10个红麻雄性不育株系不育性的鉴定

李辉，李德芳，陈安国，唐慧娟，李建军，黄思齐（中国农业科学院麻类研究所，长沙 410205）

10个红麻雄性不育株系不育性的鉴定

李辉，李德芳*，陈安国，唐慧娟，李建军，黄思齐
（中国农业科学院麻类研究所，长沙 410205）

红麻 （Hibiscus cannabinus L.）具有抗旱、耐盐碱、耐贫瘠的特性，是锦葵科木槿属一年生纤维作物。红麻杂种优势的利用可以增加生物产量，改善纤维品质，节省大量的人力、物力。本文主要是对新选育的10个红麻细胞质雄性不育株系201A、202A、203A、204A、205A、206A、207A、208A、1A、2A的不育度进行鉴定，通过自交、镊子辅助自交和人工辅助授粉杂交的方法处理，调查其座果情况，对不育株系的不育度进行鉴定，结果表明：10个红麻细胞质雄性不育株系的不育度达到了100%。这些不育株系进一步回交改良其它性状，为红麻不育系的选育、三系配套育种奠定坚实的基础。

红麻；雄性不育；不育性

红麻 （Hibiscus cannabinus L.）是锦葵科木槿属一年生纤维作物，具有抗旱、耐盐碱、耐贫瘠和易栽培等生物特性，对环境和气候的适应能力强，在寒、温、热带气候均可以栽培种植。红麻的传统用途主要是用作纺织和包装的原材料，比如麻袋，地毯，麻绳等。近年来随着红麻用途的不断开发，红麻还可以用于纸浆、饲料、麻塑、麻地膜、轻型板材，活性炭等方面。由于红麻生物产量高，生长迅速，吸收二氧化碳的能力强，对环境友好，因此红麻被认为是21世纪最具发展潜力的多用途作物［1］。

杂种优势的利用是提高作物产量，改善作物品质的有效途径，而雄性不育系的选育和三系配套育种是杂种优势利用的有效方法之一。2001年，广西大学周瑞阳在海南南繁材料中首次发现了一株红麻雄性不育突变体，并命名该不育株为 “营养亏缺型雄性不育”［2］并通过饱和回交的方法育成了一系列的不育系如 K03A［3］“722A”、“L23A”［4］等。随后2003／2004年中国农业科学院麻类研究所红麻育种课题组在海南三亚育种材料中发现了质核互作型雄性不育株［1］，通过回交转育得到了一系列性状优异的红麻早熟、中熟、晚熟雄性不育株，并育成了配合力高、育性稳定的红茎晚熟型不育系LC0301A［5］。利用红麻雄性不育系进行杂交制种不仅可以提高杂交种子的纯度，而且免去了人工去雄，节省大量的人力、物力，同时增加了红麻的生物产量，改善了纤维的品质。本文主要是对中国农业科学院麻类研究所红麻育种课题组新选育的10个红麻细胞质雄性不育株系的不育度进行鉴定，以期为红麻不育系的选育、三系配套育种奠定坚实的基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

中国农业科学院麻类研究所红麻育种课题组选育的细胞质雄性不育株系 201A，202A，203A，204A，205A，206A，207A，208A，1A，2A，以可育品种中红麻16号为对照。

1.2 试验设计

2014年5月20日在长沙望城试验基地播种，每个株系播种三盆，待红麻长到三叶一心时（2014年6月3日）每盆留四株健壮苗进行11h短光照处理，2014年7月5日开花，开始进行育性调查，一直到开花结束。

1.2.1 红麻细胞质雄性不育株系花器调查

调查红麻花粉情况，雌蕊柱头的类型。

1.2.2 红麻细胞质雄性不育株系花粉育性鉴定

以可育品种中红麻 16号为对照，选取红麻细胞质雄性不育株系没有花粉的花朵、具有部分花粉的花朵，制成简易的临时水装片，用显微镜观察花粉的形状，然后用 I2－KI染色，观察染色情况。

1.2.3 红麻细胞质雄性不育株系不育度鉴定

红麻开花前，每天下午棉线扎住次日可开花蕾的顶端，第二天开花时使其不能打开花瓣，防止外援花粉授粉。第二天对于完全没有花粉的花朵挂牌，并标明日期、株系；对具有部分花粉的花朵用镊子夹取花粉授粉到柱头，并挂牌标明日期、株系。每个不育株系留一定数量的花，取对照中红麻16号的花粉，进行人工辅助杂交授粉，挂牌标明日期、株系，一直到开花结束，以可育品种中红麻 16号自交为对照。最后对自交，镊子辅助自交，人工辅助杂交的座果数进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 红麻细胞质雄性不育株系花器的类型

红麻细胞质雄性不育株系花粉有三种情况：花药不开裂，完全没有花粉 （如图1）；花药开裂，不产生花粉 （如图2）；部分花药开裂，产生花粉（如图3）。其中1A、2A两个不育株系花朵全部是无粉，对照中红麻16号花药全部开裂产生花粉 （如图4）。

图1 花药不开裂 无花粉Fig.1 Anther with indehiscence and non－pollen

图2 花药开裂 无花粉Fig.2 Anther with dehiscence and non－pollen

图3 部分花药开裂 部分花粉Fig.3 Anther with part dehiscence and pollen

图4 花药全部开裂 全粉 （对照）Fig.4 Anther with whole dehiscence and pollen（CK）

红麻细胞质雄性不育株系雌蕊的柱头有两种情况：（1）长柱头雌蕊，花药不能包住柱头（如图5），不利于自花授粉，其中201A，203A，205A，206A，207A为长柱头；（2）短柱头雌蕊，花药完全包住柱头 （如图6），有利于自花授粉，其中202A，204A，1A，2A为短柱头。

图5 长柱头 雌蕊Fig.5 Long stigma and pistil

图6 短柱头 雌蕊Fig.6 Short stigma and pistil

2.2 红麻细胞质雄性不育株系花粉的育性

红麻可育花成熟的花粉粒为球形，金黄色，表面有尖刺 （如图 7），I2－KI染色后呈现蓝黑色 （如图8）。部分花药开裂产生的花粉和可育花成熟的花粉粒一样，球形，金黄色，表面有尖刺，但是 I2－KI不能染色。花药不开裂不能产生花粉的花朵，破开花药，观察到的花粉粒有两种情况：花粉粒与可育花成熟的花粉粒一样，球形，金黄色，表面有尖刺 （如图9）；花粉粒发育不完全，不是完整的球形 （如图10），这两种花粉粒都不能被 I2－KI染色（如图11）。可见不育株系有部分的花朵产生花粉，但是花粉没有活性，不能自交座果。

图7 可育花粉粒Fig.7 Fertile pollen grain

图8 I2－KI染色可育花粉粒Fig.8 Stained fertile pollen grain I2－KI

图9 不育花粉粒Fig.9 Sterile pollen grain

图10 I2－KI染色不育花粉粒Fig.10 Stained sterile pollen grain I2－KI

图11 不育花粉粒Fig.11 Sterile pollen grain

2.3 红麻细胞质雄性不育株系的不育度

红麻细胞质雄性不育株系，自交和镊子辅助自交不能形成果实。但是在自然条件下，这些不育株系能够接受外源有活力的花粉，形成果实。表明红麻细胞质雄性不育株系雄蕊发育不正常，不能形成有功能的花粉，雌蕊发育正常能够接受有活力的花粉，形成果实。红麻细胞质雄性不育株系的授粉方式、各自的座果数和不育度如表1所示。

表1 10个红麻细胞质雄性不育株系不育性的鉴定Tab.1 Identification of the sterility of 10 kenaf cytoplasmic male sterile lines

如表1所示201A，202A，203A，204A，205A，206A，207A，208A，1A，2A 10个红麻细胞质雄性不育株系的不育度全部为 100%，表明这 10个红麻细胞质雄性不育株系不育度好，是培育细胞质雄性不育系的良好株系。

3 讨论

红麻雄性不育系的选育是利用红麻杂种优势的基础，红麻雄性不育株系的选择是选育红麻雄性不育系的关键。在生产中，不育株系的选择一般是根据花粉的有无来判断植株是否可育，但是利用这种方法判断红麻是否可育存在一定的缺陷。红麻不育株系的花有多种情况：有的花朵全部无花粉、有的花朵部分有花粉、有的花朵有微量花粉，但是这种花粉是没有生物活性的不能使其自身授粉。所以有无花粉和花粉有无活性这两者进行结合来进行红麻不育株系的选择更加科学。

红麻不育株系花朵花粉的多样性，可能是因为红麻控制花粉形成和控制花粉育性的是两个基因连锁群，并且这两个基因连锁群能够独立遗传。我们下一步的工作计划是对花粉的形成和花粉的育性进行遗传分析从而确定其遗传规律。

［1］李德芳，陈安国，唐慧娟.红麻质核互作型雄性不育系的发现及初步创制 ［J］.中国麻业科学，2007，29（2）：78.

［2］周瑞阳.红麻雄性不育株的发现 ［J］.中国农业科学，2002，35（2）：212.

［3］周瑞阳，张新，张加强，等.红麻细胞质雄性不育系的选育及杂种优势利用取得突破 ［J］.中国农业科学，2008，41 （1）：314.

［4］熊和平.麻类作物育种学 ［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2008：276.

［5］李德芳，李建军，陈安国，等.质核互作型红麻雄性不育系LC030 1A的选育 ［J］.中国麻业科学，2013，35（4）：172－174，181.

Identification of Sterility for 10 Kenaf Male Sterile Lines

LI Hui，LI De－fang*，CHEN An－guo，TANG Hui－juan，LI Jian－jun，HUANG Si－qi （Institute of Bast Fiber Crops，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410205）

Kenaf（Hibiscus cannabinus L.）is an annual fiber crop with the advantages of drought，salt and barren resistance.The use of kenaf heterosis can increase biological yield，improve fiber quality，save labor and material resources.This paper is mainly on the identification of the sterility of 10 kenaf cytoplasmic male sterile lines including 201A，202A，203A，204A，205A，206A，207A，208A，1A and 2A，which were bred by Institute of Bast Fiber Crops，Chinese Academy of Agricultural Sciences. In order to identify the degree of sterility，the fruits which were from these lines by self-pollination，self-pollination assisted with forceps and artificial－pollination were surveyed.The results showed the sterility degree of the 10 lines was 100%.These sterile lines need further backcrossing to breed other properties，which would lay a solid foundation for breeding the male sterile lines and matching of three lines breeding.

kenaf；male sterile；sterility

S563.5

A

1671－3532（2015）02－0075－05

2015－01－19

国家麻类技术体系红麻育种岗位 （CARS－19－E07）资助

李辉 （1980－），男，博士后，主要从事红麻育种。Email：guangjunmuzi＠126.com。

*通讯作者：李德芳 （1962－），男，研究员，博士／博士生导师，主要从事红麻育种。Email：chinakenaf＠126.com。