CN103109737A - 一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液制备方法，属于植物果实丰产和品种培育方法。花粉液由以下质量克数原料组成：混合花粉38.0g，硼酸7.0～8.5mg，二水氯化钙5.0～6.5mg，聚乙二醇6000 38.0～42.0g，蔗糖55g，均匀混合后用蒸馏水定容至1000mL作为花粉母液备用；混合花粉为榛花粉∶毛榛花粉∶平顶黄花粉=1∶1∶2。上述花粉液用于榛子生产时，是取花粉母液200mL，振荡培养，稀释至2000mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉。此花粉喷施液可直接应用于榛树栽培生产和育种，具有高效、快速、完全、简捷和可行等优点。

Description

一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液及制备方法

技术领域　

本发明涉及一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液及使用制备方法，属于植物果实丰产和品种培育方法。

背景技术

在现有技术中，榛树是桦木科榛属多年生落叶灌木。在世界范围内榛属有约20个品种，分布于亚洲、欧洲及北美洲；在中国境内有8个种类2个变种，分布于东北、华东、华北、西北及西南地区。榛树是果材兼用的优良树种，与扁桃、核桃、腰果并称为“四大坚果”，成为最受人们欢迎的坚果类食品之一。

榛子营养丰富，榛子富含油脂（大多为不饱和脂肪酸）、蛋白质、碳水化合物、维生素（维生素E，B₁，B₂）、矿物质、糖纤维、β-古甾醇和抗氧剂石炭酸等特殊成分以及人类所需的八种氨基酸与多种微量元素。具有预防和治疗心血管病、冠心病、动脉粥样硬化、溃疡、皮肤鳞癌、宫颈癌、卵巢癌和乳腺癌等症，有较强的抗氧化、抗炎、延缓衰老、生发养发、润泽肌肤和阻止胆结石形成等作用，对提高记忆力、判断力、改善视神经和补养有显著效果，也可以作为动物生长剂原料，促进动物生长，增进动物健康。此外，它也可以生产十分珍贵的木材，其木材坚硬，纹理、色泽美观，可做小型细木工的材料；部分品种可作植被恢复及园林绿化树种。

目前，世界的榛子栽培面积达千万亩，但榛子人工栽培和坚果产量均已欧洲发达国家为主，已在在意大利、西班牙、土耳其、美国等国家实现现代化栽培，我国榛子种植面积处于落后地位。究其原因是我国人工栽培历史短，榛子育种研究晚，加之榛子的花为雌雄同株异花，借风媒传粉导致空壳率高、质量差、产量低和经济效益不显著等原因制约了栽培面积的扩大。近年来，由于国内坚果市场需求的不断增长，国外高产品种榛苗的引进，我国榛子的栽培面积逐年增加，随着栽培面积的增加，越来越多的问题也不断出现，除栽培榛子适宜的地理、土壤、温度、光照和种苗培育等因素外，制约其质量、产量和收益的主要问题在于榛子因单性花而授粉量不足、授粉不完全、杂种榛品种花粉与雌蕊柱头以及授粉后胚芽与胚乳亲和力差等原因，导致授粉失败、胚乳发育不彻底和胚乳败育等现象，使空壳率高、质量差、产量低和经济效益低等问题。从而制约了我国榛子产业的发展。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种高效、快速、授粉完全可靠的一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液及使用制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液，由以下重量克数原料组成：花粉或混合花粉38.0－40.0 g，硼酸7.0～8.5 mg，二水氯化钙5.0～6.5 mg，聚乙二醇6000  38.0～42.0 g，蔗糖55 g ，均匀混合后用蒸馏水定容至1000 mL作为花粉母液备用；硼酸作为缓冲剂，二水氯化钙作为吸水剂，聚乙二醇6000作为扩展剂，蔗糖作为营养物质。优选花粉或混合花粉40.0 g，硼酸8.5 mg，二水氯化钙6.0 mg，聚乙二醇6000  39.0 g。

所述的花粉是榛花粉、毛榛花粉、平顶黄花粉或作为父本的任一种榛花粉（由选育目的而定）中的任一种；所述的混合花粉为野生种榛花粉：毛榛花粉：平顶黄花粉=1：1：2。选择三种花粉为了确保母本榛树对不同花粉具有充分选择性和广谱性，以1：1：2比例混合能满足授粉时母本榛树对花粉量的需求。

一种使用上述适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液的制备方法，花粉母液应用于榛子生产时，取混合花粉母液200 mL，振荡培养，稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉；花粉母液应用于杂交榛子品种培育时，花粉液中为单一父本花粉。

优选：一种使用上述所述的适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液的制备方法，花粉母液应用于榛子生产时，取200 mL混合花粉母液，倾入500 mL的三角瓶中，将三角瓶用锡纸封口并置于恒温摇床上振荡培养，温度22 ℃，转数140 rpm，3～5 h以使花粉处于高活性状态后，再将200 mL稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉，每天喷施1次，喷施3次；用于杂交榛子品种培育时，花粉液中为单一父本花粉。父本榛树为野生种榛、毛榛和平欧杂交榛优良品种平顶黄（80-43）或作为父本的任一种榛花粉（由选育目的而定），母本榛树由选育目的而定。杂交榛子品种培育时，花粉液中为单一父本花粉。用于杂交榛子品种培育时，母本榛树和单一的父本可根据选育目标而定。

本发明的优点是：本发明选用3个优良性状和花粉亲和力强的榛树品种的雄花序花粉制备成高活性的花粉喷施液，并在适宜的温度、光照条件下应用适当浓度的花粉、硼酸、蔗糖、二水氯化钙和聚乙二醇6000混合液喷施雌花序以保证授粉量、授粉完全和强亲和力，从而解决了榛子栽培生产中授粉不完全、授粉失败、胚乳发育不彻底和胚乳败育导致的空壳率高、质量差、产量低和经济效益低等以及榛树育种杂合种子纯度低、获得种子数量少、获得优质杂交后代几率小和操作复杂等问题。此花粉喷施液可直接应用于榛树栽培生产和育种，具有高效、快速、完全、简捷和可行等优点。

下面将结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。 

具体实施方式

一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液及制备方法：

1 材料与方法

1.1材料来源与处理

    以长白山区野生种榛（Corylus heterophylla Fisch. ex Bess）和毛榛（Corylus mandshurica Maxim.）以及平欧杂交榛(Corylus heterophylla×Corylus avellana)优良品种平顶黄（80-43）等3个品种的花粉为花粉源植物，辽榛4号（85-41）为生产用植株（接受花粉，其结实量大时,果实大小不整齐，结实率在70%～80%左右），榛和毛榛雄花序采自吉林省通化市白鸡腰国家级森林公园，平顶黄雄花序和辽榛4号来自辽宁省经济林研究所。3月中下旬剪取榛、毛榛和平顶黄3个品种带有密集雄花序的枝条（花粉囊打开前）在温度（15～18 ℃）条件下，水培促使雄花序进一步发育至花粉囊打开以便获得花粉。

1.2 榛树花粉液母液、喷施液的制备和使用方法

待水培的榛、毛榛和平顶黄枝条上的雄花开放时，将花粉振到含有适宜浓度的硼酸、蔗糖、二水氯化钙和聚乙二醇6000（PEG6000）的广口瓶中，每6 h取花粉1次，当榛、毛榛和平顶黄混合（1：1：2）花粉量达到需要量时，将混合花粉、硼酸、二水氯化钙、聚乙二醇6000和蔗糖均匀混合后用蒸馏水定容至1000 mL作为母液备用，pH5.8～6.5，置于冰箱内保存备用，温度控制在1～4 ℃。其中，聚乙二醇6000、硼酸、二水氯化钙、混合花粉和蔗糖的浓度范围可根据1.3中的实验浓度筛选获得的最佳浓度确定，结果在2.1中阐述。

使用时，取200 mL花粉母液，倾入500 mL的三角瓶中，将三角瓶用锡纸封口并置于恒温摇床上振荡培养（温度22 ℃，转数140 rpm）3～5 h以使花粉处于高活性状态后，再将200 mL稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，即可均匀喷施生产榛树的雌花进行授粉。每天喷施1次，喷施3次。15 d后可根据果实成果膨胀情况初步判断花粉液的效能。

1.3 花粉液在 “辽榛4号”杂交榛品种生产中的应用

    本发明试验的植株直接选择于“辽榛4号”种植园内，随机选择3亩已结果的榛地，割除配置的授粉树每亩留72株分为12组并将雄花序去除后进行试验，按照栽培技术要点（或如《中国果树》2008(6)：6-8”记载。或常规栽培技术要点）进行整形修剪、肥水管理、病虫害防治等管理。待雌花开放时，选择温度为（18±2 ℃）的无风晴天的上午9～11时喷施含有聚乙二醇6000、硼酸、二水氯化钙、榛和毛榛及平顶黄（1：1：2）混合花粉和蔗糖均匀混合后定容成花粉悬浮液。其中，聚乙二醇6000实验浓度范围为(25.0～36.0 g·L^-1)、硼酸实验浓度范围为(4.5～7.0 mg·L^-1)、二水氯化钙实验浓度范围为(7.5～13.0 mg·L^-1)、榛、毛榛和平顶黄（1：1：2）混合花粉实验浓度范围为(22.0～33.0 g·L^-1)和蔗糖55 g，用蒸馏水将以上成份定容至1000 mL作为母液备用，pH5.8～6.5，于1～4 ℃条件下避光保存，最好现配先用。为了快速筛选确定花粉喷施液中各成分的适宜浓度和提高结实率，采用均匀设计法设计试验，选用U₁₂(12⁴)均匀表，每个处理6株“辽榛4号”榛树，重复3次，筛选确定影响“辽榛4号”榛树结实的最佳聚乙二醇6000、硼酸、蔗糖、二水氯化钙和花粉浓度。结实率(%)=(结实数/总雌花数)×100%，结实以种仁饱满为准。

1.4 花粉液在杂交榛新品种选育中的应用

母液、使用液配置和喷施方法参考1.2和1.3中方法。花粉液应用在杂交育种时，花粉液中的花粉来源必须是单一榛树品种的花粉（父本），母本需要去净雄花序，与周围环境中的其它榛树品种完全隔离。杂交种子采收后需要人工处理后播种。待种子发芽后，观察植株特性和抗性，结果后再进行果实形状、经济指标等特性，从中选择优良性状品种快繁并进行区试栽培，进一步确定品种的遗传稳定性、植物学特性、果实性状、抗性、栽培模式和适应区域等。

2 聚乙二醇6000、硼酸、二水氯化钙和花粉浓度交叉配比对“辽榛4号”杂交榛结果的影响

表1  影响“辽榛4号”榛树结实的主要因素的U₁₂(12⁴)试验设计与结果

数据(表1)经分析处理后可得回归方程为Y=－15.9＋1.21X ₁＋5.13X ₂－3.73X ₃＋2.11X ₄，显著性水平α＝0.05，复相关系数R＝0.9988，剩余标准差S＝0.7300，检验值F _t ＝711.7﹥临界值F _(0.05,4,7)＝4.120，回归方程显著性。聚乙二醇6000、硼酸、蔗糖、二水氯化钙和花粉浓度均对“辽榛4号”杂交榛的结果影响显著。计算聚乙二醇6000、硼酸、二水氯化钙和花粉浓度对“辽榛4号”杂交榛结果的贡献值和贡献率可知，U ₁＝3.23，U ₁/U＝0.213%；U ₂＝3.59，U ₂/U＝0.237%；U ₃＝392，U ₃/U＝25.9%；U ₄＝411，U ₄/U＝27.1%，说明4个因素对“辽榛4号”杂交榛结果的贡献顺序为：花粉浓度>二水氯化钙>硼酸>聚乙二醇6000，又因聚乙二醇6000、硼酸和花粉浓度均与“辽榛4号”杂交榛结果率呈正相关，二水氯化钙浓度与“辽榛4号”杂交榛结果率呈负相关。推测聚乙二醇6000、硼酸和花粉浓度分别高于36.0 g·L^-1、7.0 mg·L^-1和33.0 g·L^-1，二水氯化钙浓度低于7.5 mg·L^-1时，“辽榛4号”杂交榛的结果率可能更高。为验证此推测，又以聚乙二醇6000浓度为36.0、37.0、38.0、39.0、40.0、41.0、42.0、43.0、44.0和45.0 g·L^-1，硼酸浓度为7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5和10.0 mg·L^-1，花粉浓度为33.0、34.0、35.0、36.0、37.0、38.0、39.0和40.0 g·L^-1，二水氯化钙浓度为7.5、7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0、3.5和3.0 mg·L^-1开展了10个水平的验证补充试验，重复3次。结果发现，聚乙二醇6000浓度为38.0～42.0 g·L^-1、硼酸浓度为7.0～8.5 mg·L^-1、二水氯化钙浓度为5.0～6.5 mg·L^-1和3种榛树混合花粉浓度高于38.0 g·L^-1时，“辽榛4号”杂交榛结果率最高，均达100%，均比表1所列12个处理的结果率高。

因此，根据1.1、1.2和1.3中方法，3月中下旬剪取榛、毛榛和平顶黄3个品种带有密集雄花序的枝条（花粉囊打开前）在温度（15～18 ℃）条件下进行水培，待雄花序花粉囊打开时，将高于38.0 g的混合花粉（榛：毛榛：平顶黄=1：1：2）振到含有7.0～8.5 mg硼酸、55 g蔗糖、5.0～6.5 mg二水氯化钙和38.0～42.0 g聚乙二醇6000（PEG6000）的广口瓶中，均匀混合后用蒸馏水定容至1000 mL作为母液备用。

花粉液应用于榛子生产时，取200 mL花粉母液，倾入500 mL的三角瓶中，将三角瓶用锡纸封口并置于恒温摇床上振荡培养（温度22 ℃，转数140 rpm）3～5 h以使花粉处于高活性状态后，再将200 mL稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉，每天喷施1次，喷施3次，结果率可达100%。

花粉液应用于榛树杂交育种时，母液、使用液配置和喷施方法参考1.2和1.3中方法，花粉液中的花粉来源必须是单一榛树品种的花粉（父本），母本需要去净雄花序，与周围环境中的其它榛树品种完全隔离后喷施该方法配置的花粉液。结果后收集杂交种子进行人工处理后播种。待种子发芽后，观察植株特性和抗性，结果后再进行果实形状、经济指标等特性，从中选择优良性状品种快繁并进行区试栽培，进一步确定品种的遗传稳定性、植物学特性、果实性状、抗性、栽培模式和适应区域等。

Claims (5)

1.一种适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液，其特征在于由以下重量克数原料组成：花粉或混合花粉38.0－40.0 g，硼酸7.0－8.5 mg，二水氯化钙5.0－6.5 mg，聚乙二醇6000  38.0－42.0 g，蔗糖55 g ，均匀混合后用蒸馏水定容至1000 mL作为花粉母液备用；所述的花粉是榛花粉、毛榛花粉、平顶黄花粉或作为父本的任一种榛花粉；所述的混合花粉为野生种榛花粉：毛榛花粉：平顶黄花粉=1：1：2。

2.一种使用权利要求1所述适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液的制备方法，其特征在于花粉母液应用于榛子生产时，取混合花粉母液200 mL，振荡培养，稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉；花粉母液应用于杂交榛子品种培育时，花粉液中为单一父本花粉。

3.按照权利要求2所述的适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液的制备方法，其特征在于花粉母液应用于榛子生产时，取200 mL混合花粉母液，倾入500 mL的三角瓶中，将三角瓶用锡纸封口并置于恒温摇床上振荡培养，温度22 ℃，转数140 rpm，3～5 h以使花粉处于高活性状态后，再将200 mL稀释至2000 mL，调节pH至5.8～6.5，均匀喷施生产榛树的雌花即可达完成授粉，每天喷施1次，喷施3次；用于杂交榛子品种培育时，花粉液中为单一父本花粉。

4.按照权利要求3所述的适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液的制备方法，其特征在于母本榛树为辽榛4号或由选育目的而定。

5.按照权利要求1所述的适于榛树果实丰产和杂交榛品种培育授粉的花粉液，其特征在于花粉或混合花粉40.0 g，硼酸8.5 mg，二水氯化钙6.0 mg，聚乙二醇6000  39.0 g。