吳 鋒王武臺劉惠靜高國訓(xùn)王清源林建華郝建全陳立升
(1天津科潤蔬菜研究所,蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384;2天津市薊縣良種繁殖場,天津301900)
芹菜雜交種生產(chǎn)的純度控制
吳 鋒1王武臺1劉惠靜1高國訓(xùn)1王清源1林建華2郝建全1陳立升1
(1天津科潤蔬菜研究所,蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384;2天津市薊縣良種繁殖場,天津301900)
選擇理想的基地、使用合格的繁殖材料是控制芹菜雜交種生產(chǎn)純度的基礎(chǔ),做好田間去雜、防止機(jī)械混雜是手段,進(jìn)行種子生產(chǎn)的全程監(jiān)督檢驗(yàn)是保障。同時,提高種子生產(chǎn)人員的整體素質(zhì)、理順基地和生產(chǎn)商的關(guān)系與雜交種生產(chǎn)的品質(zhì)也息息相關(guān)。
近年來,天津科潤蔬菜研究所利用自主研制的胞質(zhì)雄性不育雜交育種技術(shù)先后選育出賽娜、津瑞1號、快嫩60等多個芹菜一代雜種,這些新品種雜種優(yōu)勢明顯,產(chǎn)量高,品質(zhì)好,已在全國多地區(qū)開始推廣。由于芹菜雜交制種生產(chǎn)周期長、環(huán)節(jié)多、種粒極小、發(fā)芽時間長等多種客觀原因,以及芹菜雜交制種技術(shù)推廣時間較短,制種農(nóng)戶還沒有完全掌握技術(shù)要領(lǐng),使得目前芹菜雜交種生產(chǎn)的純度容易出現(xiàn)問題。芹菜雜交種田間生產(chǎn)和采種后加工與包裝是一個系統(tǒng)工程,整個過程的每個環(huán)節(jié)都要認(rèn)真做好芹菜雜交種生產(chǎn)的純度控制,才能保證芹菜雜交種純度,最終為生產(chǎn)提供高品質(zhì)的芹菜良種。
芹菜雜交種生產(chǎn)的親本包括CMS不育系母本及其相應(yīng)保持系和父本。CMS不育系母本由于自身沒有花粉,必須與相應(yīng)保持系配對繁殖。保持系和父本都必須是純合型自交系,可以分別自交繁殖。確保親本種性純正是芹菜雜交種純度控制的基礎(chǔ),可以從以下幾方面采取措施。
1.1 采用高世代親本材料 保持系和父本都應(yīng)該是4代以上的高代自交系,CMS不育系母本必須經(jīng)過4代以上的回交轉(zhuǎn)育,各個親本群體表現(xiàn)必須整齊一致,前、后代的表現(xiàn)也要保持相同一致。
1.2 種株培育 親本原種培育一般是結(jié)合秋季或冬春季品種鑒定同時進(jìn)行。定植以后進(jìn)行常規(guī)管理,保證充足肥水供應(yīng),促使原種植株充分生長,品種特征特性得到充分表現(xiàn)。在此過程中,嚴(yán)格篩選,一旦發(fā)現(xiàn)雜株或疑似雜株,及時拔除,保證每個親本群體整齊一致,種性純正,確保沒有雜株。
1.3 親本擴(kuò)繁 經(jīng)過連續(xù)幾代親本材料種性鑒定,證明已經(jīng)達(dá)到100%純合,即可進(jìn)行擴(kuò)繁。親本擴(kuò)繁采用的材料必須是品種特征特性十分典型的大株,而且要通過低溫春化。親本擴(kuò)繁量不大時,可以安排在原種圃內(nèi)進(jìn)行;如果需要擴(kuò)繁的數(shù)量較大,也可以選擇在隔離條件和管理?xiàng)l件都有絕對保障的地方進(jìn)行,要求交通較為便利,技術(shù)人員可以隨時前往檢查和落實(shí)工作。種子采收后進(jìn)行嚴(yán)格精選,低溫保存,并做好記載。
1.4 田間去雜 從親本定植到開花初期這一階段,隨時到雜交制種田進(jìn)行田間檢查,母本行和父本行中發(fā)現(xiàn)異質(zhì)雜株必須及時拔除。重點(diǎn)對母本株的不育性進(jìn)行逐一檢查,一旦發(fā)現(xiàn)母本行中出現(xiàn)可育株,及時清除。
芹菜為異花授粉植物,蟲媒或風(fēng)媒都能幫助其完成傳粉,不同品種之間很容易發(fā)生天然生物學(xué)混雜。因此,必須采取安全的隔離措施。
在親本自交或不育系回交轉(zhuǎn)育過程中,必須在具有嚴(yán)格隔離條件的原種圃內(nèi)進(jìn)行,所有自交系必須利用特定規(guī)格的高目數(shù)尼龍網(wǎng)紗袋套嚴(yán),防止花粉外溢飄移。不育系與保持系種株成對定植,進(jìn)入花期后先用10~20目網(wǎng)紗袋將不育株套上,再連同保持系一起用一個60~80目網(wǎng)紗袋套嚴(yán),這樣既可保證袋內(nèi)不育株授粉效果,又可以達(dá)到隔離袋之間彼此隔離的目的。
原種圃一般設(shè)立在由塑料大棚或溫室改造的隔離網(wǎng)室內(nèi),具有較好隔離條件。秋冬季結(jié)合棚室保護(hù)地生產(chǎn)培育原種種株,春夏季用網(wǎng)紗代替塑料棚膜改成隔離網(wǎng)室,進(jìn)行原種采種。
在建設(shè)芹菜雜交制種基地時,同樣需要設(shè)置嚴(yán)格的自然隔離條件。如果制種田地勢較為開闊,隔離距離要保持大約2 000 m,如果制種田周圍有防護(hù)林等高大屏障,隔離距離可適當(dāng)縮短到1 000 m左右。目前,芹菜雜交制種基地一般都是在常規(guī)種制種基地的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級建設(shè),先充分利用制種基地原有的各種基礎(chǔ)條件,再進(jìn)一步優(yōu)先考察其安全隔離、成方連片、土地肥沃且排灌方便、制種技術(shù)嫻熟、便于技術(shù)指導(dǎo)、具有較好種子初加工和短時倉儲條件等因素。制種基地的安全隔離工作是否能夠充分落實(shí)到位,很大程度上取決于基地負(fù)責(zé)人,他們必須具有很強(qiáng)的責(zé)任心和工作能力。
在初建芹菜雜交制種基地時,需要對制種農(nóng)戶集中進(jìn)行系統(tǒng)性技術(shù)培訓(xùn),向他們詳細(xì)介紹芹菜雜交制種過程中的各個技術(shù)要點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),講解芹菜雜交制種與常規(guī)制種的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),使制種農(nóng)戶對芹菜雜交制種技術(shù)有一個總體了解。在各個雜交制種關(guān)鍵時期,還要進(jìn)行實(shí)地技術(shù)咨詢和指導(dǎo)。
芹菜雜交制種生產(chǎn)要比常規(guī)制種復(fù)雜,加之芹菜種粒極小,發(fā)芽時間長,在整個制種過程中,許多工作環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)材料間的機(jī)械混雜,必須嚴(yán)加防范。4.1 防止隔離網(wǎng)紗袋殘存種子造成混雜 在親本原種利用網(wǎng)紗袋隔離采種時,由于芹菜種子極小,極容易殘存在網(wǎng)紗袋的邊角處,當(dāng)網(wǎng)紗袋在下一年再用于其他親本材料采種時,殘存的個別種子就會造成混雜。為防止此類問題發(fā)生,一是使用全新的網(wǎng)紗袋;二是將網(wǎng)紗袋外翻后再使用,這樣既可以保證袋內(nèi)沒有殘存種子,效率高,效果好,而且網(wǎng)紗袋又可以重復(fù)使用;三是在重復(fù)使用之前,仔細(xì)檢查并徹底清理干凈網(wǎng)紗袋內(nèi)殘存種子,這種方法效率偏低,一般只作為輔助手段。
4.2 防止親本播種時出現(xiàn)混雜 一種情況是用于親本播種的地塊曾播種或繁制過其他芹菜品種,由于芹菜種子在田間的生活力可保持1~2 a(年),以前殘留下來的種子則很可能造成混雜;另一種情況是兩個親本播種苗床相鄰太近,在播種時種子可能相互飛串,播種后至出苗期間可能會隨水漂移,造成兩親本之間互串。因此,親本播種時必須避免重茬,同時兩個親本苗床應(yīng)該適當(dāng)拉開1 m以上的距離,最好是結(jié)合花期調(diào)整進(jìn)行錯期播種。
4.3 防止親本定植時出現(xiàn)混雜 芹菜雜交制種父母本的定植比例一般為2∶6,即2行父本配置6行母本。定植時要先集中把數(shù)量少的父本定植完,再在預(yù)留的定植行上定植母本,決不能同時定植,以防由于人為因素造成的父母本相互混雜。另外,定植時澆穩(wěn)苗水的水量不宜過大,以防小苗被沖離原來位置而進(jìn)入另一個親本行,造成混雜。
4.4 防止雜交種采收時出現(xiàn)混雜 一要適當(dāng)拉大父本行與母本行的間距,保證父本株花枝不與母本株發(fā)生攪擾;二要在母本株采收種子前約20 d(天),將父本株全部收割并清理出去。收割時間不可過早,否則會影響不育系母本授粉結(jié)籽,降低種子產(chǎn)量;亦不能太晚,否則會增加混雜機(jī)會。
4.5 防止采后清選加工過程出現(xiàn)混雜 采種前要先清理運(yùn)輸車輛、曬場、清選加工機(jī)械和包裝袋。禁止幾個品種在同一場地晾曬,運(yùn)輸車輛、清選加工機(jī)械和二次使用的包裝袋在使用之前必須嚴(yán)格清理干凈,不能有其他種子殘留,以免混雜。
4.6 防止貯存過程出現(xiàn)混雜 為防止包裝物意外破損造成種子混雜,要根據(jù)不同品種的數(shù)量劃定品種存放區(qū)域,做到分區(qū)貯存;同時,要做好入庫計劃,避免一庫多品種交叉或同時入庫;散落地面的種子及時清理淘汰。
純度檢驗(yàn)是雜交種出售之前必須做的一項(xiàng)重要工作。目前最常用的檢驗(yàn)方法仍然為田間種植法。種子回收后立即按照不同采種單位分別播種,從苗期開始進(jìn)行持續(xù)檢驗(yàn),一般在苗期即可發(fā)現(xiàn)明顯雜株。由于同一芹菜品種在不同環(huán)境中的性狀表現(xiàn)會略有不同,因此純度檢驗(yàn)要在不同季節(jié)、不同環(huán)境條件下安排多次,對雜交種特征特性進(jìn)行全面鑒定,以確保其種性純正,嚴(yán)防不合格種子流入市場。
近幾年,分子標(biāo)記法作為一種高效快速的現(xiàn)代純度檢驗(yàn)手段已在芹菜常規(guī)種上開始試驗(yàn)應(yīng)用,雜交種純度的分子檢測方法正在試驗(yàn)摸索中。
芹菜雜交種生產(chǎn)檔案包括親本名稱與來源、親本擴(kuò)繁、雜交種生產(chǎn)年份、地點(diǎn)、數(shù)量、生產(chǎn)操作程序與要點(diǎn)、雜交種收購、運(yùn)輸、入庫、加工、包裝、質(zhì)量與純度檢驗(yàn)、銷售情況、信息反饋等全過程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息,記載盡量詳實(shí)準(zhǔn)確、系統(tǒng)全面、條理清晰,以便于查閱。一旦種子出現(xiàn)問題,可根據(jù)檔案記載,及時找出原因,查明紕漏環(huán)節(jié),采取相應(yīng)補(bǔ)救措施,從而控制質(zhì)量。
國家科技支撐計劃項(xiàng)目(2014BAD01B0802),天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(14ZXNZNC00042),天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金重點(diǎn)項(xiàng)目(12ZD1)
吳鋒,男,助理研究員,主要從事芹菜遺傳育種研究,電話:022-23784682,E-mail:wfeng1290@163.com
2016-01-29;接受日期:2016-03-29