一种适用于龙眼人工杂交的改良方法

时间:2019-09-03作者: 来源:《中国热带农业》2018年第3期

李建光  郭栋梁  韩冬梅  李  荣  潘学文  王  静


摘  要: 传统龙眼人工杂交存在效率低下、坐果率较低等问题。为了提高杂交效率,作者研发了一套改良型的人工杂交新方法。具体操作方法:在龙眼母本植株的花穗定型后将要开花前,采用多效唑处理母本植株,大量减少雄花数量,促使单一花穗的雌花集中开放;采摘雄花盛开的父本花穗枝条,对着母本花穗轻轻摇动,使花粉飘散,完成人工杂交授粉,然后去除剩余的花蕾,套袋即可。与传统杂交方法相比,改良人工杂交新方法可以大幅度提高工作效率,将传统单个花穗完成授粉时间从 4~6 d 减少到 2 d,同时达到提高坐果率的目的,在龙眼杂交育种上具有较好的推广前景。

关键词: 龙眼;去雄;集中开放;花粉;杂交 


龙眼(D i m o c a r p u s l o n g a n L o u r )为无患子科(Sapindaceae)龙眼属的亚热带常绿果树,主要分布在中国、泰国、越南、老挝和菲律宾等国家,我国的面积及产量均占世界第一位。我国是龙眼原产地,拥有丰富的龙眼种质资源,在龙眼国家果树种质资源圃已收集保存种质资源 320 份以上[1]。当前,我国龙眼主栽品种的成熟期集中在 7—9 月,产期集中造成龙眼季节性过剩非常严重,“增产不增收”“果贱伤农”的现象在多个区域频有发生,严重影响了龙眼种植户的生产积极性[2],阻碍了龙眼产业的可持续发展。选育优质的特早熟、特迟熟或者四季龙眼品种,缓解龙眼集中上市问题,成为促进龙眼产业健康持续发展的最有效措施。人工有性杂交是选育果树优质新品种的主要技术之一,有性杂交性状分离复杂,变异率高,同一杂交组合可选育出性状完全不同的品种。近年来,我国许多单位均已开展龙眼的杂交育种,并且也选育出一些品种在生产上推广应用[3-8]。但传统龙眼人工杂交存在效率低下、坐果率较低等问题。为了提高杂交效率,作者研发了一套改良型的人工杂交新方法。

1  龙眼开花特性

龙眼属于雌雄花同穗的果树,全株花期可长达30~45 d,单穗平均花期为20 d 左右,其中雌花花期为 3~7 d,雄花花期为 10 多 d。龙眼雌雄花交替开放,开花顺序一般是雄花→雌花→雄花。由于雄花开放时间比雌花长好几倍,中间会有雌雄花同开的情况,容易自交结实,所以龙眼的人工杂交需要对母本花穗作去雄处理。

2  传统人工杂交

传统的人工杂交主要有以下步骤:母本花穗去雄→套袋→父本花粉的采集处理→人工多次授粉→去掉剩余花蕾,其中费时费力最多的就是母本花穗的去雄及多次授粉工作,期间需要反复的拆袋套袋;其次为父本花粉的采集,父本花粉可以在当天采集,如果花期遇雨的话,需要提前 1 d 采集父本花朵,干燥备用。人工授粉时大多采用毛笔或者棉签点蘸花粉单花授粉的方法,单个花穗从套袋至完成授粉需 4~6 d。传统的龙眼杂交育种耗时耗工,效率非常低下。

3  改良人工杂交方法

我们从 2003 年开展杂交育种,经过多年的实践改良,提出一种省时高效的龙眼人工杂交方法,具体操作为:①开花前的处理。开花前采用 15%多效唑 600 倍喷雾处理母本花穗,前期试验表明,多效唑处理可以大量减少雄花的数量,促使雌花集中统一开放,并在雌花开放前套袋处理。②花粉的采集。由于作为父本的石硖、储良龙眼在我们资源圃中有集中连片栽培,在母本雌花统一开放时,比较容易找到雄花盛开的父本花穗,只要将整个父本花穗剪下即可使用。如遇雨天,需提前剪下干燥后才可使用。③授粉。用盛开雄花的父本花穗对着母本花穗轻轻摇动,即可达到授粉目的。集中授粉 1~2 次,去除剩余花蕾后套袋即可完成授粉工作。

4  两种杂交方法的优劣性比较

通过 2014—2016 年连续 3 年不同龙眼品种杂交试验表明(表 1):以多效唑处理水眼、水南一号、四季龙眼等品种后,一周内大量雌花开,雌花集中开放时授粉 1 次即可,为了确保授粉效果可第二天再授粉 1 次。传统杂交:水眼 2014 年 4 月 4 日开始去雄,4 月 7 日零星雌花开,到 4 月 9 日大量雌花开,开始采集花粉授粉到完成授粉,前后需要耗时 6 d;水南一号 2015 年 3 月 31 日开始去雄,4 月 2 日零星雌花开,4 月 4 日大量雌花开,采集花粉完成授粉需要耗时 5 d;四季龙眼 2016 年 4 月 20 日开始去雄,4 月 22 日大量雌花开,从开始采集花粉授粉到授粉完成,耗时 4 d。果实成熟时调查传统杂交授粉与改良杂交授粉的单穗果粒数。2014 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 10.6 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 19.2 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 81.13%;2015 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 5.2 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 16.1 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 209.6%;2016 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 9.5 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 21.4 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 125.3%;

传统杂交中父本花粉的采集比较费时费力,有用棉签直接在花药上蘸取花粉的[8],有直接采集花药的,有采集整朵雄花的[10]。我们将盛开的父本雄花一朵一朵采集到玻璃器皿中,据测算平均用 8.2 min 可以采集 200 朵雄花(大概可以满足 10 穗雌花授粉一次)。而在改良的杂交方法中,只需将雄花盛开的整个父本花穗剪下,耗时几秒,并将整个花穗直接拿去授粉即可。通过对比可以看出,改良的杂交方法大幅度降低父本花朵的采集时间,提高杂交效率。传统杂交由于雌花是陆续开放的,如果剪取整个父本花穗来授粉,将需要非常多的花穗,会造成很大的浪费。

改良杂交方法省去了母本花穗去雄环节,雌花集中开放又减少了授粉次数,所以将传统单个花穗完成授粉时间从 4~6 d 减少到 2 d,大幅度提高了工作效率。 

1  龙眼开花特性

龙眼属于雌雄花同穗的果树,全株花期可长达30~45 d,单穗平均花期为20 d 左右,其中雌花花期为 3~7 d,雄花花期为 10 多 d。龙眼雌雄花交替开放,开花顺序一般是雄花→雌花→雄花。由于雄花开放时间比雌花长好几倍,中间会有雌雄花同开的情况,容易自交结实,所以龙眼的人工杂交需要对母本花穗作去雄处理。

2  传统人工杂交

传统的人工杂交主要有以下步骤:母本花穗去雄→套袋→父本花粉的采集处理→人工多次授粉→去掉剩余花蕾,其中费时费力最多的就是母本花穗的去雄及多次授粉工作,期间需要反复的拆袋套袋;其次为父本花粉的采集,父本花粉可以在当天采集,如果花期遇雨的话,需要提前 1 d 采集父本花朵,干燥备用。人工授粉时大多采用毛笔或者棉签点蘸花粉单花授粉的方法,单个花穗从套袋至完成授粉需 4~6 d。传统的龙眼杂交育种耗时耗工,效率非常低下。

3  改良人工杂交方法

我们从 2003 年开展杂交育种,经过多年的实践改良,提出一种省时高效的龙眼人工杂交方法,具体操作为:①开花前的处理。开花前采用 15%多效唑 600 倍喷雾处理母本花穗,前期试验表明,多效唑处理可以大量减少雄花的数量,促使雌花集中统一开放,并在雌花开放前套袋处理。②花粉的采集。由于作为父本的石硖、储良龙眼在我们资源圃中有集中连片栽培,在母本雌花统一开放时,比较容易找到雄花盛开的父本花穗,只要将整个父本花穗剪下即可使用。如遇雨天,需提前剪下干燥后才可使用。③授粉。用盛开雄花的父本花穗对着母本花穗轻轻摇动,即可达到授粉目的。集中授粉 1~2 次,去除剩余花蕾后套袋即可完成授粉工作。

4  两种杂交方法的优劣性比较

通过 2014—2016 年连续 3 年不同龙眼品种杂交试验表明(表 1):以多效唑处理水眼、水南一号、四季龙眼等品种后,一周内大量雌花开,雌花集中开放时授粉 1 次即可,为了确保授粉效果可第二天再授粉 1 次。传统杂交:水眼 2014 年 4 月 4 日开始去雄,4 月 7 日零星雌花开,到 4 月 9 日大量雌花开,开始采集花粉授粉到完成授粉,前后需要耗时 6 d;水南一号 2015 年 3 月 31 日开始去雄,4 月 2 日零星雌花开,4 月 4 日大量雌花开,采集花粉完成授粉需要耗时 5 d;四季龙眼 2016 年 4 月 20 日开始去雄,4 月 22 日大量雌花开,从开始采集花粉授粉到授粉完成,耗时 4 d。果实成熟时调查传统杂交授粉与改良杂交授粉的单穗果粒数。2014 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 10.6 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 19.2 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 81.13%;2015 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 5.2 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 16.1 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 209.6%;2016 年,传统杂交授粉的平均单穗果粒数 9.5 粒,改良杂交授粉的平均单穗果粒数 21.4 粒,比传统杂交授粉的坐果率提高 125.3%;

传统杂交中父本花粉的采集比较费时费力,有用棉签直接在花药上蘸取花粉的[8],有直接采集花药的,有采集整朵雄花的[10]。我们将盛开的父本雄花一朵一朵采集到玻璃器皿中,据测算平均用 8.2 min 可以采集 200 朵雄花(大概可以满足 10 穗雌花授粉一次)。而在改良的杂交方法中,只需将雄花盛开的整个父本花穗剪下,耗时几秒,并将整个花穗直接拿去授粉即可。通过对比可以看出,改良的杂交方法大幅度降低父本花朵的采集时间,提高杂交效率。传统杂交由于雌花是陆续开放的,如果剪取整个父本花穗来授粉,将需要非常多的花穗,会造成很大的浪费。

改良杂交方法省去了母本花穗去雄环节,雌花集中开放又减少了授粉次数,所以将传统单个花穗完成授粉时间从 4~6 d 减少到 2 d,大幅度提高了工作效率。 

5  小结

我国龙眼以实生选种为主要手段[1],杂交育种起步晚、进展较缓慢。龙眼为高大乔木果树,童期长,育种周期长;开花期多为低温阴雨天气,不仅影响花粉采集,且授粉后坐果率低,去雄工作量大[9-10]。龙眼传统杂交的坐果率比较低,究其原因可能有几个:①花穗套袋改变了局部环境,袋内湿度较高且缺乏光照。②反复套袋、授粉也可能对雌花造成一定的物理伤害。③提前采制的父本花粉放置一天后萌发率下降。针对龙眼有性杂交工作中存在的问题,刘朝吉、朱建华等通过多年的工作实践中,对龙眼有性杂交技术进行探索[8-9]。朱建华发明“一种龙眼去雄自然授粉杂交方法” [10]:选择单一品种父本连片种植的果园,将母本品种高接在父本植株上,使母本花穗的位置低于父本花穗,或者将母本植株种在花盆中,抽穗后置于父本植株下面,可以省去花粉采集、母本花穗套袋以及人工授粉几个环节,大幅度提高劳动效率。我们研发的杂交新方法采用多效唑提前处理母花穗,促使母本花穗的雌花统一开放,省去了母本花穗的去雄环节,减少人工授粉次数和反复套袋拆袋环节,通过剪取雄花盛开的整个父本花穗来集中授粉,大幅度减少花粉采集的时间以及人工授粉的时间,避免了人工授粉时对柱头的反复触碰,达到提高坐果率的目的,在龙眼杂交育种上具有较好的推广前景。


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