楊樹切枝水培雜交育種研究技術(shù)1)

矯麗曼,紀(jì)純陽,趙繼梅,于雷

(遼寧省楊樹研究所,遼寧 蓋州 115200)

楊樹具有生長快、適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、分布及用途廣泛等特點[3]。目前楊樹定向培育已成為國內(nèi)外的熱點問題之一,楊樹雜交育種對培育膠合板材、紙漿材、大徑材及抗性育種(抗旱、抗寒、耐鹽堿等)有重要意義。楊樹自然條件下種子少而且不易采集,室外雜交花期、授粉不易控制,為達(dá)到選育良種的目的,采用切枝雜交技術(shù),便于調(diào)整花期,保證父本的純正,為楊樹全同胞家系育種奠定良好基礎(chǔ)[1]。我國的楊樹雜交育種工作是從20世紀(jì)40年代開始的,先后雜交培育的小黑楊、群眾楊、南林楊系列、北林楊系列、中林楊系列以及遼寧楊系列等楊樹品種,為提高我國楊樹產(chǎn)量和品質(zhì)作出了巨大的貢獻(xiàn)[4]。楊樹雜交育種操作過程比較簡單,容易掌握。本文主要對楊樹切枝水培雜交育種過程中的關(guān)鍵技術(shù)作一簡單的介紹。

1 花枝的采集

1.1 采集前的準(zhǔn)備

親本的選擇:根據(jù)雜交育種目的確定雜交的父本與母本,選擇生長健壯、無病蟲害、壯齡期的優(yōu)良單株作為親本。

花芽、葉芽的區(qū)別與鑒別方法:同一楊樹種葉芽尖長,多為頂芽,部分為腋芽,芽鱗較多,剝?nèi)[片露出幼小葉片;花芽粗短肥大,均為腋芽,芽鱗較小,剝?nèi)[片,露出苞片、花盤。

同種楊樹的雌雄株比較:雄株樹冠上側(cè)枝較直立,小枝稀疏粗壯,雄花芽大而密,其解剖構(gòu)造為每個花盤中可擠出一團(tuán)花藥;雌株樹冠開闊,側(cè)枝平展,小枝多而細(xì)軟,雌花芽較小,分布較稀疏,而且大部分著生在樹冠的上部,其解剖構(gòu)造為每個花盤僅1個子房。

1.2 花枝采集與處理

根據(jù)不同地區(qū)的氣候溫度等條件不同,采集花枝的時間也不一樣。遼寧地區(qū)一般在2月末～3月初就將進(jìn)行花枝的采集。采集粗壯而發(fā)育良好的花枝,當(dāng)?shù)仄贩N可隨采隨用,外地品種提前采回,低溫雪藏。黑楊派楊樹花枝不易采得過早,否則易落果。為了使雌花開放時有充足的花粉,條件允許的前提下可先將雄花枝采下放入室內(nèi)水培3～5d后再采雌花枝入室水培。

在已選好的母樹上,從樹冠中上部剪取直徑1.5～2.0cm、長100～150cm左右?guī)в谢ㄑ康闹l,去掉徒長枝,在頂端保留一個葉芽,其余葉芽全部去掉,選發(fā)育好的花芽每枝保留3～5個,所留花芽應(yīng)均勻分布在枝條中上部,每個花枝掛一個標(biāo)簽,注明樹種、采集時間等等;雄花枝保留全部花芽,以便于收集大量的花粉。

1.3 輔助的工具

選壇子作為水培容器,修枝剪,毛筆,10cm×20 cm的紙袋數(shù)個,尖頭鑷子,放大鏡,培養(yǎng)皿數(shù)個,濾紙數(shù)張,標(biāo)簽等。

2 室內(nèi)水培雜交育種

2.1 花枝的水培管理 將初步修整好的枝條,在水中將基部剪成斜口(防止空氣進(jìn)入導(dǎo)管,阻礙水分上升),增大枝條的吸水面積,然后插入裝有清水的壇子中水培。室內(nèi)溫度保持在白天20℃左右、夜間不低于5℃,初春室內(nèi)溫度低,2天換1次水,后期溫度上升,可1天換1次水,換水時沖洗枝條切口,以免其分泌的粘液影響水分吸收;如果枝條下端切口已變色甚至腐爛,應(yīng)在換水時于水中剪去一小段,壇子也要清洗干凈。自水培以后每天通氧氣2次,以保證水內(nèi)有足夠的氧氣。

2.2 花粉的采集

2.2.1 花粉采集方法。待雄花序下端有少量的小花成熟散粉時,可將干凈白紙托于花序下,用毛筆輕輕抖動花序,讓花粉散落于上,然后用毛筆彈去混在花粉中的小雜物,以防混在花粉中,每天應(yīng)收集2～3次。收集的花粉放入干凈的培養(yǎng)皿里(培養(yǎng)皿上應(yīng)貼上標(biāo)簽,注明品種、日期等),然后將培養(yǎng)皿放人干燥器中干燥24h以后,將干燥器置于0～5℃冰箱中低溫保存。

2.2.2 花粉的處理方法

2.2.2.1 花粉提取液(水提液)

A:取1～2g新鮮花粉,加入4mL蒸餾水后,進(jìn)行充分?jǐn)嚢?靜置30min,再攪拌一次,以定性濾紙過濾,所得黃色濾液即為花粉提取液,放置冰箱備用。

B:取1～2g新鮮花粉,加1mL蒸餾水后,在冰箱凍融3次,加入 3mL蒸餾水,搖晃后,靜置30min,再攪拌一次,以定性濾紙過濾,所得黃色濾液即為花粉提取液,放置冰箱備用。

2.2.2.2 高溫失活花粉及混合花粉。取少量親本花粉,放于干燥的平皿中,放置于120℃的烘箱中,5min后取出,即得到高溫失活的花粉,放于冰箱中備用。按照需要選擇好要混合的花粉,用精確的電子天平稱量,按比例混合均勻,放于冰箱中備用。

2.3 隔離 為了保證雜交育種的親本純正,父本應(yīng)在開花前進(jìn)行隔離?？砂巡煌s交組合的枝條培養(yǎng)在不同的房間,或在雌花序上套紙袋隔離。

2.4 授粉 當(dāng)雌花柱頭呈晶瑩透亮且有分泌汁液時,開始授粉。一般每天上午用毛筆粘少量花粉輕輕抖動灑在柱頭上,授粉時毛筆不能觸及蛀頭,授粉量不易過多,用放大鏡觀察授粉后的柱頭上均勻密布花粉即可。同一雌花序各部分都要授到花粉。由于雌花序各小花開放不一致,因此要連續(xù)授粉2～3d。授粉后,寫上標(biāo)簽,記上雜交的親本組合。當(dāng)發(fā)現(xiàn)柱頭干枯子房膨大,說明已授精。授粉時溫度控制在15℃左右,通過重復(fù)授粉增加結(jié)實幾率。如果溫室過高,應(yīng)通過調(diào)節(jié)遮陽網(wǎng)、天窗、風(fēng)扇等來降低室內(nèi)溫度。

2.5 授粉后的管理 授粉后約3～5d柱頭開始枯萎,子房漸漸膨大進(jìn)入果實發(fā)育期(如有套袋,即可除去),正常的溫度條件下(白天15～25℃)從授粉到成熟一般需30～50d。授粉后1天換1次水,1天通 2次氧氣,此時室溫逐漸上升,室內(nèi)要保持通風(fēng),溫度控制在22℃以內(nèi),濕度初期不低80%,后期不低于50%,枝條頂端葉芽待展葉后留1～2片葉子,去掉生長點,保留其蒸騰拉力,又不過多消耗養(yǎng)分,如有病蟲害,應(yīng)及時去除。

2.6 播種育苗

2.6.1 采種。一般在5月份果實開始由綠變黃時,發(fā)現(xiàn)蒴果有開裂的,在果序外套上小紙袋,防止帶絨毛的種子飛散,待蒴果全部張開后取下裝有種子的紙袋,取出種子,按雜交組合分別放置。對種子數(shù)量和飽滿程度情況進(jìn)行調(diào)查。

2.6.2 催芽。種子采收后,為保證種子的質(zhì)量,一般立即進(jìn)行催芽,方法是先在直徑12.5cm的培養(yǎng)皿中放一張濾紙,用水滴濕,用鑷子將種子均勻擺放在濾紙上,蓋好培養(yǎng)皿,將其置于室內(nèi)向陽的窗臺上,一般1周左右,種子開始萌發(fā),待種子子葉萌出且變綠時(長度0.2～0.5cm)插入穴盤內(nèi)。

2.6.3 育苗。一般用經(jīng)高壓滅菌鍋高溫滅菌消毒的營養(yǎng)土填充穴盤,用尖頭鑷子先在盆土表面輕戳上小洞,然后夾取0.2～0.5cm 長的小苗,將其根部移入小穴內(nèi),用鑷子將穴口封住,不覆土。注意保持土壤濕潤。小苗正常生長后,即可進(jìn)人正常管理。對出苗情況、六葉期實生苗數(shù)和分化情況等進(jìn)行調(diào)查,為研究孕性、配合力和遺傳穩(wěn)定性等打好基礎(chǔ)。

3 關(guān)鍵問題

楊樹切枝水培雜交育種技術(shù)非常容易掌握,但在實際操作過程中還存在著一些技術(shù)性問題,應(yīng)注意以下幾點。

3.1 楊樹室內(nèi)切枝雜交雌雄花的花期調(diào)整是很關(guān)鍵的一步,當(dāng)?shù)厝绻霈F(xiàn)暖冬,更應(yīng)人為將雄株提早切入室內(nèi)培養(yǎng),或?qū)⒋苹ㄖΨ旁谑覂?nèi)陰涼的地方培養(yǎng),待雄花成熟收粉后再將雌花枝放在正常室內(nèi)培養(yǎng)以免雌花先開,授粉工作被動。另外,采花枝的時間不宜過早。

3.2 授粉要連續(xù) 2～3d,利于后期開放的雌花授到粉。

3.3 種子應(yīng)隨采隨播,以防種子失去生命力。最好在播種前進(jìn)行催芽(催芽的方法是先在直徑為12.5cm的培養(yǎng)皿中放一張濾紙,用水滴濕,用鑷子將種子均勻擺放在濾紙上,蓋好培養(yǎng)皿,將其置于室內(nèi)向陽的窗臺上,要保持濾紙濕潤)。

3.4 果實近成熟時,用紙袋套袋避免成熟的種子飛揚(yáng),不易采收,并做好記錄。

3.5 雜種苗在苗期管理時,注意防治苗木立枯病,可采用經(jīng)常噴0.1%～0.2%高錳酸鉀的方法進(jìn)行防治。

3.6 種子催芽隨采隨催,由于種子細(xì)小,要播在培養(yǎng)皿內(nèi)的濕濾紙上,待子葉長出后移入穴盤內(nèi)。

[1] 孫霞,張鮮明.楊樹切枝雜交及播種育苗技術(shù)[J].林業(yè)實用技術(shù),2003,(4):25-26.

[2] 劉榕,史元增.甘肅楊樹[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,1995.

[3] 王殿文,張建平.楊樹水培雜交育種技術(shù)[J].防護(hù)林科技,2007,(2):88-89.

[4] 彭儒勝,董雁,王丙峰等.楊樹切枝雜交技術(shù)[J].遼寧林業(yè)科技,2004,2:45-46.