花粉介质在白肋烟杂交制种中的应用

张俊杰，李宗平，徐世平，彭　灏，王文明，郭宇龙

（湖北省烟草科研所，中国烟草白肋烟试验站，武汉 430030）

花粉介质在白肋烟杂交制种中的应用

张俊杰，李宗平，徐世平，彭灏，王文明，郭宇龙

（湖北省烟草科研所，中国烟草白肋烟试验站，武汉 430030）

为降低白肋烟杂交制种成本，最大限度地节约花粉用量，以可溶性淀粉为花粉介质，配制不同比例的介质花粉进行杂交授粉，考察其对坐果率、蒴果种子粒数、千粒重、种子产量及种子质量的影响，结果表明，当花粉与可溶性淀粉比例为1:4～5时，平均坐果率可达81.35%～81.81%，单个蒴果种子粒数2838～2862粒，千粒重82～89 mg，种子产量226.29～226.67 kg/hm2，种子发芽率93.1%～93.2%。与纯花粉对照相比各项考核指标无显著差异，并且对杂交制种种子产量与种子质量无明显影响，是可接受的介质花粉比例，可相对节约80%～83%的花粉量。

白肋烟；可溶性淀粉；花粉介质；坐果率；发芽率

在传统烟草杂交制种过程中，人工授粉是一项费时、费工的工作。在授粉前，要从父本花药剥出花粉用来授粉，采一朵父本的花只能授粉母本5～10朵，花粉收集难度大、用量大，常需种植大量父本，投入大量人力物力收集花粉来满足母本授粉需要。授粉工作效率低，制种成本高，这已成为限制烟草杂交种子生产发展的瓶颈[1]。通常每株烟正常开花数量约500朵左右，能生产1 g左右的花粉量。邓盛斌等[2]研究认为，每朵花生成花粉粒数量约为（2.0～3.4）×105，每克花粉含花粉粒数约为（1.2～1.63）×108。近年来，随着烟草制种技术的不断创新，特别是烟草花粉收集技术、烟草花粉介质、授粉笔在烟草杂交制种中的应用，大大提高了烟草制种效率，降低了烟草制种成本，使父母本种植比例由1:3～3.5降至1:5～6。使用介质花粉授粉后，花粉萌发情况好，每株平均坐果率达90.4%，蒴果平均种子数达3000粒左右[4]。适宜用作烟草花粉介质主要有两类，一是液体介质，主要使用硼酸、蔗糖、氯化钙、腐胺、精胺、亚精胺等溶液与花粉混合，配成液体介质花粉[5]；二是固体介质，主要种类有可溶性淀粉、滑石粉、葡萄糖粉、蔗糖粉、花粉囊粉末等[3,5]，马文广等[4]、邓盛斌等[7]研究认为，可溶性淀粉是适宜的烟草花粉介质之一。可溶性淀粉不仅可作为烟草花粉介质使用，而且在与烟草花粉混合后能促进花粉萌发和花粉管生长，提高介质花粉授粉质量[7]。本研究采用可溶性淀粉作为花粉介质，设计不同配比，根据不同配比介质花粉授粉后果实生长发育情况，考察烟株坐果率、单果粒数、千粒重、种子发芽率等指标，在不影响烟草杂交制种产量和种子质量的前提下，选出适宜的介质花粉配比，为烟草花粉介质在白肋烟杂交制种中应用提供参考依据。

1　材料与方法

1.1试验地点时间

田间试验研究于2012年在中国烟草恩施良繁基地进行。

1.2材料

父本：Burley37；母本：MsBurley21；可溶性淀粉：由湖北巨胜科技有限公司生产。

1.3试验设计

花粉介质配比（花粉和淀粉按质量比配制）设1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:0共9个处理，其中1:0为对照。每处理20株，3次重复，共27个小区，总株数为540株。采用授粉笔授粉。父本移栽时间4月24日，母本移栽时间5月4日。

1.4花粉采集

于上午8—11时，下午15—18时在父本田中选择花冠未开，顶端微红膨大的花朵，用花药脱粒机进行花药脱粒，用20目细筛将杂质筛除，把花药收集于瓷盘内备用。将装有花药的瓷盘放入烘箱内进行烘干，温度设置为34～36 ℃，时间16～24 h，待花药完全裂开、皱缩变褐，花粉完全散出，花粉水分8%左右，结束干燥。用60目样品筛筛除杂质，将活力、水分检测合格的花粉，装入广口瓶中，放入装有干燥剂的干燥器内，用凡士林密封，在-5 ℃冰柜内进行低温保存备用。

1.5授粉

采用授粉笔授粉，于授粉当天将采集的花粉与介质按照不同的配比充分混合均匀，在盛花期进行授粉，用授粉笔将介质花粉均匀涂抹在柱头上，每株烟授粉6～7次，平均授粉200朵。记录花粉用量。在完成授粉后第10天统计每株的成果数，计算单株坐果率。蒴果成熟后按小区、单株号采收，计算单株产量和小区产量。蒴果成熟期每小区随机取20颗成熟鲜蒴果，测量蒴果最大长、直径，鲜重，计算小区平均值；蒴果风干后，统计蒴果单果粒数、千粒重，并计算花粉节约量。

1.6统计分析

应用DPS V13.5软件进行统计分析，多重比较分析采用LSD法。

2　结 果

2.1蒴果的长度与直径

青果期取样调查蒴果的长度与直径，从调查结果来看（表1），随着花粉介质配比的增加，蒴果长度与直径有逐渐下降的趋势，经方差分析，各处理间蒴果长度、直径无显著差异，各处理间蒴果长度与直径差异不大。

表1　青果期各处理蒴果长度与直径 cmTable1　Capsule length and diameter in comparative analysis

2.2坐果率、单果粒数、千粒重

在蒴果成熟期，调查坐果率，单果粒数、千粒重。经方差分析，各处理间坐果率，单果粒数、千粒重有显著差异。

坐果率以对照最高，配比1:2～1:5的处理与对照无极显著差异，配比1:5～1:9的处理坐果率极显著低于对照；单果粒数以对照最高，配比1:2～1:5的处理单果粒数与对照差异不显著，配比1:6～1:9的处理单果粒数显著低于对照；各处理间千粒重变化不大，无显著差异。随着花粉与淀粉介质配比的增加，坐果率、单果粒数随之降低，当花粉与淀粉配比为1:5时，坐果率可达81.81%、单果粒数可达2862粒，对种子的产量无明显影响，但当花粉与介质配比继续增加时，坐果率、单果粒数下降明显，与对照有显著差异，对种子产量影响明显。当花粉与介质配比为1:5时，既可最大限度地节约花粉用量又可保障烟草杂交制种的产量。

表2　不同介质花粉配比的坐果率、单果粒数、千粒重Table2　Fruit rate, fruit weight, grain numbers per spike with variance analysis

2.3种子产量及发芽率

在蒴果成熟期，分小区采收，晒干脱粒，过45目分样筛，测算小区种子产量，再按父母本1:5种植比例推算杂交制种产量。并对每处理的种子进行发芽试验，14 d后统计发芽率。

从表3看出，随着可溶性淀粉介质配比的增加，种子产量有下降的趋势，其中配比1:2～1:5的处理种子产量略高于对照，但差异不显著；经检测各处理种子发芽率在89%以上，无明显差异。由此说明可溶性淀粉作为一种花粉介质节约了花粉用量，提高了授粉质量；但随着花粉介质配比的增高，单位重量内花粉含量比例的下降，受精结实率随之下降，从而影响种子产量。当花粉介质按照1:5配制后进行杂交授粉，对种子的产量和质量无明显影响，而且可以最大限度节约花粉用量。

表3　各处理种子产量及发芽率差异比较Table3　Seed yield and germination rate

3　讨 论

为促进白肋烟杂交制种过程减工增效，减少父母本种植比例，节约繁种成本，本研究选用可溶性淀粉作为花粉介质，通过不同配比制成介质花粉，考察不同配比的介质花粉授粉对坐果率、蒴果种子粒数、千粒重、产量、种子质量的影响，以期找到一种不影响杂交制种产量及种子质量的最佳花粉介质配比，达到节约花粉用量，减少烟草制种用工量，提高制种效率的目的。

马文广等[4]、邓盛斌等[7]经过筛选，认为可溶性淀粉是适宜的花粉介质材料，应用前景好，成本低，材料来源丰富。随着烟草花粉介质在烟草杂交制种中的成功应用，不但可以节约花粉用量，减少父本种植比例，还可解决父母本花期不遇问题，使父母本种植比例从1:3[8]降至1:5～6，从而提高烟草杂交制种单产。一年采集的花粉通过冷冻干燥储藏方法[9]加以保存，做到父本花粉一年种植采集多年使用的目的。经冷冻干燥储藏的花粉在使用前进行复水处理，恢复花粉活力，待花粉活力鉴定[10]合格后方可进行用于介质花粉的配制。

可溶性淀粉作为烟草花粉介质可以在烤烟、白肋烟杂交制种中广泛应用，使用可溶性淀粉介质不但可以节约花粉用量，还可为烟草花粉提供外源性养分供给，促进花粉萌发和花粉管生长发育，提高杂交授粉质量。当花粉与淀粉配比为1:4～5时，坐果率可达81.35%～81.81%，单个蒴果种子粒数2838～2862粒，千粒重82～89 mg，种子产量226.29～226.67 kg/hm2，种子发芽率93.1%～93.2%。与纯花粉对照相比各项考核指标无显著差异，并且对杂交制种种子产量与种子质量无明显影响。综合考虑各项考核指标，在白肋烟杂交制种中，建议花粉与可溶性淀粉按1:4～5的比例进行配制，可最大限度地节约花粉用量，相对节约80%～83%的花粉量，从而达到烟草杂交制种减工增效，降低制种成本的目的。适宜作为烟草花粉介质的材料还较多，不同的花粉介质有不同的适宜配比，多种介质也可以按照一定比例混合，制成混合介质再与花粉进行配制使用，关于这方面的研究有待进一步深入。

[1]李永平. 烟草种子学[M]. 北京：科学出版社，2007.

[2]邓盛斌，宋碧清，马文广，等. 烤烟不同花期花粉数量和花粉活力研究[J]. 云南农业大学学报：自然科学，2013，28（2）：205-210.

[3]邓盛斌，牛承志，马文广，等. 不同花粉介质对烤烟授粉效果及种子质量的影响[J]. 云南农业大学学报：自然科学，2010，25（4）：472.

[4]马文广，郑昀晔，李永平，等. 固体介质辅助授粉对烟草坐果和种子活力的影响[J]. 种子，2008，27（12）：52-54.

[5]郑昀晔，马文广，索文龙，等. 液体介质花粉授粉对烟草坐果和种子活力及幼苗的影响[J]. 浙江农业学报，2011（1）：15-20.

[6]郑昀晔，马文广，索文龙，等. 花粉囊介质花粉在烟草杂交制种上的应用[J]. 中国农学通报，2011，27（3）：205-208.

[7]邓盛斌，陈云松，崔华威，等. 花粉介质中不同糖类对烤烟授粉质量的影响[J]. 云南农业大学学报：自然科学，2016，31（1）：185-188.

[8]杨全柳，胡日生，张大伟，等. 烤烟雄性不育系杂交制种技术研究[J]. 中国烟草科学，2006，27（2）：29-31.

[9]李宗平，张俊杰，彭灏，等. 烟草花粉活力鉴定方法筛选[J]. 中国烟草科学，2013，34（4）：80-82.

[10]李宗平，张俊杰，彭灏，等. 烟草花粉干燥冷冻方法研究初报[J]. 中国烟草科学，2015，36（2）：38-41.

Application of Pollen Medium in Burley Tobacco Hybrid Seed Production

ZHANG Junjie, LI Zongping, XU Shiping, PENG Hao, WANG Wenming, GUO Yulong
(Burley Tobacco Experimental Station of CNTC, Tobacco Research institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China)

In order to reduce cost and save pollen in burley tobacco hybrid seed production, application of soluble starch as pollen medium with different proportions of pollen used in pollination was studied and fruit rate, fruit grain number, thousand-grain weight, seed yield and seed quality were recorded. The results showed that when the pollen and soluble starch ratio was 1:4-5, the average fruit rate was 81.35% to 81.81%, with single capsule seed grain number 2838-2862, thousand-grain weight 82-89 mg, seed production 226.29- 226.67 kg/ha, and seed germination rate 93.1% to 93.2%. Compared with the pure pollen control the appraisal indexes had no significant difference, and seed yield and seed quality were not affected. This is thus an acceptable medium/pollen percentage that could minimize pollen usage, saving 80%-83% of pollens.

burley tobacco; soluble starch; pollen medium; fruit rate; germination rate

S572.03

1007-5119（2016）05-0006-04

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.05.002

湖北省烟草专卖局项目“经济高效烟草种子生产技术研究”（027Y2011-051）

张俊杰，男，高级农艺师，从事烟草良繁及烟草包衣种包衣加工工作。E-mail：zjj1966y@163.com

2016-03-24

2016-06-20