NaCl溶液克服青花菜自交不親和性研究

虞慧芳 ，王建升 ，趙振卿 ，盛小光 ，陳紀算 ，許映君 ，顧宏輝

自交不親和是十字花科作物普遍存在的一種現象。對于十字花科蔬菜自交不親和系的繁殖，大多采用人工蕾期授粉，需要大量人力。近30 a來人們一直試圖用其他方法來克服花期自交不親和性以生產大量的親本種子。目前國內外報道的方法有很多，如NaCl處理法、CO2處理法[1]、溫度處理法[2]等，均獲得一定效果。可利用開花期株間授粉后維持高CO2濃度若干小時來繁種自交不親和系，但此方法對溫室或大棚密封性要求高。短暫高溫處理需要一定的設備，成本較高。目前生產中應用較廣的是簡單易行的噴灑NaCl溶液。胡代澤等[3]報道了用10%鹽水噴油菜花能顯著提高親和指數。張文邦等[4]用5%鹽水噴甘藍花也取得了顯著提高親和指數的效果。

青花菜起源于歐洲地中海沿岸，于19世紀末20世紀初傳入我國，當時僅在香港、廣東、臺灣等地種植，直到20世紀80年代初才開始在上海、福建、浙江、北京、云南等省、市引種成功[5]。因此我國青花菜育種工作時間短，有關青花菜育種的研究報道較少。近年來，我們在收集大量國內外種質資源的基礎上，通過世代分離及小孢子培養技術獲得了大量的青花菜自交系和DH系。在青花菜種質資源的繁殖過程中，發現青花菜具有相當廣泛的自交不親和性[6]，這與前人的報道相一致[7]。 在白菜[8]、結球甘藍[4]、油菜[3]、蘿卜[9]等蔬菜作物中均有報道NaCl溶液能克服自交不親和性的研究，但在青花菜中鮮有報道。我們在4個青花菜自交不親和DH系的花期用不同濃度NaCl溶液噴灑，以了解青花菜DH系自交不親和性對NaCl溶液的敏感性，并獲得克服青花菜花期自交不親和性最好的NaCl濃度，從而為青花菜自交不親和系的利用提供幫助和奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用的4個青花菜自交不親和DH系見表1。共設5個處理，處理1：2.5%NaCl溶液；處理2：5.0%NaCl溶液；處理 3：10.0%NaCl溶液；處理4：清水對照（CK）；處理 5：剝蕾授粉。處理 1~3及處理 5在開花當天 8：00～10：00噴 NaCl溶液。

1.2 試驗方法

于2011年8月25日將青花菜自交不親和DH系種子播于裝有基質的穴盤中，苗期管理同常規。苗齡1個月時移栽至大棚，栽培管理按常規進行。每個材料在花期選擇生長健壯及病蟲害少的植株3株，摘除已開的花和柱頭外露的花蕾，套袋隔離。每個單株選擇10個花穗 （每2個花穗用1種溶液進行處理），于開花當天用小噴壺噴灑花朵，每個處理10個花穗，每個花穗處理10朵花。處理后1 h左右用本株新鮮花粉進行授粉，每個處理重復3次。

自交不親和性的常規測定方法是進行花期人工自交，根據親和指數判斷是否親和。本試驗采用方智遠等[10]的甘藍自交不親和性的實用標準，即親和指數小于1為不親和，大于1為親和。

1.3 數據分析

授粉后詳細記錄處理情況及授粉花朵數，收獲種子后進行脫粒、考種，統計各處理親和指數（結籽數/授粉花數）。用SPSS 16.0軟件進行數據統計，LSD法分析不同濃度NaCl溶液及處理時間對克服青花菜親和指數間的差異顯著性。

表1 4個青花菜自交不親和DH系的供體及來源

表2 不同處理對青花菜親和指數的影響

2 結果與分析

2.1 4個青花菜DH系自交不親和特性

由表2可見，4個青花菜DH系的親和指數均小于0.5，自交不親和性較強。從親和指數來看，DH31-3、DH28-4、DH07-3、DH07-2 的自交不親和性依次從強到弱。DH07-2剝蕾授粉的親和指數最高，達到4.58，與花期的差異極顯著，即DH07-2通過蕾期授粉可有效克服自交不親和性；DH07-3剝蕾授粉親和指數為1.22，與花期的指數差異極顯著，DH07-3也可通過蕾期授粉來獲得自交種；DH28-4花期和蕾期親和指數沒有差異；DH31-3花期親和指數極低，剝蕾授粉的則略有所提高，且差異顯著，但通過剝蕾授粉仍不能克服自交不親和性。

2.2 NaCl溶液對不同青花菜DH系親和指數的影響

由表2可知，2.5%、5.0%和10%NaCl溶液處理均能提高DH07-2親和指數，其中濃度為5.0%和10%的NaCl溶液處理后，親和指數均大于1，能克服自交不親和性；10%NaCl溶液處理后的平均親和指數為4.53，達到剝蕾授粉的指數水平，即10%NaCl溶液克服DH07-2自交不親和性效果最好，與其他濃度NaCl溶液處理效果達到差異極顯著水平。2.5%、5.0%和10%NaCl溶液處理DH07-3后，其親和指數隨著NaCl溶液濃度的升高而增加，但3個濃度的NaCl溶液均不能克服DH07-3的自交不親和性。DH28-4自交不親和性在2.5%、5.0%和10%NaCl溶液處理后，與對照相比沒有任何變化。DH31-3親和指數隨著NaCl溶液濃度的升高略有增加，但均小于1，即NaCl溶液處理不能克服DH31-3自交不親和性。

3 小結與討論

材料的自交不親和性通常用親和指數大小判斷，方智遠等[7]認為甘藍親和指數小于1即為自交不親和，劉曉東等[11]認為大白菜的親和指數小于0.5為自交不親和。NaCl是克服十字花科作物自交不親和性的有效方法之一。青花菜為甘藍的1個變種，因此本研究采用親和指數小于1為自交不親和的標準來判斷NaCl溶液對克服青花菜自交不親和性的影響。試驗結果表明，10%NaCl溶液能克服青花菜DH07-2自交不親和性，效果與其他濃度NaCl溶液相比差異極顯著，其效果與剝蕾授粉的相當。在花期用NaCl溶液處理青花菜自交不親和的DH07-2，可以克服其自交不親和性，能達到大量繁殖材料的目的。試驗中3個NaCl濃度均不能克服DH07-3、DH28-4、DH31-3 的 自 交 不 親 和 性 。DH07-3可通過蕾期授粉來克服自交不親和性；DH28-4和DH31-3自交不親和性均不能被本試驗中的處理所克服。由于影響植物自交不親和性的因素有很多，如自身的遺傳特性、氣候條件、栽培條件等，這些影響因素的作用還需進一步探討。

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[2]Okazai K,Hinata K.Repressing the expression of self-incompatibility in crucifers by short-term high temperature treatment[J].Theor Appl Genet,1987,73:496-500.

[3]胡代澤，安彩泰，董惠珍，等.用化學方法克服油菜自交不親和性研究[J].中國油料作物學報，1983（2）：1-5.

[4]張文邦，戴國強，邱孝育.介紹一種克服甘藍自交不親和的新方法[J].中國蔬菜，1984（4）：24-25.

[5]中國農業百科全書總編輯委員會蔬菜卷編輯委員會.中國農業百科全書 （蔬菜卷）[M].北京：中國農業出版社，1990.

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[7]方智遠，孫培田，劉玉梅，等.青花菜自交不親和系選育初報[J].中國蔬菜，1987（1）：27-29.

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[9]汪騫，胡靖鋒，朱紅，等.NaCl溶液克服蘿卜自交不親和性研究[J].長江蔬菜，2011（14）：14-16.

[10]方智遠，孫培田，劉玉梅.甘藍雜種優勢利用和自交不親和系選育的幾個問題[J].中國農業科學，1983（3）：51-62.

[11]劉曉東，牟金貴，劉學岷，等.大白菜花期自交親和指數測定及不同部位親和性的變化[J].河北農業科學，2004，8（4）：34-36.