NaCl溶液克服大白菜自交不親和性的研究

譚翀,岳艷玲

(云南農業大學園林園藝學院,昆明,650201)

NaCl溶液克服大白菜自交不親和性的研究

譚翀,岳艷玲

(云南農業大學園林園藝學院,昆明,650201)

以大白菜自交不親和系07s20為試材，于蕾期和花期分別噴施不同濃度的NaCl溶液以克服其自交不親和性。試驗結果表明，花期和蕾期噴施1%～5%NaCl均可顯著提高07s20親和性，但花期處理明顯高于蕾期。其中花期噴施3%NaCl，親和指數達到8.54，是人工破蕾的58.1%，可以代替蕾期人工破蕾授粉克服大白菜的自交不親和性，以降低種子生產成本。

大白菜；自交不親和性；NaCl溶液

自交不親和是十字花科作物中普遍存在的一種自然現象,是一種重要的生殖保障,具有避免自交近親繁殖、促進異交的作用[1～2]。自交不親和系是實現十字花科作物利用其雜種優勢育種和制種的重要途徑[3]。大白菜( L.ssp. )屬于十字花科(Cruciferae)蕓薹屬( )蕓薹種( )的重要蔬菜作物,為兩性花異花授粉作物,雜種優勢明顯[4]。應用自交不親和系制種時,若要提高制種效率和雜種純度,要求自交不親和系的親和指數越低越好,但同時存在著親本繁殖困難的問題[5]。蕾期人工破蕾授粉可以有效地克服大白菜自交不親和性,但需要較大的人力資源,從而導致制種成本上升[6]。為探索一種簡單易行低成本的方法,前人進行了大量的研究。1989年,侯國佐等用NaCl處理甘藍型油菜花,發現5%和8%的NaCl可有效克服自交不親和[7]；王妍妮等對秦甘80甘藍的研究認為,花期噴施4%～5%NaCl加0.3%硼酸克服自交不親和效果最好[8]；周慶紅等在甘藍上的研究認為,噴施5%NaCl附加0.3%的硼酸溶液親和指數最好[9]；原連莊認為,不同自交系在不同時期適宜的鹽水濃度不同,以2.0%～2.5%NaCl克服大白菜自交不親和效果最佳[10]。所以,不同作物其結論不同。07s20是青麻葉類型自交系,經濟性狀優良,配合力高,但嚴重自交不親和。為了克服其自交不親和,本試驗分別于蕾期和花期噴施不同濃度的NaCl,探索在昆明氣候條件下NaCl克服大白菜自交不親和的施用時期和用量,以期能夠高效利用該自交系。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

大白菜自交不親和系07s20,青麻葉類型,由云南農業大學選育而成。

1.2 試驗方法

試驗分別在花期和蕾期噴施不同濃度的NaCl溶液,設蕾期人工破蕾授粉和清水處理為雙對照(表1)。每個處理6～8個花序,每個花序處理15個蕾或花,3次重復。各處理在每天9:00～11:00進行。蕾期噴灑NaCl溶液后進行套袋隔離；花期處理在處理前進行套袋,4 d后去袋去花序頂端的花蕾進行NaCl溶液處理,處理后依然套袋隔離；人工破蕾授粉處理于授粉前4 d套袋隔離,采集本株所有開放花朵,取其花粉為本株花蕾破蕾授粉。7 d后拆袋,2個月后統計結莢數及結籽數,計算親和指數,親和指數=結籽數/授粉花數。

采用SPSS統計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 蕾期不同濃度NaCl溶液處理對大白菜自交不親和系親和指數的影響

由表1可見,在蕾期采用噴灑1%～6%NaCl溶液和人工破蕾授粉處理大白菜自交不親和系07s20,以人工破蕾授粉處理的效果最好,結莢率達95%,親和指數達14.70,通過對各處理的親和指數進行方差分析,人工破蕾授粉的親和指數與其他各處理的親和指數差異顯著；與CK(清水)相比,噴灑1%～5%NaCl溶液均提高了自交不親和系07s20的結莢率和結實率。而在不同濃度的NaCl溶液處理中,以3%NaCl溶液的處理效果最好,親和指數4.62,親和指數與其他NaCl溶液處理差異極顯著,是人工破蕾授粉的31.43%、結莢率為94%。而1%、2%、5%NaCl溶液處理之間的親和指數差異不顯著。

表1 不同處理、不同時期對07s20結莢率和親和指數的影響

2.2花期不同濃度NaCl溶液處理對大白菜自交不親和系07s20親和指數的影響

在花期噴灑1%～5%NaCl溶液,大白菜自交不親和系07s20的親和指數均較清水CK有所提高,差異極顯著。不同濃度處理的差異極顯著,3%NaCl溶液處理效果最好,結莢率為100%,親和指數8.54,是蕾期人工破蕾授粉的58.1%。

2.3蕾期和花期不同濃度NaCl處理克服大白菜自交不親和系07s20自交不親和性的綜合比較

采用人工破蕾授粉的方法克服大白菜自交不親和系07s20自交不親和性的效果最好,其親和指數高達14.70,與其他處理差異極顯著。其次花期噴施3%NaCl,其親和指數為8.54。蕾期1%NaCl、花期1%NaCl、蕾期2%NaCl、花期和蕾期5%NaCl差異不顯著。除了蕾期和花期噴施6%NaCl之外, NaCl其他處理效果均高于清水對照,差異極顯著。同時除清水對照外,花期和蕾期噴施相同濃度的NaCl,花期的親和指數均高于蕾期,差異極顯著。

3 結論與討論

人工剝蕾授粉是克服大白菜自交系07s20自交不親和性的最有效的辦法,但是此方法費時、費力且成本高。本試驗結果表明,以花期噴施3%NaCl克服大白菜自交不親和性的效果最佳,親和指數為8.54。在植株開花前,在花的柱頭上形成一種蛋白“隔離層”,這種隔離層阻止相同基因型花粉萌發及花粉管伸長[11]。而NaCl是酶的激活劑,可以改變柱頭表面蛋白“隔離層”的極性,進而使之變性和改變識別功能,從而克服自交不親和性[12]。

蕾期與花期相比,噴灑不同濃度的NaCl溶液,結莢率和結實率均比在花期噴灑相同濃度NaCl溶液的結莢率和結實率低。此現象可能由于開花前柱頭上形成一種蛋白質隔離層,而噴施NaCl可以破壞蛋白層,但是蕾期柱頭沒有露在外面,不利于NaCl溶液作用,而花期柱頭可以與NaCl溶液充分接觸,更有效地克服自交不親和性。

在NaCl的使用濃度上,本試驗以3%NaCl濃度結莢率和親和指數最高,與楊銳等提出克服白菜自交不親和性較佳的NaCl濃度相一致[13]。但胡代澤等認為噴用5%NaCl濃度效果最好[14]。原因可能與不同自交系品種有關,同時也可能與不同的處理天氣有關。

[1]楊佳,李玉花,藍興國.蕓薹屬植物自交不親和性S-受體激酶的內吞作用及信號傳遞網絡 [J].植物生理學報, 2012,48(3):211-216.

[2]趙穎.蕓薹屬植物自交不親和性的研究利用[J].科技信息, 2011(14):184.

[3]宋尚偉,王蘭菊,張曉偉,等.大白菜噴施NaCl克服自交不親和性的研究[J].安徽農業科學,2003,31(5):831-832.

[4]王秀英,巫東堂,趙軍良,等.大白菜游離小孢子培養研究進展[J].蔬菜,2012(7):46-48.

[5]胡瓊,王小英.花期克服白菜自交不親和性試驗[J].現代農業科技,2008(20):11-13.

[6]虞慧芳,王建升,趙振卿,等.NaCl溶液克服青花菜自交不親和性研究[J],長江蔬菜,2012(20):15-17.

[7]侯國佐,張瑞茂.NaCl溶液克服甘藍型油菜自交不親和系不親和性的研究[J].種子,1989(8):9-11.

[8]王妍妮,張恩慧,程永安,等.克服一代雜種秦甘80品種雙親自交不親和性研究[J].陜西農業科學,2004(1):11-17.

[9]周慶紅,曾勇軍,楊寅桂,等.鹽硼溶液克服甘藍自交不親和性研究[J].種子,2009,28(12):48-51.

[10]原連莊,原讓花,董彥琪,等.大白菜自交不親和系親和指數影響因素的研究[J].長江蔬菜,2008(17):45-46.

[11]肖祥,嚴家蕓.鹽水處理克服大白菜自交不親和性的應用[J].云南農業科技,1997(1):32-33.

[12]李鳳淑,張巍巍,王衛民,等.蕓薹屬蔬菜自交不親和性克服方法研究進展[J].天津農業科學,2011,17(2):112-115.

[13]楊銳,余陽俊,徐家炳,等.花期噴鹽水結合蜜蜂授粉克服大白菜自交不親和性試驗 [J].華北農學報,1995,10 (2):77-81.

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

[15]羅玉秀,杜德志.白菜型油菜自交不親和性及授粉方式的研究[J]西南農業學報,2007,16(2):56-58.

[16]羅玉秀,杜德志.白菜型油菜自交不親和性狀的遺傳分析[J].青海大學學報:自然科學版,2008,26(6):7-10.

[17]汪騫,胡靖峰,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.

Study on Utilizing NaCl Solutions to Overcome Self-incompatibility of Chinese Cabbage

In the paper,we took the self-incompatible line 07s20 as plant material,and sprayed NaCl solutions with different concentrations during the bud and blooming period respectively to overcome its self-incompatibility.The results showed that spraying 1%-5%NaCl solutions could improve the compatibility of 07s20 significantly during both bud and blooming period,but the compatibility was apparently higher while sprayed NaCl solutions at blooming period.In addition, while sprayed 3%NaCl solution during the blooming period,the compatible index was 8.54,which was 58.1%of that of the artificial pollination treatment's,and it was an ideal way to replace the artificial pollination during the bud period to overcome the self-incompatibility of Chinese cabbage in order to reduce the cost of seed production.

Chinese Cabbage;Self-incompatibility;NaCl solution

S634.1

:A

:1001-3547(2013)14-0014-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.14.005

國家自然科學基金（31101551）；云南省自然科學基金（2010CD057）

譚翀，女，碩士，專業方向蔬菜遺傳育種，E-mail：waatm615@126.com

岳艷玲，女，通信作者，副教授，研究生導師，專業方向為蔬菜遺傳育種，E-mail：yueyl@ynau.edu.cn

2013-03-28