陳廣俠,安修海,丁桂艷,趙 朋,楊曉慧,楊 煜,董道峰
(1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所/山東省設(shè)施蔬菜生物學(xué)重點試驗室/國家蔬菜改良中心山東分中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測實驗站,濟南 250100;2.滕州市界河農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,山東滕州 277500;3.廣饒縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校,山東廣饒 257300)
16 世紀(jì),馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)經(jīng)由探險家傳入歐洲[1],馬鈴薯的栽培種(S.tuberosum)約在明朝萬歷年間傳入中國。中國早期推廣的馬鈴薯品種基本從國外引進材料的篩選鑒定獲得,如米拉、阿奎拉、白頭翁、大西洋、夏波蒂、費烏瑞它等都是直接引入中國,并在生產(chǎn)中發(fā)揮著較大作用。引種的作用不可忽視,但是也存在各種問題,如引進品種不適應(yīng)中國的栽培區(qū)域以及抗性差等問題,馬鈴薯的育種方法有雜交育種、誘變育種以及生物工程育種等。中國育成的克新、高原、壩薯、中薯、龍薯、晉薯等系列品種大多通過雜交育種獲得[2-5],即利用目標(biāo)親本配置雜交組合,獲得實生種子,然后經(jīng)多代篩選鑒定,從而選育新品種。馬鈴薯1 個漿果可結(jié)160~200 粒種子,千粒重為0.5 g[6],本研究主要針對自行配置的雜交組合收獲實生種子進行統(tǒng)計分析,比較不同組合的實生種子千粒重、單果粒數(shù)以及不同品種作為父本所得到的實生種子情況,以期為馬鈴薯育種工作提供參考。
實生種子由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所自行配置組合得到,共計收獲組合數(shù)113 個,父本采用V7(由棗莊泓安農(nóng)業(yè)科技有限公司提供)、雪早1(由雪川農(nóng)業(yè)集團股份有限公司提供)、希森6 號(由希森馬鈴薯工程中心提供)。
于2022 年7 月在內(nèi)蒙古自治區(qū)興和縣配置雜交組合(父本采用V7、雪早1、希森6 號,母本采用山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所育成高代系等)時發(fā)現(xiàn)自交結(jié)實的親本,摘除果實及已經(jīng)開放花朵,只選用未開放將要開放的花朵去雄,然后雜交授粉;對于自交不結(jié)實親本,選取當(dāng)天開放的新鮮花朵進行授粉。雜交組合親本的選取原則是符合育種目標(biāo),并具有高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)以及父母本開花情況。
雜交組合配置后7 d,觀察組合坐果情況,如已經(jīng)坐果的用紗網(wǎng)袋套住并編號,防止后期落果,以方便收獲。
于2022 年8 月底進行雜交果的收獲,收獲后將雜交果放陰涼干燥處后熟1 個月,當(dāng)漿果變軟時說明已充分成熟即可收集種子,漿果用水沖洗擠出種子,當(dāng)種子沉到容器底部時將果肉和果皮小心去除[7],然后晾干得到實生種子。
調(diào)查馬鈴薯實生種子的千粒重和單果粒數(shù)。
采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理。
從圖1 中可以看出,113 個組合所收的實生種子中,千粒重在0.41~1.20 g,其中千粒重在0.60~0.70 g的占35%,在0.70~0.80 g 的占28%,在0.80~0.90 g 的占16%。
圖1 收獲實生種子千粒重占比
由圖2 可知,單果實生種子粒數(shù)基本集中在1~30 粒,1~10 粒 的 占 比 為25%,10~20 粒 的 占比 為19%,20~30 粒的占比為15%。
圖2 單果實生種子粒數(shù)占比
利用V7 作父本共配置67 個組合,其中37 個組合收獲雜交實生種子,配置成功率為55.22%,千粒重在0.60~0.80 g 的21 個,占收獲組合的56.76%,其次 是0.41~0.60 g 和0.80~1.00 g,各 占收獲 組合的18.92%;利用雪早1 作父本,配置了22 個雜交組合,收獲16 個雜交組合實生種子,配置成功率為72.73%,千粒重在0.60~0.80 g 的10 個,占收獲雜交組合的62.50%;利用希森6 號作父本配置了26 個雜交組合,其中有8 個收獲雜交實生種子,配置成功率為30.77%,千粒重都在0.60~0.80 g(表1)。
表1 3 個父本配制組合千粒重分布情況(單位:個)
V7 作為父本,單果粒數(shù)基本集中在10.0~30.0粒,其中,10.0~20.0 粒的9 個,占比為24.32%,20.0~30.0 粒的15 個,占比為40.54%;雪早1 作為父本,除0.2~1.0 粒和30.0~40.0 粒沒有收獲到雜交組合實生種子外,其他各區(qū)域都有收獲;希森6 號作為父本,除0.2~1.0 粒和50.0~60.0 粒沒有收獲到雜交組合實生種子外,其他各區(qū)域都有收獲(表2)。
表2 3 個父本配制組合單果粒數(shù)分布情況 (單位:個)
從采用3 個父本收獲的馬鈴薯實生種子情況來看,千粒重集中在0.41g~1.20 g,單果粒數(shù)集中在1.0~30.0 粒,但不同親本配置的雜交組合其千粒重和單果粒數(shù)各有差別,這也影響了雜交的成功率和效率。據(jù)統(tǒng)計,通過馬鈴薯雜交獲得實生種子,經(jīng)實生苗選育出1 個新品種的概率為1/200 000,而選育出1 個重要品種的概率是1/1 000 000[8]。影響馬鈴薯雜交育種成功的因素很多,如物種間的雜交不親和、花期不遇、雌雄配子不育等生物學(xué)障礙[9]。親本的選配很大程度上決定了育種的成?。?0]。為了提高馬鈴薯雜交育種成功率,母本應(yīng)選擇具有最多優(yōu)良性狀、結(jié)實性較好的品種,父本應(yīng)選擇具有改良性狀、花粉多的品種進行組合[11]。親本應(yīng)具有育種目標(biāo)所要求的主要性狀指標(biāo)[12];要選擇性狀互補、不同類型、不同地理起源的親本進行配置;在雜交選配時,要選擇一般配合力高的親本[13]。因此,正確選用親本并合理組配是馬鈴薯育種成敗的關(guān)鍵。本研究所用到的3 個品種中,V7 花粉多,但自交結(jié)實多,花粉活性好,不適宜作母本,因此作父本更合適;希森6 號花粉少,花粉活力較差,作父本雖能成功,但成功概率相對較小,因此不建議作父本。