胡楊優(yōu)株花芽嫁接制種技術(shù)初探

王新英，史軍輝，劉茂秀

(新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046)

胡楊優(yōu)株花芽嫁接制種技術(shù)初探

王新英，史軍輝，劉茂秀

(新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046)

胡楊樹(shù)體高大，干形彎曲，分枝較多，飽滿花芽多著生于樹(shù)體頂部，人工控制授粉困難。為了獲取具有優(yōu)良性狀的子代，加快其制種進(jìn)程，通過(guò)近幾年對(duì)胡楊物候期觀測(cè)、枝接及芽接繁殖技術(shù)的探索，初步形成一套行之有效的胡楊優(yōu)株人工控制授粉制種技術(shù)：(1)以2～3年生健壯胡楊實(shí)生幼苗為砧木，地徑為0.7～1.2 cm為宜；(2)3月初采集優(yōu)株雄花枝，采用水培方式收集花粉；(3)萌動(dòng)前采集優(yōu)株飽滿、粗大雌花枝，采用“T”形芽接法將花芽嫁接到砧木上：(4)花序長(zhǎng)出后，及時(shí)修剪枝葉，待花序伸長(zhǎng)，苞片張開(kāi)，柱頭微卷發(fā)淡黃時(shí)后即套袋進(jìn)行控制授粉：(5)授粉結(jié)實(shí)后解袋，待蒴果變成黃綠色即可采種。試驗(yàn)表明：胡楊芽接成活率較高，嫁接25 d后成活率達(dá)83%，授粉坐果率62%，種子的平均發(fā)芽率為31%。研究結(jié)果可為胡楊優(yōu)株繁育提供技術(shù)支撐，為干旱區(qū)防護(hù)林建設(shè)提供新材料。

胡楊；花芽嫁接；人工授粉；種子采收

新疆受干旱氣候和封閉內(nèi)陸盆地的影響，原生與次生鹽堿地具有面積大、類型多、積鹽重、形成復(fù)雜等特點(diǎn)[1]，全疆鹽漬化面積達(dá)1.1×105km2，約占全國(guó)鹽漬土面積的1/3[2]。胡楊(PopuluseuphraticaOliv.)是楊柳科楊屬中最古老、最原始的木本植物，是典型的潛水旱中生至中生植物，是荒漠和半荒漠地區(qū)唯一自然成林的喬木樹(shù)種[3]，具有極強(qiáng)的抗逆性，能在干旱、鹽堿化、多風(fēng)沙的惡劣環(huán)境下生長(zhǎng)。對(duì)于遏制沙漠?dāng)U張、保護(hù)和改善自然環(huán)境，維護(hù)調(diào)控干旱荒漠區(qū)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)平衡、改善綠洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[4-5]。雜交育種是創(chuàng)造優(yōu)良品種的一個(gè)重要手段。通過(guò)雜交育種，培育出具有胡楊優(yōu)良特性的雜交品種，對(duì)改良胡楊品種具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。胡楊屬于胡楊派中的唯一種，它與楊屬其他各派的楊樹(shù)之間的人工雜交都屬于遠(yuǎn)緣雜交，具有不親和性[6]。不少學(xué)者對(duì)胡楊雜交改良進(jìn)行了大量的工作，但這個(gè)古老的樹(shù)種遺傳特性十分牢固，獲得優(yōu)良的改良品系較少。不少學(xué)者又進(jìn)行大量雜交，應(yīng)用黑楊、加拿大楊、香脂楊、苦楊、灰楊等與胡楊雜交，同樣未能成功。1952年NA.卡巴采夫在莫斯科林業(yè)研究院進(jìn)行了異葉楊與鉆天楊、香脂楊、銀白楊、山楊、雅勃洛夫楊、雜種山楊、莫斯科銀白楊的雜交，結(jié)果僅在山楊、雜種山楊和莫斯科銀白楊的雜交上取得良好效果[7-10]。近年來(lái)，彭儒勝等[11]選用遼楊3號(hào)、107楊、小葉楊、河北楊、銀白楊作為母本與胡楊雜交，并進(jìn)行離體子房/胚珠培養(yǎng)，克服了授粉后種子未成熟蒴果就脫落而得不到雜種植株的問(wèn)題。張東亞等[12]分別以胡楊為母本及父本與青楊派和黑楊派、白楊派的16種楊樹(shù)進(jìn)行雜交，僅獲得以胡楊為母本雜交種苗組合4個(gè)，以胡楊為父本雜交種苗組合3個(gè)。胡楊作為干旱風(fēng)沙區(qū)生態(tài)公益林建設(shè)的主要樹(shù)種之一，發(fā)揮著不可替代的作用。但胡楊較其他速生楊生長(zhǎng)緩慢，且干形彎曲，用材性較差，經(jīng)濟(jì)效益低下，不利于胡楊大面積的推廣種植。隨著人工林面積的不斷增長(zhǎng)，對(duì)胡楊良種壯苗的需求迅速擴(kuò)大，急需選育出生長(zhǎng)快、干形好、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)胡楊良種。目前選擇胡楊優(yōu)良雌雄單株進(jìn)行定向雜交育種的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文以胡楊優(yōu)株為父母本，以雄花芽本砧嫁接培養(yǎng)雄株，雌花芽切枝室內(nèi)水培，采用人工授粉方式進(jìn)行雜交，以期獲得性狀優(yōu)良的胡楊子代，為新疆困難立地條件下造林提供優(yōu)質(zhì)良種。

1 胡楊優(yōu)株選擇

選擇性狀優(yōu)良的胡楊雌雄單株是本項(xiàng)研究的基礎(chǔ)。2011年10月，對(duì)新疆胡楊分布較多的區(qū)域之一巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣的天然胡楊林和人工林采用典型抽樣調(diào)查法進(jìn)行調(diào)查。

典型樣樹(shù)(即候選優(yōu)良單株)的確定是通過(guò)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)技術(shù)人員的推薦和實(shí)地觀測(cè)。觀測(cè)指標(biāo)有樹(shù)高(H)、胸徑(D1.3)、通直度(T)、明顯度(VI)及枝下高(HB)等5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行每木檢尺，主干通直度、明顯度根據(jù)李鐵民等[13]的方法劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。通過(guò)調(diào)查在農(nóng)二師31團(tuán)9連和尉犁縣興平鄉(xiāng)哈拉洪村確定生長(zhǎng)健壯、具有明顯頂端優(yōu)勢(shì)、樹(shù)干通直、無(wú)病蟲(chóng)害的優(yōu)良雌雄單株各3株。優(yōu)株性狀見(jiàn)表2。

表1 主干性狀評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及分值

表2 胡楊優(yōu)株性狀表

2 花粉采集與制備

根據(jù)胡楊生物學(xué)特性，2月底在標(biāo)定好的胡楊優(yōu)良雄株上選擇生長(zhǎng)健壯、花芽飽滿的花枝進(jìn)行采集，每個(gè)優(yōu)株上各采集5個(gè)花枝。采集后立即用保鮮膜包好，放入移動(dòng)冰箱中，帶回烏魯木齊，雪藏。4月初，將采集的花枝采用室內(nèi)切枝水培方法進(jìn)行花粉收集。室內(nèi)晝夜溫度在12～20 ℃，濕度60%～70%。及時(shí)修剪葉芽，以防營(yíng)養(yǎng)不足，每2 d更換1次水培罐內(nèi)的陳水。水培5～7 d后，花序伸長(zhǎng)，花粉呈金黃色時(shí)，人工收集花粉。收集好后裝入玻璃瓶中，硅膠密封，放入低溫冰箱冷藏，待用。

3 嫁接

3.1 砧木和接芽準(zhǔn)備

砧木的大小、粗細(xì)對(duì)嫁接成活率密切相關(guān)。根據(jù)劉茂秀等[14]研究結(jié)果，選擇2年生、地徑為0.7～1.2 cm的胡楊苗為砧木。3月初，將砧木移栽至試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，為促進(jìn)砧木盡快緩苗，將其定干至80 cm，3個(gè)月后開(kāi)始試驗(yàn)。花芽的選擇對(duì)嫁接成活率至關(guān)重要。萌動(dòng)前，在已標(biāo)定好的雌株上，采集樹(shù)體中上部花芽飽滿的花枝，每株樹(shù)上采集20～30枝，迅速裝入移動(dòng)冰箱中，帶回試驗(yàn)地進(jìn)行花芽嫁接。

3.2 嫁接技術(shù)

胡楊花枝嫁接采用單芽“T”形芽接法。宜選擇陰天進(jìn)行嫁接，若晴天嫁接，應(yīng)選擇早晚時(shí)段，避開(kāi)高溫。嫁接前，將砧木的側(cè)枝全部清除干凈。嫁接時(shí)，選取花枝中下部飽滿的花芽進(jìn)行芽接。首先用嫁接刀削去花芽一側(cè)下部的樹(shù)皮(深達(dá)木質(zhì)部)，削面長(zhǎng)2～3 cm，下剪口削成45°斜角；然后將砧木平茬至50 cm左右，在靠近頂端一側(cè)的木質(zhì)部與韌皮部切開(kāi)，留皮層，刀口長(zhǎng)2～3 cm，將花芽接穗的削面與砧木的削面相對(duì)，使砧穗形成層對(duì)齊(只有一側(cè)對(duì)齊即可)，并將所留皮層敷于芽下方切口處，這樣就形成多個(gè)愈合面，有利于接口愈合，然后用塑料薄膜條綁扎嚴(yán)密，剪口與削口都要包嚴(yán)，防止失水，影響成活。

3.3 嫁接后管理

嫁接后，及時(shí)灌水，保持土壤濕潤(rùn)。花芽萌發(fā)后，要對(duì)接口下新萌發(fā)的本砧芽及時(shí)抹除以免與嫁接芽爭(zhēng)養(yǎng)分和陽(yáng)光，利于接芽成活。花芽愈合后，要及時(shí)解去綁扎膜。待花序長(zhǎng)出后，加強(qiáng)肥水管理和病蟲(chóng)害的防治。

嫁接25 d后，調(diào)查嫁接成活率，芽接成活率可達(dá)83.0%。但由于花芽及砧木個(gè)體差異，同一時(shí)間嫁接的花序生長(zhǎng)情況有所差異。

4 人工控制授粉

4.1 授粉

對(duì)嫁接成活的花芽，每隔3 d觀察一次花序發(fā)育狀態(tài)，待花序苞片張開(kāi)，柱頭微卷發(fā)淡黃時(shí)即進(jìn)行控制授粉。7月18日開(kāi)始授粉，授粉時(shí)將提前收集好的花粉從冰箱中拿出，用毛筆蘸少量花粉輕彈均勻?yàn)⒙湓谥^上，毛筆不要觸及柱頭，花粉不宜過(guò)多，授粉結(jié)束后套袋隔離，防止花粉污染。因各株雌花成熟情況不均一，根據(jù)成熟情況，分開(kāi)授粉，以提高授粉成功率。5 d后解袋。調(diào)查授粉坐果率，坐果率為62%。

4.2 授粉后管理

授粉2～3 d內(nèi)澆水不能噴灑到花序，以防止花粉被沖走；及時(shí)剪除花序周圍的新發(fā)枝。加強(qiáng)水肥管理，每次灌水時(shí)隨水追施2～3 kg尿素，保證花序的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。

5 種子采收及發(fā)芽試驗(yàn)

天然胡楊種子成熟期差別較大，一般6—9月均有種子成熟。而本試驗(yàn)中由于授粉時(shí)間接近，種子成熟較集中。9月低，果序由綠色變成黃綠色時(shí)，種子已基本發(fā)育成熟，進(jìn)行采摘。將采摘后的蒴果進(jìn)行人工處理，得到胡楊種子。按照林木種子檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行若干次試驗(yàn)所獲種子的發(fā)芽情況，使用人工光照培養(yǎng)箱進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明種子發(fā)芽率平均為31.0%，最高達(dá)56.0%。

6 小結(jié)與討論

6.1 胡楊優(yōu)株花芽嫁接制種技術(shù)通過(guò)采集胡楊優(yōu)株的雌雄花枝，采用胡楊本砧芽接方法培養(yǎng)母本，以切枝水培方法培養(yǎng)父本，人工授粉進(jìn)行制種。該項(xiàng)技術(shù)操作方便、安全、快捷，不僅克服了由于胡楊樹(shù)體高大，人工控制授粉困難的難題，而且還可獲取具有優(yōu)良性狀的胡楊子代，可應(yīng)用于大量父本、母本的雜交育種工作。

6.2 花粉活力持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)有效完成授粉受精作用有直接影響。胡楊花粉在常溫狀態(tài)下第1天的花粉活力為62%，第8天降低為30.3%[15]，所以控制授粉的時(shí)機(jī)是獲得大量種子的關(guān)鍵。將花粉過(guò)早的涂于花序上，還沒(méi)到雌花柱頭發(fā)育成熟，花粉已失去活力，卵細(xì)胞沒(méi)能完成受精；若授粉時(shí)間較晚，這時(shí)雌花柱頭已萎蔫，同樣不能完成受精。因此，在授粉時(shí)需注意觀察胡楊花序中柱頭的發(fā)育情況，待柱頭微卷發(fā)淡黃色時(shí)，及時(shí)授粉，以獲得較好的坐果率。

6.3 試驗(yàn)中，胡楊種子的平均發(fā)芽率較低，僅為31.0%，而且還出現(xiàn)種子未成熟蒴果就脫落的情況。在下一步的研究中，可嘗試采用離體子房/胚珠培養(yǎng)的方法獲得大量具有優(yōu)良性狀的種子，為新疆困難立地條件造林提供優(yōu)質(zhì)良種。

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1005-5215(2015)03-0105-03

2014-12-09

2012年新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)科技專項(xiàng)青年基金項(xiàng)目：胡楊雜交育種初步研究

王新英(1981-)，女，新疆昌吉人，碩士，助理研究員，主要從事荒漠化防治與鹽堿地治理研究，Email：30396106@qq.com

S792.11

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10.13601/j.issn.1005-5215.2015.03.043