王 丹， 張志成， 林團榮， 于 卓

(1.集寧師范學院， 內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000； 2.烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)科學研究院， 內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學， 呼和浩特 010019)

雜交育種是根據(jù)選育目標來選擇優(yōu)良的親本，經(jīng)人工雜交將雙親的基因重新組合，并對雜交后代進行篩選與鑒定，選育出優(yōu)良的新品種。親本的選配是雜交育種成敗的關鍵，因此，選用雙親基因型差異大、親緣關系遠、配合力強的親本進行雜交，充分應用雜種優(yōu)勢是增加育種概率的有效途徑。目前，雜交育種是主要的品種選育方法之一[1-3]。

馬鈴薯(SolanumtuberosunL.)栽培在中國歷史上已有400多年，世界各國都有栽種[4-5]。2017年，我國馬鈴薯栽種面積約577萬hm2，總產(chǎn)量超過1億t，居世界首位[6]。李克強總理在2019年2月1日—2月2日在內(nèi)蒙古烏蘭察布市考察時強調：“馬鈴薯主糧化很有發(fā)展，要結合我國‘鐮刀彎’地區(qū)調減玉米面積策略，研究支持農(nóng)民擴大栽種品質好、有優(yōu)勢的馬鈴薯，發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)，助力脫貧攻堅”。內(nèi)蒙古自治區(qū)主席2019年2月11日到烏蘭察布市考察馬鈴薯發(fā)展時指出：要立足馬鈴薯主糧化方向，深入推進馬鈴薯全產(chǎn)業(yè)鏈，探索實施馬鈴薯的種植補貼試點，提升“烏蘭察布市馬鈴薯”品牌的影響力和價值。

選育馬鈴薯新品種是改善烏蘭察布市馬鈴薯品種單一特性的重要途徑，而雜交育種是目前我國乃至世界馬鈴薯新品種選育的重要方法之一，因此掌握馬鈴薯雜交授粉技術是提高馬鈴薯雜交結實率的重要環(huán)節(jié)，但是目前關于通過改良雜交育種方法來提高結實率的報道較少。因此，本研究將資料查閱和大田實踐相結合提出幾種切實可行且經(jīng)實踐可明顯提高坐果率的雜交方法，為馬鈴薯新品種選育奠定基礎，同時也可給其他馬鈴薯育種工作者提供參考。

1 馬鈴薯雜交育種程序

1.1 優(yōu)良親本的配制

根據(jù)市場需求制定雜交育種方案，明確選育品種的目標性狀，選擇兩個優(yōu)良的互補親本對培育新品種至關重要[7]，往往是基于它們的表型性狀，如塊莖形狀，芽眼深淺，皮色和肉色等。馬鈴薯雜交時部分品種雄性不育，如克新1號，不適合作為父本。但是一個品種是否雄性不育通常需要試驗驗證。當一個父本與多個不同母本雜交后仍然不能成功，那么這個父本很可能是雄性不育。馬鈴薯的雌性不育非常罕見，無花或極少開花的品種是很少用于育種計劃的。育種方案作為所有可能雜交組合的概述和整個雜交過程的指南，雜交計劃里應確定每個親本的種植株數(shù)，溫室空間的面積等。雜交計劃是配制雜交組合的基礎[8]。

1.2 雜交方法

1.2.1大田雜交

大田雜交是雜交常用的一種方式，由于早晨開放的花冠可能會沾有清晨的露水，下午部分花冠就會關閉，為提高雜交結實率，避免被大黃蜂自然授粉，應在10：00時前進行雜交授粉。

1.2.2溫室雜交

溫室雜交的優(yōu)點是保護植株不受惡劣天氣和害蟲等因素的影響，同時可以調節(jié)室內(nèi)的溫度和空氣濕度。溫度和濕度是影響雜交成功至關重要的因素，溫度應低于25 ℃，當溫度太高時，已授粉的花朵通常會凋落；相對濕度也不應太低，在炎熱的天氣做雜交時，應適當在溫室的地面灑水。若無條件在溫室雜交，應選擇合適的溫度和濕度條件下來進行雜交，可提高雜交的結實率。

1.2.3網(wǎng)室雜交

網(wǎng)室雜交目前是使用上比較方面的一種雜交方式，它既可以緩解溫室溫度的影響，又可以避免惡劣天氣和害蟲(主要以大黃蜂為主)等因素的影響。目前在網(wǎng)棚上加一層遮雨布，可以解決雜交后雨水的影響，可通過噴水增加網(wǎng)室的濕度來增加雜交結實率。

1.3 親本的種植

根據(jù)當?shù)氐臒o霜期及雜交方式等情況來確定種植時間，若溫室雜交可以適當提前種植。塊莖最好播種到容積至少20 L的花盆或桶內(nèi)，可每年更換土壤從而避免病原菌的傳播。

親本種植時應注意的事項：塊莖種植時應做好標記，以防種植位置錯誤；通過在容器上方放置硬質營養(yǎng)缽的方法抑制塊莖的形成促進地上部分生長，促使親本最大程度的開花，如生成氣生薯，將其拔出即可；因溫室溫度較高，待植株長到一定高度時應及時用支架支撐；為使花和漿果發(fā)育良好，冠層應保持開展，可以保留少量分枝，但應將葉腋新發(fā)的芽去除。當植株不能在溫室但可以在大田開花時，雜交可以在田間進行，或者可以把花帶到室內(nèi)進行；當植株用作母本時，帶花的主莖上應保留1～2個葉片，植株用作父本，只需摘下花朵收集花粉即可[9]。

1.4 花粉的采集

清晨07：00時左右采摘父本花蕾，通過改裝的電動牙刷振動花藥，把花粉收集到離心管中。部分育種者用食指輕敲花藥，讓花粉落在拇指的指甲上，直接對柱頭進行授粉。為了防止花粉混雜，在每個父本采集完花粉后，應及時清洗振動器、拇指及玻璃容器。

1.5 花粉的保存

采集的花粉在-20 ℃條件下能保持活力一至三年。若短期使用，則置于4 ℃條件下保存，放置花粉的離心管上應標注父本的編號和保存日期。花粉儲存有利于雜交組合配制，尤其適用于父本和母本花期不遇的時候。

1.6 去 雄

馬鈴薯為自花授粉作物，不同品種的自交程度不同，在一定程度上取決于柱頭和花藥之間的距離，通常自花受精的后代缺乏優(yōu)勢和活力，在篩選早期就會被淘汰。

去雄是保證雜交順利進行的重要步驟，去雄的最佳時間為開花前1～2 d，這時花藥未成熟且花蕾較大，用鑷子將花瓣打開，小心夾除花藥即可。

1.7 授 粉

授粉在去雄后1～2 d且花朵完全開放時進行，成功概率較高，因為花冠在午后會再次關閉，從而阻礙授粉。雜交時將柱頭輕輕伸入采集有花粉的離心管中，沾滿花粉即可。

授粉時應注意的事項：每更換1次父本花粉，應使用干凈的容器(或拇指指甲)防止混雜；授粉后要掛標有雜交代碼的標簽，一個花序最好只使用同一個父本授粉，以避免雜交組合的混雜；由于花蕾開放時間不同，相同組合可以在幾天后重復授粉以生產(chǎn)足夠的漿果；同一花序最好雜交4～6朵花，可提高受精概率；后期為防止?jié){果脫落可用網(wǎng)袋將其套住。

1.8 數(shù)據(jù)的記錄

數(shù)據(jù)記錄包括雜交組合名稱、編號、親本、雜交日期、雜交編碼、花數(shù)、雜交花數(shù)、漿果數(shù)及每個雜交組合得到的種子數(shù)以完成雜交記錄。每個育種者可以建立自己的記錄方法，確保數(shù)據(jù)準確。所有記錄的信息均可幫助分析雜交結果，從而建立起個人的經(jīng)驗和洞察力。

1.9 漿果的收集

漿果在花序最后一次授粉后六周收獲，讓種子有足夠的時間發(fā)育成熟，但是要防止?jié){果腐爛，以免降低種子的質量并使種子收集更為困難。收獲時漿果連著網(wǎng)袋從植株上取下，同時確保附上記有編號和雜交親本名稱的標簽，漿果可在冷藏庫中貯存一段時間，如果早收獲或貯存過程中發(fā)現(xiàn)任何腐爛或非常柔軟的漿果時應立即清洗漿果收集種子。

1.10 種子的收集

當漿果變軟時說明已充分成熟即可收集種子，相同雜交組合的漿果可一并處理。漿果用水沖洗擠出種子，當種子沉到容器底部時將果肉和果皮小心去除[10]，不停換水過濾直到僅剩下水和種子后，通過小篩濾除種子周圍的粘液，在濾紙或過濾器上晾干，然后用信封袋(紙，塑料)保存種子，同時放入標有雜交組合代碼、儲存時間的標簽。大多數(shù)種子在密封的容器內(nèi)保存十年后仍能發(fā)芽。

2 展 望

2.1 雜交授粉技術的更新改良

近年來，由于馬鈴薯品種更新?lián)Q代較快，黃皮黃肉品種具有非常大的受眾市場，但馬鈴薯受人為選擇因素和生態(tài)環(huán)境影響較大，野生種和老品種不斷被淘汰，使得馬鈴薯遺傳基礎越來越狹窄[11]，總體上仍然處于品種匱乏狀態(tài)，因此新品種的選育一直是育種者工作的重中之重。雖然生物技術育種發(fā)展迅速，但是引種鑒定、實生種育種、雜交育種仍然是馬鈴薯新品種選育的主要方法之一。據(jù)統(tǒng)計，我國自開展馬鈴薯雜交育種工作以來共選育出100多個新品種，克新、高原、壩薯、中薯、晉薯、鄂薯、春薯、鄭薯、隴薯、青薯系列品種的育成推廣在我國馬鈴薯生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用[12-15]，除了親本選配外，雜交授粉技術的掌握至關重要，隨著不斷地探索和發(fā)掘改良雜交技術，從而提高雜交結實率在馬鈴薯新品種選育中非常關鍵。

2.2 加強傳統(tǒng)育種與生物技術的結合

在馬鈴薯育種工作中，適當結合生物技術育種方法，可提高馬鈴薯新品種選育進程[16-18]。較傳統(tǒng)育種相比，生物技術能夠對植物目標特征進行定向選擇，縮短育種年限，為育種工作者開拓新思路，提供新方法。根據(jù)育種目標有針對性地采用細胞工程、基因工程和分子輔助育種等手段和傳統(tǒng)育種相結合，培育出優(yōu)質、高產(chǎn)、多抗的專用型新品種[19-20]。