NaCl溶液克服青花菜自交不亲和性研究

虞慧芳 ，王建升 ，赵振卿 ，盛小光 ，陈纪算 ，许映君 ，顾宏辉

自交不亲和是十字花科作物普遍存在的一种现象。对于十字花科蔬菜自交不亲和系的繁殖，大多采用人工蕾期授粉，需要大量人力。近30 a来人们一直试图用其他方法来克服花期自交不亲和性以生产大量的亲本种子。目前国内外报道的方法有很多，如NaCl处理法、CO2处理法[1]、温度处理法[2]等，均获得一定效果。可利用开花期株间授粉后维持高CO2浓度若干小时来繁种自交不亲和系，但此方法对温室或大棚密封性要求高。短暂高温处理需要一定的设备，成本较高。目前生产中应用较广的是简单易行的喷洒NaCl溶液。胡代泽等[3]报道了用10%盐水喷油菜花能显著提高亲和指数。张文邦等[4]用5%盐水喷甘蓝花也取得了显著提高亲和指数的效果。

青花菜起源于欧洲地中海沿岸，于19世纪末20世纪初传入我国，当时仅在香港、广东、台湾等地种植，直到20世纪80年代初才开始在上海、福建、浙江、北京、云南等省、市引种成功[5]。因此我国青花菜育种工作时间短，有关青花菜育种的研究报道较少。近年来，我们在收集大量国内外种质资源的基础上，通过世代分离及小孢子培养技术获得了大量的青花菜自交系和DH系。在青花菜种质资源的繁殖过程中，发现青花菜具有相当广泛的自交不亲和性[6]，这与前人的报道相一致[7]。 在白菜[8]、结球甘蓝[4]、油菜[3]、萝卜[9]等蔬菜作物中均有报道NaCl溶液能克服自交不亲和性的研究，但在青花菜中鲜有报道。我们在4个青花菜自交不亲和DH系的花期用不同浓度NaCl溶液喷洒，以了解青花菜DH系自交不亲和性对NaCl溶液的敏感性，并获得克服青花菜花期自交不亲和性最好的NaCl浓度，从而为青花菜自交不亲和系的利用提供帮助和奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的4个青花菜自交不亲和DH系见表1。共设5个处理，处理1：2.5%NaCl溶液；处理2：5.0%NaCl溶液；处理 3：10.0%NaCl溶液；处理4：清水对照（CK）；处理 5：剥蕾授粉。处理 1~3及处理 5在开花当天 8：00～10：00喷 NaCl溶液。

1.2 试验方法

于2011年8月25日将青花菜自交不亲和DH系种子播于装有基质的穴盘中，苗期管理同常规。苗龄1个月时移栽至大棚，栽培管理按常规进行。每个材料在花期选择生长健壮及病虫害少的植株3株，摘除已开的花和柱头外露的花蕾，套袋隔离。每个单株选择10个花穗 （每2个花穗用1种溶液进行处理），于开花当天用小喷壶喷洒花朵，每个处理10个花穗，每个花穗处理10朵花。处理后1 h左右用本株新鲜花粉进行授粉，每个处理重复3次。

自交不亲和性的常规测定方法是进行花期人工自交，根据亲和指数判断是否亲和。本试验采用方智远等[10]的甘蓝自交不亲和性的实用标准，即亲和指数小于1为不亲和，大于1为亲和。

1.3 数据分析

授粉后详细记录处理情况及授粉花朵数，收获种子后进行脱粒、考种，统计各处理亲和指数（结籽数/授粉花数）。用SPSS 16.0软件进行数据统计，LSD法分析不同浓度NaCl溶液及处理时间对克服青花菜亲和指数间的差异显著性。

表1 4个青花菜自交不亲和DH系的供体及来源

表2 不同处理对青花菜亲和指数的影响

2 结果与分析

2.1 4个青花菜DH系自交不亲和特性

由表2可见，4个青花菜DH系的亲和指数均小于0.5，自交不亲和性较强。从亲和指数来看，DH31-3、DH28-4、DH07-3、DH07-2 的自交不亲和性依次从强到弱。DH07-2剥蕾授粉的亲和指数最高，达到4.58，与花期的差异极显著，即DH07-2通过蕾期授粉可有效克服自交不亲和性；DH07-3剥蕾授粉亲和指数为1.22，与花期的指数差异极显著，DH07-3也可通过蕾期授粉来获得自交种；DH28-4花期和蕾期亲和指数没有差异；DH31-3花期亲和指数极低，剥蕾授粉的则略有所提高，且差异显著，但通过剥蕾授粉仍不能克服自交不亲和性。

2.2 NaCl溶液对不同青花菜DH系亲和指数的影响

由表2可知，2.5%、5.0%和10%NaCl溶液处理均能提高DH07-2亲和指数，其中浓度为5.0%和10%的NaCl溶液处理后，亲和指数均大于1，能克服自交不亲和性；10%NaCl溶液处理后的平均亲和指数为4.53，达到剥蕾授粉的指数水平，即10%NaCl溶液克服DH07-2自交不亲和性效果最好，与其他浓度NaCl溶液处理效果达到差异极显著水平。2.5%、5.0%和10%NaCl溶液处理DH07-3后，其亲和指数随着NaCl溶液浓度的升高而增加，但3个浓度的NaCl溶液均不能克服DH07-3的自交不亲和性。DH28-4自交不亲和性在2.5%、5.0%和10%NaCl溶液处理后，与对照相比没有任何变化。DH31-3亲和指数随着NaCl溶液浓度的升高略有增加，但均小于1，即NaCl溶液处理不能克服DH31-3自交不亲和性。

3 小结与讨论

材料的自交不亲和性通常用亲和指数大小判断，方智远等[7]认为甘蓝亲和指数小于1即为自交不亲和，刘晓东等[11]认为大白菜的亲和指数小于0.5为自交不亲和。NaCl是克服十字花科作物自交不亲和性的有效方法之一。青花菜为甘蓝的1个变种，因此本研究采用亲和指数小于1为自交不亲和的标准来判断NaCl溶液对克服青花菜自交不亲和性的影响。试验结果表明，10%NaCl溶液能克服青花菜DH07-2自交不亲和性，效果与其他浓度NaCl溶液相比差异极显著，其效果与剥蕾授粉的相当。在花期用NaCl溶液处理青花菜自交不亲和的DH07-2，可以克服其自交不亲和性，能达到大量繁殖材料的目的。试验中3个NaCl浓度均不能克服DH07-3、DH28-4、DH31-3 的 自 交 不 亲 和 性 。DH07-3可通过蕾期授粉来克服自交不亲和性；DH28-4和DH31-3自交不亲和性均不能被本试验中的处理所克服。由于影响植物自交不亲和性的因素有很多，如自身的遗传特性、气候条件、栽培条件等，这些影响因素的作用还需进一步探讨。

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[2]Okazai K,Hinata K.Repressing the expression of self-incompatibility in crucifers by short-term high temperature treatment[J].Theor Appl Genet,1987,73:496-500.

[3]胡代泽，安彩泰，董惠珍，等.用化学方法克服油菜自交不亲和性研究[J].中国油料作物学报，1983（2）：1-5.

[4]张文邦，戴国强，邱孝育.介绍一种克服甘蓝自交不亲和的新方法[J].中国蔬菜，1984（4）：24-25.

[5]中国农业百科全书总编辑委员会蔬菜卷编辑委员会.中国农业百科全书 （蔬菜卷）[M].北京：中国农业出版社，1990.

[6]Yu H F,Zhao Z Q,Sheng X G,et al.Evaluation of genetic diversity in self-incompatible broccoli DH lines assessed by SRAPmarkers[J].Afr J Biotechnol,2011,10(59):12 561-12 566.

[7]方智远，孙培田，刘玉梅，等.青花菜自交不亲和系选育初报[J].中国蔬菜，1987（1）：27-29.

[8]杨锐，余阳俊，徐家炳，等.花期喷盐水结合蜜蜂授粉克服大白菜自交不亲和性试验[J].华北农学报，1995，10（2）：77-81.

[9]汪骞，胡靖锋，朱红，等.NaCl溶液克服萝卜自交不亲和性研究[J].长江蔬菜，2011（14）：14-16.

[10]方智远，孙培田，刘玉梅.甘蓝杂种优势利用和自交不亲和系选育的几个问题[J].中国农业科学，1983（3）：51-62.

[11]刘晓东，牟金贵，刘学岷，等.大白菜花期自交亲和指数测定及不同部位亲和性的变化[J].河北农业科学，2004，8（4）：34-36.