花粉介質在白肋煙雜交制種中的應用

張俊杰，李宗平，徐世平，彭　灝，王文明，郭宇龍

（湖北省煙草科研所，中國煙草白肋煙試驗站，武漢 430030）

花粉介質在白肋煙雜交制種中的應用

張俊杰，李宗平，徐世平，彭灝，王文明，郭宇龍

（湖北省煙草科研所，中國煙草白肋煙試驗站，武漢 430030）

為降低白肋煙雜交制種成本，最大限度地節約花粉用量，以可溶性淀粉為花粉介質，配制不同比例的介質花粉進行雜交授粉，考察其對坐果率、蒴果種子粒數、千粒重、種子產量及種子質量的影響，結果表明，當花粉與可溶性淀粉比例為1:4～5時，平均坐果率可達81.35%～81.81%，單個蒴果種子粒數2838～2862粒，千粒重82～89 mg，種子產量226.29～226.67 kg/hm2，種子發芽率93.1%～93.2%。與純花粉對照相比各項考核指標無顯著差異，并且對雜交制種種子產量與種子質量無明顯影響，是可接受的介質花粉比例，可相對節約80%～83%的花粉量。

白肋煙；可溶性淀粉；花粉介質；坐果率；發芽率

在傳統煙草雜交制種過程中，人工授粉是一項費時、費工的工作。在授粉前，要從父本花藥剝出花粉用來授粉，采一朵父本的花只能授粉母本5～10朵，花粉收集難度大、用量大，常需種植大量父本，投入大量人力物力收集花粉來滿足母本授粉需要。授粉工作效率低，制種成本高，這已成為限制煙草雜交種子生產發展的瓶頸[1]。通常每株煙正常開花數量約500朵左右，能生產1 g左右的花粉量。鄧盛斌等[2]研究認為，每朵花生成花粉粒數量約為（2.0～3.4）×105，每克花粉含花粉粒數約為（1.2～1.63）×108。近年來，隨著煙草制種技術的不斷創新，特別是煙草花粉收集技術、煙草花粉介質、授粉筆在煙草雜交制種中的應用，大大提高了煙草制種效率，降低了煙草制種成本，使父母本種植比例由1:3～3.5降至1:5～6。使用介質花粉授粉后，花粉萌發情況好，每株平均坐果率達90.4%，蒴果平均種子數達3000粒左右[4]。適宜用作煙草花粉介質主要有兩類，一是液體介質，主要使用硼酸、蔗糖、氯化鈣、腐胺、精胺、亞精胺等溶液與花粉混合，配成液體介質花粉[5]；二是固體介質，主要種類有可溶性淀粉、滑石粉、葡萄糖粉、蔗糖粉、花粉囊粉末等[3,5]，馬文廣等[4]、鄧盛斌等[7]研究認為，可溶性淀粉是適宜的煙草花粉介質之一。可溶性淀粉不僅可作為煙草花粉介質使用，而且在與煙草花粉混合后能促進花粉萌發和花粉管生長，提高介質花粉授粉質量[7]。本研究采用可溶性淀粉作為花粉介質，設計不同配比，根據不同配比介質花粉授粉后果實生長發育情況，考察煙株坐果率、單果粒數、千粒重、種子發芽率等指標，在不影響煙草雜交制種產量和種子質量的前提下，選出適宜的介質花粉配比，為煙草花粉介質在白肋煙雜交制種中應用提供參考依據。

1　材料與方法

1.1試驗地點時間

田間試驗研究于2012年在中國煙草恩施良繁基地進行。

1.2材料

父本：Burley37；母本：MsBurley21；可溶性淀粉：由湖北巨勝科技有限公司生產。

1.3試驗設計

花粉介質配比（花粉和淀粉按質量比配制）設1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:0共9個處理，其中1:0為對照。每處理20株，3次重復，共27個小區，總株數為540株。采用授粉筆授粉。父本移栽時間4月24日，母本移栽時間5月4日。

1.4花粉采集

于上午8—11時，下午15—18時在父本田中選擇花冠未開，頂端微紅膨大的花朵，用花藥脫粒機進行花藥脫粒，用20目細篩將雜質篩除，把花藥收集于瓷盤內備用。將裝有花藥的瓷盤放入烘箱內進行烘干，溫度設置為34～36 ℃，時間16～24 h，待花藥完全裂開、皺縮變褐，花粉完全散出，花粉水分8%左右，結束干燥。用60目樣品篩篩除雜質，將活力、水分檢測合格的花粉，裝入廣口瓶中，放入裝有干燥劑的干燥器內，用凡士林密封，在-5 ℃冰柜內進行低溫保存備用。

1.5授粉

采用授粉筆授粉，于授粉當天將采集的花粉與介質按照不同的配比充分混合均勻，在盛花期進行授粉，用授粉筆將介質花粉均勻涂抹在柱頭上，每株煙授粉6～7次，平均授粉200朵。記錄花粉用量。在完成授粉后第10天統計每株的成果數，計算單株坐果率。蒴果成熟后按小區、單株號采收，計算單株產量和小區產量。蒴果成熟期每小區隨機取20顆成熟鮮蒴果，測量蒴果最大長、直徑，鮮重，計算小區平均值；蒴果風干后，統計蒴果單果粒數、千粒重，并計算花粉節約量。

1.6統計分析

應用DPS V13.5軟件進行統計分析，多重比較分析采用LSD法。

2　結 果

2.1蒴果的長度與直徑

青果期取樣調查蒴果的長度與直徑，從調查結果來看（表1），隨著花粉介質配比的增加，蒴果長度與直徑有逐漸下降的趨勢，經方差分析，各處理間蒴果長度、直徑無顯著差異，各處理間蒴果長度與直徑差異不大。

表1　青果期各處理蒴果長度與直徑 cmTable1　Capsule length and diameter in comparative analysis

2.2坐果率、單果粒數、千粒重

在蒴果成熟期，調查坐果率，單果粒數、千粒重。經方差分析，各處理間坐果率，單果粒數、千粒重有顯著差異。

坐果率以對照最高，配比1:2～1:5的處理與對照無極顯著差異，配比1:5～1:9的處理坐果率極顯著低于對照；單果粒數以對照最高，配比1:2～1:5的處理單果粒數與對照差異不顯著，配比1:6～1:9的處理單果粒數顯著低于對照；各處理間千粒重變化不大，無顯著差異。隨著花粉與淀粉介質配比的增加，坐果率、單果粒數隨之降低，當花粉與淀粉配比為1:5時，坐果率可達81.81%、單果粒數可達2862粒，對種子的產量無明顯影響，但當花粉與介質配比繼續增加時，坐果率、單果粒數下降明顯，與對照有顯著差異，對種子產量影響明顯。當花粉與介質配比為1:5時，既可最大限度地節約花粉用量又可保障煙草雜交制種的產量。

表2　不同介質花粉配比的坐果率、單果粒數、千粒重Table2　Fruit rate, fruit weight, grain numbers per spike with variance analysis

2.3種子產量及發芽率

在蒴果成熟期，分小區采收，曬干脫粒，過45目分樣篩，測算小區種子產量，再按父母本1:5種植比例推算雜交制種產量。并對每處理的種子進行發芽試驗，14 d后統計發芽率。

從表3看出，隨著可溶性淀粉介質配比的增加，種子產量有下降的趨勢，其中配比1:2～1:5的處理種子產量略高于對照，但差異不顯著；經檢測各處理種子發芽率在89%以上，無明顯差異。由此說明可溶性淀粉作為一種花粉介質節約了花粉用量，提高了授粉質量；但隨著花粉介質配比的增高，單位重量內花粉含量比例的下降，受精結實率隨之下降，從而影響種子產量。當花粉介質按照1:5配制后進行雜交授粉，對種子的產量和質量無明顯影響，而且可以最大限度節約花粉用量。

表3　各處理種子產量及發芽率差異比較Table3　Seed yield and germination rate

3　討 論

為促進白肋煙雜交制種過程減工增效，減少父母本種植比例，節約繁種成本，本研究選用可溶性淀粉作為花粉介質，通過不同配比制成介質花粉，考察不同配比的介質花粉授粉對坐果率、蒴果種子粒數、千粒重、產量、種子質量的影響，以期找到一種不影響雜交制種產量及種子質量的最佳花粉介質配比，達到節約花粉用量，減少煙草制種用工量，提高制種效率的目的。

馬文廣等[4]、鄧盛斌等[7]經過篩選，認為可溶性淀粉是適宜的花粉介質材料，應用前景好，成本低，材料來源豐富。隨著煙草花粉介質在煙草雜交制種中的成功應用，不但可以節約花粉用量，減少父本種植比例，還可解決父母本花期不遇問題，使父母本種植比例從1:3[8]降至1:5～6，從而提高煙草雜交制種單產。一年采集的花粉通過冷凍干燥儲藏方法[9]加以保存，做到父本花粉一年種植采集多年使用的目的。經冷凍干燥儲藏的花粉在使用前進行復水處理，恢復花粉活力，待花粉活力鑒定[10]合格后方可進行用于介質花粉的配制。

可溶性淀粉作為煙草花粉介質可以在烤煙、白肋煙雜交制種中廣泛應用，使用可溶性淀粉介質不但可以節約花粉用量，還可為煙草花粉提供外源性養分供給，促進花粉萌發和花粉管生長發育，提高雜交授粉質量。當花粉與淀粉配比為1:4～5時，坐果率可達81.35%～81.81%，單個蒴果種子粒數2838～2862粒，千粒重82～89 mg，種子產量226.29～226.67 kg/hm2，種子發芽率93.1%～93.2%。與純花粉對照相比各項考核指標無顯著差異，并且對雜交制種種子產量與種子質量無明顯影響。綜合考慮各項考核指標，在白肋煙雜交制種中，建議花粉與可溶性淀粉按1:4～5的比例進行配制，可最大限度地節約花粉用量，相對節約80%～83%的花粉量，從而達到煙草雜交制種減工增效，降低制種成本的目的。適宜作為煙草花粉介質的材料還較多，不同的花粉介質有不同的適宜配比，多種介質也可以按照一定比例混合，制成混合介質再與花粉進行配制使用，關于這方面的研究有待進一步深入。

[1]李永平. 煙草種子學[M]. 北京：科學出版社，2007.

[2]鄧盛斌，宋碧清，馬文廣，等. 烤煙不同花期花粉數量和花粉活力研究[J]. 云南農業大學學報：自然科學，2013，28（2）：205-210.

[3]鄧盛斌，牛承志，馬文廣，等. 不同花粉介質對烤煙授粉效果及種子質量的影響[J]. 云南農業大學學報：自然科學，2010，25（4）：472.

[4]馬文廣，鄭昀曄，李永平，等. 固體介質輔助授粉對煙草坐果和種子活力的影響[J]. 種子，2008，27（12）：52-54.

[5]鄭昀曄，馬文廣，索文龍，等. 液體介質花粉授粉對煙草坐果和種子活力及幼苗的影響[J]. 浙江農業學報，2011（1）：15-20.

[6]鄭昀曄，馬文廣，索文龍，等. 花粉囊介質花粉在煙草雜交制種上的應用[J]. 中國農學通報，2011，27（3）：205-208.

[7]鄧盛斌，陳云松，崔華威，等. 花粉介質中不同糖類對烤煙授粉質量的影響[J]. 云南農業大學學報：自然科學，2016，31（1）：185-188.

[8]楊全柳，胡日生，張大偉，等. 烤煙雄性不育系雜交制種技術研究[J]. 中國煙草科學，2006，27（2）：29-31.

[9]李宗平，張俊杰，彭灝，等. 煙草花粉活力鑒定方法篩選[J]. 中國煙草科學，2013，34（4）：80-82.

[10]李宗平，張俊杰，彭灝，等. 煙草花粉干燥冷凍方法研究初報[J]. 中國煙草科學，2015，36（2）：38-41.

Application of Pollen Medium in Burley Tobacco Hybrid Seed Production

ZHANG Junjie, LI Zongping, XU Shiping, PENG Hao, WANG Wenming, GUO Yulong
(Burley Tobacco Experimental Station of CNTC, Tobacco Research institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China)

In order to reduce cost and save pollen in burley tobacco hybrid seed production, application of soluble starch as pollen medium with different proportions of pollen used in pollination was studied and fruit rate, fruit grain number, thousand-grain weight, seed yield and seed quality were recorded. The results showed that when the pollen and soluble starch ratio was 1:4-5, the average fruit rate was 81.35% to 81.81%, with single capsule seed grain number 2838-2862, thousand-grain weight 82-89 mg, seed production 226.29- 226.67 kg/ha, and seed germination rate 93.1% to 93.2%. Compared with the pure pollen control the appraisal indexes had no significant difference, and seed yield and seed quality were not affected. This is thus an acceptable medium/pollen percentage that could minimize pollen usage, saving 80%-83% of pollens.

burley tobacco; soluble starch; pollen medium; fruit rate; germination rate

S572.03

1007-5119（2016）05-0006-04

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.05.002

湖北省煙草專賣局項目“經濟高效煙草種子生產技術研究”（027Y2011-051）

張俊杰，男，高級農藝師，從事煙草良繁及煙草包衣種包衣加工工作。E-mail：zjj1966y@163.com

2016-03-24

2016-06-20