谷子人工雜交技術(shù)規(guī)程

王高鴻，趙晉鋒，杜艷偉，李顏芳，趙根有

（山西省農(nóng)業(yè)科學院谷子研究所，山西 長治 046000）

人工雜交是作物育種的直接有效方法［1-2］，谷子也不例外。作為中國的特色雜糧作物［3］，育種工作者不斷的對谷子進行研究發(fā)掘，從20世紀60年代開始通過人工雜交技術(shù)進行谷子雜種優(yōu)勢利用研究至今［4］，生產(chǎn)上所推廣應(yīng)用的谷子品種多數(shù)通過人工雜交選育而來。隨著種質(zhì)資源的不斷發(fā)掘，育種目標的不斷提高，谷子人工雜交技術(shù)應(yīng)用更加廣泛、要求更高［2］。為使谷子人工雜交技術(shù)更加規(guī)范化，我們結(jié)合有關(guān)試驗研究及以往經(jīng)驗，特制定本規(guī)程。

1 范圍

本規(guī)程規(guī)定了谷子人工雜交中雜交袋、雜交工具的選用、親本種植、選擇整穗、人工去雄授粉、掛牌標記、谷穗檢查、收獲等方面的基本要求。

本規(guī)程適用于普通谷子人工雜交。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件對于本規(guī)程的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)程。

GB 4404.1糧食作物種子第1部分:禾谷類

GB/T 8232-1987粟（谷子）

YY/T 0176-2006醫(yī)用剪通技術(shù)條件

YY/T 0295-2005醫(yī)用鑷類產(chǎn)品的通用技術(shù)條件

GB/T 23760-2009農(nóng)業(yè)羊皮紙

GB/T 22871-2008普通玻璃紙

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

3.1 穗碼

谷子果穗構(gòu)成的主要部分，把多個小花集中在一起并和穗軸連接，通過一定的順序排列在穗軸上形成果穗。

3.2 整穗

用符合標準YY/T0176-2006要求的拆線剪，人工將谷子果穗上的穗碼及小花進行預留及去除，每穗留8～10個穗碼，每穗碼留2～4個小花。

3.3 人工去雄

用符合標準YY/T 0295.1-2005要求的鑷子，人工將谷子小花的花藥全部去除。不得使花藥開裂散粉，不傷及柱頭。

3.4 人工授粉

用人工方法把谷子花藥的花粉傳送到柱頭上，使其受精，形成結(jié)實，定向改變谷子種質(zhì)。

3.5 花藥

又叫雄花或雄蕊，生長在谷子小花穎殼里，呈橙色或淡黃色，以3個出現(xiàn)，開裂產(chǎn)生花粉。

3.6 柱頭

又叫雌蕊，生長在谷子小花穎殼里，呈白色，以2個出現(xiàn)，接受花粉受精結(jié)實。

4 雜交袋的選用

選用符合標準《GB/T 23760-2009農(nóng)業(yè)羊皮紙》《GB/T 22871-2008普通玻璃紙》規(guī)定的材料做成的一面玻璃紙，另一面農(nóng)業(yè)羊皮紙的矩形雜交袋，規(guī)格為:30 cm×18 cm、15 cm×7 cm，底部和兩側(cè)邊緣用尼龍絲緊密縫制，用于隔離和取粉。

5 親本種植

5.1 親本選擇

母本材料選用具有高產(chǎn)潛力兼?zhèn)鋬?yōu)質(zhì)或多抗的種質(zhì)，也可用當前推廣表現(xiàn)好的品種或農(nóng)家種。父本應(yīng)選用本身具備1種或幾種特殊性狀或特異性的種質(zhì)［5］，比如矮稈、穗大、粒大、莖稈粗壯、葉上沖等性狀，或具有抗旱、抗病、抗倒、抗除草劑、高品質(zhì)、高產(chǎn)量等特性。

5.2 雙親種植

為方便谷子人工雜交工作進行，應(yīng)規(guī)范雙親的種植方式。

5.2.1 株、行距 父、母本應(yīng)以1∶2行比種植。父、母本間隔行采用寬行45 cm，母本雙行間采用窄行30 cm。父、母本株距也應(yīng)適當加大，是正常株距的1.5倍。

5.2.2 播期調(diào)節(jié) 根據(jù)父本生育期長短調(diào)節(jié)母本種植時間，使其開花期同父本相吻合。另在保證父、母本同期1期的基礎(chǔ)上增加1期母本，通過調(diào)節(jié)母本播期使其開花晚于父本3 d。

6 雜交前準備

6.1 父本選擇

人工雜交工作開始的前1天，都要對父本進行選擇［6］。將已經(jīng)部分開花或次日即將開花的父本果穗用30 cm×18 cm的玻璃紙袋封套。一方面防止花粉混雜，另一方面防止早晨露水較大，影響取粉。

6.2 母本選擇

母本完全抽穗后每天都要進行選擇，且用30 cm×18 cm玻璃紙袋封套并掛牌標記。母本株的選擇，一要選擇能代表本品種主要特征特性且生長健壯的植株，二要選擇近期即將開花多而集中的小穗，三要選擇果穗中上部小花稃已膨脹、飽滿和發(fā)亮，翌日即可開花的植株［6-8］。

6.3 母本整穗

谷子單穗碼多花多，為提高雜交成功率，減少假雜種，雜交前必須整穗。即:根據(jù)谷子開花順序，將穗上部及中下部未發(fā)育飽滿的穗碼用符合標準（YY/T0176-2006）的拆線剪全部剪去，預留的中上部穗碼根據(jù)穗碼的排列行數(shù)隔行保留，最后間隔去除每行的穗碼，一般預留總碼數(shù)10個左右。次日去雄前再進一步借助符合標準YY/T0295.1-2005的鑷子和符合標準YY/T0176-2006的拆線剪去除穗碼上已經(jīng)開花授粉和發(fā)育不成熟的所有小花。每碼保留2～3個小花為宜。

7 人工去雄

人工去雄是谷子雜交最為重要的工作，對去雄時間和技術(shù)都有較高要求［6-8］。

7.1 去雄時間

谷子每天開花時間集中在5:00—7:00時，去雄工作要求安排在這一時間段進行［6］。

7.2 去雄方法

水浸人工綜合去雄是谷子人工雜交常用的去雄方法。將整好的果穗在去雄前先置于盛滿清水的廣口容器中（常溫清水即可，氣溫低時可稍加熱水提高水溫）浸水1 min（可促使未開小花開放，又可控制已開小花散粉），取出后快速準確對伸出穎殼外的花藥用符合標準YY/T 0295.1-2005的鑷子尖端輕輕拔去，去雄5 min左右，再次浸水1 min，依此反復進行，直至所有小花花藥去完為止。在去雄過程中一定要輕拿輕去、小心細致，以免傷及柱頭而不能達到雜交目的［2，6-8］。

7.3 母本套袋

去雄完成后的果穗及時用15 cm×7 cm的玻璃紙袋封套（防止其他花粉落入授粉），等待人工授粉。

8 取粉

8.1 取粉時間

去雄開始后由專門取粉人員將前1 d選擇好的父本同步取粉；若有露水，可在去雄開始前先將父本果穗進行敲打，散去露水，待晾干后再取粉。

8.2 取粉方法

將父本果穗放入30cm×18cm玻璃紙袋內(nèi)并使其處于水平狀態(tài)，用拇指和食指將玻璃紙和穗柄輕捏在一起，用另一只手的食指輕彈穗柄，使花粉受到振蕩落入羊皮紙面。在輕彈的同時可稍微轉(zhuǎn)動穗柄使果穗旋轉(zhuǎn)以便取到更多的花粉。如需同一父本花粉可用同樣方法取多個果穗。取粉完成后將取粉紙袋沿中線對折，輕彈紙袋表面使袋內(nèi)花粉集中。

8.3 花粉標記

用鉛筆在花粉紙袋上標注來源，隨取隨標。

8.4 花粉保存

去雄即將完成時進行取粉并即時授粉，可不考慮花粉保存。如有特殊情況，要將花粉存放在干燥通風的地方，時間不宜過長，并在2～3 h內(nèi)用完。

9 授粉

9.1 授粉時間

經(jīng)過整穗后的母本，所有小花花藥全部去完后應(yīng)立即進行人工授粉，如花粉稍有潮濕可略微晾一晾；如取粉困難，也應(yīng)在去雄2 h 以內(nèi)完成授粉［7-8］。

9.2 授粉方法

將花粉紙袋水平撐開，再將去完雄母本果穗輕輕放入花粉袋內(nèi)，用拇指和食指將玻璃紙袋和穗柄輕捏在一起，使果穗懸空，另一只手用干凈的毛筆蘸上袋底花粉，輕涂或彈撒在已去雄的柱頭上［2，6-7］。

10 掛牌標記

授粉后在母本穗柄處掛3.0 cm×4.5 cm的塑料牌，標記內(nèi)容包括母本×父本以及授粉時間等。

11 田間檢查

授粉后7～10 d，檢查果穗生長情況及病蟲害，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，根據(jù)天氣情況檢查調(diào)整紙袋位置以免脫落。

12 收獲脫粒

雜交果穗進入臘熟期后要隨時觀察果穗籽粒，待籽粒變黃變硬后要及時收獲［9］。為防止籽粒脫落，應(yīng)帶紙袋收獲。收獲后立即脫粒，脫粒時應(yīng)將袋內(nèi)所有籽粒保留，裝入小牛皮紙袋內(nèi)反復晾曬7 d左右，達到GB 4401.4標準，最后登記入庫。