杉木雜交授粉技術(shù)研究

林源華

摘 要：該文從組織實(shí)施、雌雄花的特征、親本選擇、套袋隔離、花粉采集與處理、授粉等方面詳細(xì)介紹了杉木人工控制授粉雜交制種技術(shù)。

關(guān)鍵詞：杉木；雜交；授粉；親本

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）12-91-02

Research of Hybridization Pollination Technology in Chinese fir

Lin Yuanhua

（Shaxian Guanzhuang State-owned Forest Farm，Shaxian 365503，China）

Abstract：In this paper，we particularly described the artificial pollination technology of Chinese fir（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook）. It contained the aspects of organization and implementation，the characteristics of female and male flowers，parental choice，bagging isolation，pollen collection and pollination，and so on.

Key words：Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook； Hybridization； Pollination； Parents

杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）為我國(guó)特產(chǎn)的主要用材造林樹種[1]，分布于東經(jīng)101°30′～121°53′，北緯19°30′～34°03′之間，遍及我國(guó)整個(gè)亞熱帶的南方17個(gè)省區(qū)[2]，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。杉木幼齡生長(zhǎng)迅速，在適宜生境下，10a生樹高可達(dá)12～16m，胸徑15～20cm，25a生以后逐漸穩(wěn)定成熟[3]。杉木栽培歷史悠久，樹干通直圓滿，紋理美觀，木質(zhì)輕而韌，板材不翹不裂，易加工，耐腐耐蛀，心材中含有精油，其化學(xué)成分可用作單體香料[4-5]，具有特殊香氣，自古以來(lái)一直廣泛用于的建筑、家具、橋梁、造船及室內(nèi)裝修等。現(xiàn)代又開始用于造紙業(yè)，被認(rèn)定為是造紙工業(yè)長(zhǎng)纖維原料的潛在來(lái)源之一[6]。杉木人工控制授粉雜交制種，創(chuàng)制新基因型，為選育杉木優(yōu)良雜交組合奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，促進(jìn)良種潛力挖掘[7]。

1 試驗(yàn)地環(huán)境

本試驗(yàn)位于福建省沙縣官莊國(guó)有林場(chǎng)羅溪工區(qū)4林班5大班8小班。該小班為杉木優(yōu)良種質(zhì)資源庫(kù)其作用就是收集寶貴的杉木種質(zhì)資源；開展雜交育種試驗(yàn)和新品種創(chuàng)制；為建設(shè)高世代杉木種子園提供優(yōu)質(zhì)建園材料。氣候?yàn)閬啛釒Т箨懶约撅L(fēng)氣候，具有氣候溫和、雨量充沛、水熱條件優(yōu)越等特點(diǎn)。年均氣溫15.6～19.6oc，無(wú)霜期245～297d。年均降水1 510～1 840mm，年降水天數(shù)165d左右，降水主要集中于3～6月。年均蒸發(fā)量1 357.7mm，降水量大于蒸發(fā)量，年均相對(duì)濕度為81.1%。年均日照1 877.6h。海拔157～180m，地貌低丘，土壤為紅壤，土壤厚度82cm。

2 組織實(shí)施

首先做好實(shí)施人員的組織及安排，挑選身體健康、思路靈活、吃苦耐勞的工作人員參與此項(xiàng)工作。制種工作開始前，召開準(zhǔn)備會(huì)議，闡明工作要求及注意事項(xiàng)。然后將人員進(jìn)行分組、分工，指派組長(zhǎng)及各項(xiàng)工作負(fù)責(zé)人。每2人為小組負(fù)責(zé)固定單株的套袋、授粉、解袋等工作。最后還要做好后勤保障，確保工作的順利進(jìn)行。

3 雌雄花的特征

3.1 雄花特征 雄花多數(shù)簇生，雄蕊多數(shù)，螺旋狀著生，花藥3室，下垂縱裂，藥隔伸張，鱗片狀，邊緣有細(xì)缺刻。

3.2 雌花特征 雌球花單生，或者多個(gè)集生于枝頂。

3.3 雌雄球花在杉木枝條上的分布 杉木是單性花，雌雄同株，雌雄花1個(gè)或幾個(gè)著生于樹冠上部及中部的側(cè)枝末端。同一植株上，枝條性別明顯，其骨干枝條可分為3類：一類是只開雄花的枝條；一類是只開雌花的枝條；另一類是雌雄花混生的枝條。3類枝條在樹冠上的分布有一定規(guī)律性。雌花枝條主要分布在樹冠上部、雌雄花混生枝條多分布在樹冠中部、雄花枝條多分布在樹冠基部。

4 雜交親本的選擇

4.1 杉木優(yōu)良種質(zhì)資源庫(kù)調(diào)查 對(duì)上年度種質(zhì)資源庫(kù)進(jìn)行生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)情況進(jìn)行調(diào)查，并在當(dāng)年2月對(duì)種質(zhì)資源庫(kù)開花情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果作為雜交制種親本選擇的依據(jù)。

4.2 親本的選擇 根據(jù)種質(zhì)資源庫(kù)生長(zhǎng)、開花、結(jié)實(shí)情況以及遺傳測(cè)定分析結(jié)果，從種質(zhì)資源庫(kù)中選擇母本和父本，其生長(zhǎng)迅速、材質(zhì)優(yōu)良、生長(zhǎng)健壯且無(wú)病蟲害并掛牌標(biāo)記選擇出的親本

4.3 親本花期物候 杉木雌雄花期較一致。沙縣杉木雌雄花期在每年的2月中旬。2月中旬，雄球花由綠變黃，迅速增大，花粉囊內(nèi)的花粉粒成熟，即標(biāo)志著雄球花發(fā)育成熟。雌花開花時(shí)則球花下垂，頂部苞鱗呈肉紅色，由上而下張開，露出綠色膨脹的胚珠，此時(shí)胚珠頂端的表層細(xì)胞溶解，形成凹陷，充滿分泌物并溢出株孔之外成為傳粉滴，接受花粉。

5 雌花套袋隔離

5.1 準(zhǔn)備工作 套袋隔離工作之前應(yīng)充分準(zhǔn)備好隔離袋、人字梯、酒精、脫脂棉、紙膠帶、塑料牌、記號(hào)筆、報(bào)紙等工具和材料，并每隔1d對(duì)開花情況進(jìn)行觀察。

5.2 操作方法 杉木是雌雄異花同株樹木，一般不需去雄手續(xù)。為保證質(zhì)量，雜交前必須在雄花末散粉、雌花苞鱗未張開之前結(jié)束套袋。為使雌蕊有良好的發(fā)育條件，隔離袋應(yīng)選用薄面透明堅(jiān)韌的材料制成的，保證光照、透氣。一般用硫酸紙材料，隔離袋大小以25cm×10cm為宜。雌花最好3朵以上可套入1個(gè)袋內(nèi)。套袋時(shí)袋口最好扎在木質(zhì)化的老枝上，扎縛處用棉花或舊報(bào)紙裹襯，避免由于捆扎引起的扎縛處破裂造成花粉污染，風(fēng)吹枝條搖動(dòng)而受到機(jī)械拉傷并且也可防止外來(lái)花粉潛入袋子內(nèi)影響雜交效果。還要對(duì)隔離袋四周進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整形成一定的袋內(nèi)空間，以防止雌球花緊貼袋壁，這樣可以避免其被陽(yáng)光灼傷，提高授粉成功率。

6 花粉的采集與處理

正確選擇采集時(shí)間是一個(gè)比較困難的問(wèn)題，因?yàn)榇苹赡芎芸炀鸵竭^(guò)可授期花粉又往往是在這段時(shí)間自然釋放，所以要在雄花小孢子葉散開之前收集花粉，以便騰出充分加工時(shí)間。

6.1 花粉的形態(tài) 成熟的花粉為扁球形，大小約28.2μm×36.4μm，具兩層壁，外壁厚，表面皺褶，有一個(gè)不甚明顯的乳狀突起，這是萌發(fā)孔的位置。內(nèi)壁薄。壁內(nèi)具有濃厚的細(xì)胞質(zhì)及一個(gè)被許多淀粉包圍的細(xì)胞核。

6.2 準(zhǔn)備工作 首先布置好花粉烘烤室。要求選擇密閉、干燥潔凈的房間。架設(shè)完烘烤架、熱源及溫度計(jì)后進(jìn)行2次以上室內(nèi)清毒。再要準(zhǔn)備雄花采集袋、土壤篩、清毒酒精和脫脂棉。最后要定時(shí)觀察開花情況。

6.3 操作方法 采集回來(lái)的花粉必須立即處理，要不然貯存在每個(gè)花粉粒內(nèi)的微量養(yǎng)分會(huì)在呼吸作用中消耗掉，或者衰敗變質(zhì)，導(dǎo)致花粉死亡。以小組為單位固定植株采集雄花。各父本花粉獨(dú)立成袋包裝，掛牌標(biāo)識(shí)。每采完一個(gè)父本雄花后，工作人員要輕拍衣服，抖落衣服粘附的花粉，并利用酒精對(duì)雙手進(jìn)行擦拭消毒，之后方可采集另一個(gè)父本雄花。采回的雄花分號(hào)平鋪放入簸箕，置于烘烤架上烘烤。此過(guò)程中藥嚴(yán)密控制烘烤室內(nèi)溫度（不高于40℃），期間人員進(jìn)出烘烤室要緩慢開關(guān)門，室內(nèi)緩步走動(dòng)。花粉1～2d將大量灑落，用土壤篩去雜質(zhì)后收集花粉裝入收集信封內(nèi)，封口寫上父本號(hào)。篩選花粉時(shí)應(yīng)在寬敞無(wú)風(fēng)的地方操作，并且間隔一段時(shí)間待空中飄散的微量花粉落下再進(jìn)行下一個(gè)號(hào)花粉的篩選，同時(shí)對(duì)篩選工具和接觸的手消毒，小心拭去身上附帶的花粉。另外，花粉處理過(guò)程要指派專人操作、監(jiān)督。

6.4 花粉活力的測(cè)定 藍(lán)墨水染色法：活細(xì)胞膜具有選擇吸收的能力，當(dāng)花粉加入上海墨水廠生產(chǎn)的英雄純藍(lán)墨水時(shí)，被染色花粉則沒有活力，沒有染色的花粉則具有活力。

7 授粉

7.1 準(zhǔn)備工作 授粉前要準(zhǔn)備好50mL一次性注射器，足量消毒酒精和脫脂棉，足量人字梯等工具，檢查套袋內(nèi)雌球花開花情況。

7.2 操作方法 授粉最適期是雌球花苞鱗大部分張開，胚珠閃閃發(fā)亮?xí)r[4]。為防止花粉污染，雜交授粉工作一般要求氣流比較穩(wěn)定的早晨進(jìn)行。根據(jù)種質(zhì)資源的配置圖和雜交親本組合記錄表，找到雜交母本植株位置和所要組合父本的花粉號(hào)進(jìn)行授粉，為提高雜交成功率，授粉2次比較合適，間隔時(shí)間2～3d，因?yàn)橐淮问诜劢Y(jié)實(shí)率不高，發(fā)芽率也不會(huì)高。將注射器內(nèi)塞入薄薄的棉花后再裝入花粉，將插入隔離袋的針頭對(duì)準(zhǔn)雌球花噴射拔出后貼上封口膠，授粉中要小心操作以免針頭穿透隔離袋前后壁。每個(gè)袋授粉后用記號(hào)筆畫上標(biāo)記，每株樹授完粉后掛上雜交組合號(hào)碼標(biāo)簽。每授完一個(gè)組合后，操作人員應(yīng)用酒精消毒雙手，彈去衣服粘附花粉后再進(jìn)行下一個(gè)組合授粉。

人工授粉結(jié)束后，后續(xù)的解袋工作還應(yīng)得到高度重視，在雌球花完全閉合后要及時(shí)解袋套袋，以免影響球果的正常生長(zhǎng)發(fā)育。解袋時(shí)要避免生拉硬拽，對(duì)球果造成機(jī)械拉傷。

8 結(jié)語(yǔ)

杉木是福建省最重要的造林樹種，是支撐福建木材產(chǎn)業(yè)的支柱。杉木良種每年都處于嚴(yán)重供應(yīng)不足的狀態(tài)，影響了杉木人工林的建設(shè)質(zhì)量，因此開展杉木無(wú)性系種子園建設(shè)、生產(chǎn)大批優(yōu)質(zhì)良種供應(yīng)生產(chǎn)推廣應(yīng)用，具有迫切的必要性。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：徐煥斗）