觀測(cè)1次木薯植株的生長(zhǎng)情況。于2009、2010年的6月30日統(tǒng)計(jì)各處理的開花率。

1.2 較佳藥劑配方在不同木薯品種上的催花效果

該實(shí)驗(yàn)于2012年和2013年連續(xù)進(jìn)行兩年。供試木薯為宿根（于上年的12月25日前，距木薯主莖基部8～15cm處砍伐、去頂，蓋小拱棚保溫防寒）新選048、南植199、GR891、SC205、SC5和SC124。宿根新長(zhǎng)木薯株高15～25cm時(shí)，噴10 mg/L P333+0.5%白糖+200 mg/L 氨基酸，株高50～60 cm時(shí)噴0.05mg/L草甘膦 + 1 g/L腐植酸鉀（噴藥時(shí)間間隔和次數(shù)同1.1），以噴清水作對(duì)照;處理和對(duì)照各20株，3次重復(fù)。6月30日調(diào)查各品種的開花情況。成花質(zhì)量只調(diào)查2012年的，處理和對(duì)照各隨機(jī)抽查5穗，統(tǒng)計(jì)雄花數(shù)、雌花數(shù)、兩性花數(shù)和花朵總數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用 Excel 2007進(jìn)行表的制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑配方對(duì)木薯生長(zhǎng)的影響

當(dāng)年生木薯和宿根木薯第一階段噴藥后，P333 濃度5 mg/L時(shí)，木薯植株生長(zhǎng)正常;P333 濃度10 mg/L時(shí)，木薯植株生長(zhǎng)梢慢、葉間距變短;P333 濃度20 mg/L時(shí)，木薯植株生長(zhǎng)慢，葉間距明顯變短;P333 濃度40 mg/L時(shí)，木薯植株矮化嚴(yán)重，葉間距嚴(yán)重縮短、葉片重疊嚴(yán)重、不能正常伸展;P333 濃度80 mg/L時(shí)，木薯植株停止生長(zhǎng)，新生葉卷曲、重疊、變硬、不能伸展。可見，P333 濃度達(dá)到40 mg/L以上時(shí)，木薯植株不能正常生長(zhǎng)。

當(dāng)年生木薯和宿根木薯第二階段噴藥后，各處理木薯植株的生長(zhǎng)情況見表2。草甘膦濃度達(dá)到0.2 mg/L或乙烯利達(dá)到30 mg/L的處理，對(duì)木薯產(chǎn)生藥害，木薯植株葉片變黃或脫落。

2.2 不同藥劑配方對(duì)木薯開花的影響

不同藥劑配方對(duì)木薯的催花效應(yīng)見表3。配方②、③、⑧、⑨、、和催花效果好，無論是當(dāng)年生還是宿根，連續(xù)兩年試驗(yàn)均有木薯開花;連續(xù)兩年配方⑤、⑦、、和均能誘導(dǎo)宿根木薯開花;配方⑤、和能誘導(dǎo)個(gè)別年份的當(dāng)年生木薯少量開花;其余配方均未發(fā)現(xiàn)有木薯開花的現(xiàn)象。

2009年當(dāng)年生木薯開花率從高到低依次為配方⑧，，⑨，③、、，②、，、，它們之間的差異達(dá)到極顯著水平;2010年當(dāng)年生木薯開花率從高到低依次為配方⑧、，②、③、⑨，⑤、，，它們之間的差異達(dá)到極顯著水平。2009年宿根木薯開花率從高到低依次為③、⑧、⑨、、，②，、、，，⑦、，⑤，它們之間的差異達(dá)到極顯著水平;2010年宿根木薯開花率從高到低依次為⑧，⑨，，③、，②，、，①、⑦、、，⑤、，它們之間的差異達(dá)到極顯著水平。

能誘導(dǎo)木薯開花的藥劑配方，除2010年的配方⑤和外，其余配方對(duì)宿根木薯的誘導(dǎo)開花率高于當(dāng)年生木薯，宿根木薯更易被誘導(dǎo)開花。除酸方外誘導(dǎo)宿根木薯開花的同一藥劑配方，2010年的開花率明顯低于2009年。觀測(cè)2010年無花木薯地下部分發(fā)現(xiàn)，宿根塊根腐爛嚴(yán)重，新發(fā)根條少。原因是木薯宿根過冬時(shí)，塊根遭受低溫寒害所致。于是在2012至2013年的試驗(yàn)中，采取了冬季加蓋小拱棚的保溫防寒措施。

2.3 較佳藥劑配方對(duì)不同木薯品種的催花效果

根據(jù)木薯開花調(diào)控藥劑配方篩選結(jié)果，選擇連續(xù)兩年試驗(yàn)均能使當(dāng)年生、宿根木薯植株生長(zhǎng)正常、能開花且綜合開花率最高的配方⑧在新選048、南植199、GR891、SC205、SC5和SC124 6個(gè)不同基因型的木薯品種間開展催花效應(yīng)試驗(yàn)，結(jié)果如下。

2.3.1 不同木薯品種的開花率

不同木薯品種的開花率見表4。供試的6個(gè)木薯品種，連續(xù)兩年，處理的開花率均達(dá)到100%，極顯著高于各自的對(duì)照。對(duì)照開花率在年份間差異較大，可能與試驗(yàn)?zāi)攴莸臍夂驐l件有關(guān)。

2.3.2 不同木薯品種的成花質(zhì)量

不同木薯品種的成花質(zhì)量見表5。木薯品種SC124、SC205和南植199未經(jīng)過藥劑處理（對(duì)照）不能開花，藥劑處理后，不但有雄花和雌花，而且還有部分兩性花。木薯品種GR891、新選048和SC5未經(jīng)過藥劑處理（對(duì)照），雄花和雌花數(shù)量少，經(jīng)過藥劑處理后，雄花和雌花極顯著增多;尤其是GR891，雄花和雌花的數(shù)量分別為對(duì)照的6.46倍和2.57倍，其次為新選048、雄花和雌花的數(shù)量分別為對(duì)照的4.08倍和1.71倍，再次為SC5、雄花和雌花的數(shù)量分別為對(duì)照的2.58倍和1.29倍;除GR891外，藥劑處理還能誘導(dǎo)新選048和SC5產(chǎn)生兩性花。

3 討論與結(jié)論

植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變是一個(gè)復(fù)雜的過程，受到環(huán)境、自身內(nèi)在因素的多重影響，其中激素和營(yíng)養(yǎng)是調(diào)節(jié)植物由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變的重要因素之一。本研究主要是通過葉面噴施外源激素和碳水化合物來調(diào)節(jié)木薯植株體內(nèi)的激素和碳素水平，從而誘導(dǎo)木薯開花和早開花。

在廣西立地條件下，通過激素、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)及結(jié)合栽培管理措施可誘導(dǎo)木薯開花和早開花。本研究結(jié)果顯示，宿根木薯較易被誘導(dǎo)開花，在所設(shè)置的30個(gè)配方中，能誘導(dǎo)其開花的配方多，且開花率也高，其中綜合開花率較好的有P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，P333 10 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.05 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，P333 10 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，P333 20 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.05 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，P333 20 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L。說明宿根木薯噴施白糖0.5%+氨基酸 200 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L，再結(jié)合植株長(zhǎng)勢(shì)及種植園草害情況，配施5～20 mg/L的P333、0.05～0.1 mg/L的草甘膦，能使其在次年的6月底開花，且成花率也較高。經(jīng)藥劑配方P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L處理的新選048、南植199、GR891、SC5和SC124等不同基因型的宿根木薯，其開花率達(dá)100%，極顯著高于各自的對(duì)照。

在廣西立地條件下，通過激素、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)及結(jié)合栽培管理措施可誘導(dǎo)木薯產(chǎn)生兩性花。兩性花指同一朵花中同時(shí)具有雌蕊和雄蕊。自然狀態(tài)下，木薯是一種單性花作物，雌雄著生于一個(gè)總狀花序上[7]。除本課題應(yīng)用此技術(shù)獲得木薯兩性花的報(bào)道外[8]，以往的人工誘導(dǎo)木薯開花研究均未發(fā)現(xiàn)其兩性花的報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，經(jīng)P333 5 mg/L+白糖0.5%+ 氨基酸 200 mg/L+草甘膦 0.1 mg/L+ 腐植酸鉀1 g/L處理的木薯品種新選048、南植199、GR891、SC5、SC124和SC205，不但雄花、雌花數(shù)量極顯著多于對(duì)照，而且多數(shù)（除GR891外）品種產(chǎn)生了兩性花。目前，兩性花多在果樹上發(fā)現(xiàn)，其中葡萄、番木瓜已育成兩性花品種，如兩性花野生毛葡萄新品種—野釀2號(hào)，自然授粉率高、穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)性好，在適應(yīng)性及抗病性等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)[9];彩色獼猴桃兩性花新品種—龍山紅，坐果率高、香氣濃，抗寒、抗病和抗?jié)馵10]。木薯屬穗狀花序，雌花著生于基部、雄花著生于中上部，同序花由下而上逐漸開放，花期不遇是木薯開展雜交育種難的主要問題之一。應(yīng)用本技術(shù)首次在木薯上獲得兩性花，木薯花期不遇的問題有望迎刃而解。同時(shí)，通過對(duì)木薯兩性花后代株系的選育，有可能選育出產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等具有突破性的新品種。

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