昆蟲傳粉和制種技術在雜交大豆的研究進展

衛一超　張瑞軍　張振宇

摘要：近年來，雜交大豆研究在我國科學家的努力下，昆蟲傳粉和制種技術正在逐漸發展。現在已經實現了以苜蓿切葉蜂和蜜蜂傳份為主的多昆蟲網室內、網室外傳粉技術，通過大豆雜交組合配置并生產雜交種子。目前不育系的結實率已經達到56%以上。在較為開放的條件下，山西一些地區可以利用苜蓿切葉蜂等昆蟲傳份技術，不育系的結實率達到80%以上，在制種產量方面取得了一定的成果。山西省農科院近年來在山西境內多個地區建立了較為標準的制種基地，對雜交大豆進行制種，現階段制種技術已經取得了階段性成果。

關鍵詞：昆蟲傳粉；制種技術；雜交大豆；研究進展

中圖分類號：S334.22 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170132005

1大豆花期的幾大特點以及泌蜜的習性

大豆也被稱之為白豆或黃豆，屬于豆科，是一年生的草本植物。大豆泌蜜與土壤條件、地域氣候以及品種等因素有關。大豆流蜜需要在一定條件下才能進行。在大豆生長至每年的6、7月份時，溫度連續多日在30℃以上，并配合充足的光照，使大豆進行光合作用，促進大豆流蜜。在雨天以及低溫天氣時，大豆流蜜量非常小。中性的土壤有利于大豆根瘤形成及其生長并向大豆提供氮元素，在其生長周期適時追加氮肥，都有助于大豆生長、發育和流蜜。

根據大豆品種的不同以及流蜜特點的不同，可以篩選出流蜜量大的品種，采用不育系將該大豆品種進行交配和轉育，篩選流蜜量高的雜交組合，并結合地域氣候和環境情況，選擇合適的地點設立大豆的制種基地，進一步提升不育系的結實率。

2采用風媒傳粉的方法

以風媒傳粉的角度來觀察，雜交大豆的結實率與花粉是否散落、花粉的數量以及大豆柱頭是否外露息息相關。通過查閱相關大豆開花授粉性狀文獻可知，大豆是嚴格自花授粉作物，大豆資源中的散粉、花粉量等都不利于風媒傳粉。

從理論上來講，大風也可以作為大豆傳粉的媒介，但是大豆的花粉量較少，大豆柱頭只有很小的面積接收花粉，對于風力傳粉十分不利。除此之外，大豆的葉片分布的比較密集，對花粉的傳播也產生一定影響，通過在風媒傳粉并結合昆蟲傳份時，可以提高不育系自然異交率。除此之外，選擇柱頭長，花粉數量多，花藥開裂時間久的親本，都可以通過蜜腺吸引更多的昆蟲傳粉。

3利用蜜蜂傳份的方式

蜜蜂傳粉的方式在早年被國內外學者廣泛研究。1984年E.H.Erickson通過研究表明，利用蜜蜂采集大豆的花蜜，可以促進異花授粉，提升產量。1981年ED.Koelling研究在網室內利用苜蓿切葉蜂、蜜蜂進行傳粉實驗，效果顯著，不育株的結實率提升了將近50%。

從1991年開始，吉林省農科院就對利用蜜蜂在網室內進行不育系傳粉進行了相關探索性的研究，在1993年引進了蜜蜂品系，使用經過大豆花進行浸泡過的糖漿來吸引蜜蜂，在網室內進行不育系實驗，研究結果顯示，不育系的結莢率顯著提升。在2000年，將網室內蜜蜂傳粉實驗進行進一步研究，在傳粉期間，使用大豆花浸泡的糖漿引誘蜜蜂，提升蜜蜂采花的頻率，經過研究顯示，不育系結實率顯著提升。在2001年，將長嶺縣作為實驗地點，進行開放式的蜜蜂應用于不育系大豆傳粉研究中，實驗采用大豆細胞質中的雄性不育系作為材料，父母本以1：1的比例進行種植。在大豆花期初，運進蜜蜂，在秋季時結果表明利用蜜蜂相比于自然傳粉的結莢率更高。

由此可見，在開放條件下，采用蜜蜂的傳粉方式可以很大程度上提升不育系的結實率。相比于苜蓿切葉蜂，蜜蜂的傳粉效率較低，但是蜜蜂比較容易管理，群體也較大，容易飼養。通過進一步的研究和馴化，可以培育出更加適合大豆傳粉的種類，在大豆制種中可以發揮一定的作用。

與此同時，國內外很多學者研究過利用蜜蜂為大豆傳粉，但其基本上是在網室、封閉即非開放條件下的研究，這在一定條件下是提高了不育系的結實率，但是從產業化角度考慮，這種制種方法成本高昂，產業化運用還有待考證。

4利用苜蓿切葉蜂進行大豆傳粉

苜蓿切葉蜂最早是國外科學家將其引進大豆不育系的傳粉實驗中。在1981年，ED.Kroelling在網室內采用蜜蜂和苜蓿切葉蜂相結合的方式進行傳粉實驗。苜蓿切葉蜂是專門為豆科植物傳粉的昆蟲，腹部振動可打開龍骨瓣，性情溫順，不是社會性昆蟲，易管理，飛翔能力差。在山西多地多年測試，大豆雄性不育系異交率高達86.3%～93.1%。

5大豆傳粉的其他媒介

在大豆田間活動的昆蟲可以接觸到大豆花，即可以成為大豆傳粉的媒介。例如：蠅類、蜂類、薊馬等。

而在2015-2016年對山西晉中兩地大豆田進行了捕獲實驗，在純自然條件下，昆蟲群體活動顯示，大豆田間昆蟲群體主要包括6個目，11個科，其中膜翅目、鱗翅目、鞘翅目居多、其他次之，出現最多的是膜翅目，蜜蜂科，大豆田間傳粉昆蟲主要是膜翅目昆蟲。

其他文獻中記載，在部分地區實驗觀察，雖然在大豆花期發現一些蚜蟲及瓢蟲，但是他們并不能進入到大豆花內，不能夠作為傳粉的媒介。還有記載，在大豆田問自然的環境下，昆蟲傳粉結實率較高，其中薊馬在大豆花期也有一定的傳粉功效。

在適宜的條件下，不論是細胞質雄性不育系，還是核不育系，昆蟲傳粉的結實率可達到80%以上，由此可見，在雜交大豆研究中，昆蟲傳粉是十分重要的傳粉方式。

6山西研究新動態

山西省農科院承擔的國家“十一五”、“十二五”、“863”重大專項雜交大豆高效繁育制種技術上取得了重大突破。該項技術的重大突破之一是提高了親本繁育和F₁雜交制種產量，繁種異交率達到80%～100%，制種田平均667m²產83.5kg，為我國及世界大豆的雜種優勢利用開辟了廣闊前景。

7結論

通過昆蟲傳粉的方式，在高溫環境下，結合雜交大豆的制種技術，可以有效提升不育系的異交率，提升大豆雜交種的制種產量，更好的應用于農業發展中。雜交大豆能否大面積推廣最終將取決于雜交結實性的改進?？蓢@解決花粉供應問題（包括開花授粉特性的遺傳改良，昆蟲傳粉技術等）和篩選優良不育系（尤其資源）來提高異交結實性。由此可見昆蟲傳粉和制種技術在雜交大豆產業化進程中起著至關重要的作用，雜交大豆育種工作的不斷進步可以是大豆單產產量產生飛躍。大豆的增產、增收，提高了國產大豆的國際競爭力，部分緩解大豆供需矛盾，可提高農民種植大豆的積極性，對擴大大豆種植面積，推動中國大豆產業的健康發展起到推動作用。