CN105265304B - 一种板栗杂交授粉方法 - Google Patents

Abstract

本发明属果树育种技术领域，公开了一种高效板栗杂交授粉方法，包括如下步骤：1)去雄套袋；2)花粉采集和贮藏；3)授粉；4)挂牌标记；5)拆袋；6)采果。本发明具有以下优点：1)板栗母本植株上坐苞率高，采用降低袋中温湿度剧变的处理，来减少雌花灼花脱落率，提高坐苞率；2)板栗母本植株上刺苞内坚果数量多，采用①仅选择父本植株雄花枝上雄花序为花粉采集对象、②上午10:00‑11:00时间段采集雄花序，此特定时间和部位来源的花粉，能提高授到雌花柱头上的花粉发芽率、③对母本植株雌花进行二次授粉来增加柱头上花粉着生数量，以此3个综合措施提高母本植株雌花授粉受精成功率，达到板栗刺苞内坚果数量多的效果。

Description

一种板栗杂交授粉方法

技术领域

本发明属于果树育种技术领域，具体涉及一种高效的板栗杂交授粉方法。

背景技术

板栗(Castanea mollissima Blume)为壳斗科(Fagaceae)栗属(CasatnaeMiller)植物，是原产中国并驯化栽培最早的古老果树之一。板栗产业是中国山区农民脱贫致富的支柱型产业之一，而板栗品种是板栗产业链条中最基本也是最活跃的元素。目前，生产中的板栗品种大多为实生品种，其品质、产量良莠不齐，且优良的经济性状较为单一^[1,3]。未来的板栗品种将是目前几个甚至十几个品种(种质)优良性状的集成，而实现这一目标最有效、最直接的方法就是对板栗进行杂交育种。

通过不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成品种的方法，称为杂交育种，该方法是国内外广泛应用并卓有成效的一种育种方法。杂交可以使生物的遗传物质从一个群体转移到另一群体，是增加生物变异性的一个重要方法，不同类型的亲本进行杂交可以获得性状的重新组合，杂交后代中可能出现双亲优良性状的组合，甚至出现超亲代的优良性状。具体到板栗上，即选用两个不同的品种做亲本，将父本品种的花粉授到母本品种的雌花柱头上，使之受精结实，得到杂交种子，再把杂交种子培育成苗，在杂交苗众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的板栗新品种。

正确选配杂交亲本并予以科学杂交技术是杂交育种成败的关键。目前，传统板栗杂交授粉方法技术步骤简单^[1-3]，未解决套袋后袋中高温对雌花造成的“灼花”影响(灼花：气温过高对板栗雌花造成生理性伤害，引起雌花变黄、枯萎，继而脱落的现象)，且未对花粉采集、雌花授粉等关键步骤的操作时间、部位进行细化明确，致使在实际操作过程中出现雌花授粉后易灼、坐苞率低，刺苞内坚果数量少(结实率低)的状况。

[1]张宇和，王福堂，高新一，赵永孝编著.板栗.中国林业出版社，1989，(1).

[2]刘云乔.板栗杂交育种技术.林业科技通讯，1997，(5)：38-39.

[3]郭素娟，吕文君，邹锋，谢鹏，李广会，熊欢.迁西板栗主栽品种授粉组合的优化.江西农业大学学报，2013，35(3):437－443.

发明内容

为了克服传统板栗杂交授粉方法雌花授粉后易灼、坐苞率低，刺苞内坚果数量少(结实率低)的弊端，本发明旨在提供一种高效板栗杂交授粉方法，该方法不仅能显著提高母本植株授粉后雌花的坐苞率，还能极显著提高刺苞内坚果数量(结实率)，获得相对较多杂交种子。

实现本发明目的的技术方案为：

一种板栗杂交授粉方法，包括如下步骤：

1)去雄套袋

板栗母本植株雌花柱头出现前，选择树冠外围混合花枝，将其上雄花序全部去除，用果袋将雌花和叶片一同套入袋中，把果袋口封闭严紧；

2)花粉采集和贮藏

在父本植株雄花盛花期，采集雄花枝上雄花序，把采集下来的雄花序摊开，置于阴凉干燥处晾干。待雄花序晾干后，双手轻搓雄花序，再把雄花序上的花粉和花药轻轻抖落下来，最后用花粉筛筛去花瓣、花药和花丝，留下的花粉置于干燥器中备用。

所述花粉筛优选孔径为0.20mm。

3)授粉

母本植株雌花的花柱头分叉达到35°—45°时为第一次授粉时期，选择上午授粉，授粉时去掉订书针，打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次；

第一次授粉后第2-4天，为第二次授粉时期。同样选择上午授粉，授粉时打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次。授粉完成后封闭果袋口；

4)挂牌标记

每一杂交的混合花枝上挂一个编写有号码的标牌，标牌上写明杂交组合、授粉日期、袋内雌花数等杂交授粉信息；

5)拆袋

授粉后20—30天拆袋；

6)采果

待母本植株上的刺苞自然开裂时，把整株树上所有挂有标牌的混合花枝(果枝)上的刺苞打落地下，人工去除苞皮，把苞内坚果(种子)收集起来。

其中，步骤1)所述用果袋的材质为木浆纸；规格：14.5-15cm×18.5-19cm。用果袋将雌花雌花着生节位的叶片一同套入袋中。

其中，步骤2)所述父本植株盛花期采集花粉，为父本植株盛花期采集花粉，且仅选择雄花枝上雄花序为花粉采集对象。

优选地，步骤2)所述上午采集雄花枝上雄花序，为上午10:00-11:00时间段采集雄花枝上雄花序。

进一步地，所述步骤3)中，母本植株75％的雌花的花柱头分叉达到35°—45°时为第一次授粉时期。

进一步优选地，步骤3)所述上午授粉，为上午8:30—9:30时间段授粉。

优选地，步骤3)所述第一次授粉后第3天进行第二次授粉(第一次授粉当天为授粉后0天)。

进一步地，步骤5)所述授粉后20—30天拆袋，以授粉后的雌花柱头反卷，并开始变黄枯萎时为拆袋标准。

进一步地，所述步骤6)中，待母本植株上75％的刺苞自然开裂时采果。

本发明所述的高效板栗杂交授粉方法在板栗杂交育种中的应用。

本发明的有益效果在于：

(一)板栗母本植株上坐苞率高

传统板栗杂交授粉方法去雄套袋时，是将混合花枝上雌花及雌花先端叶片一起套进袋中，这样一个果袋中除雌花外还有3-5片叶片，叶片光合、蒸腾作用所产生的热量、水分绝对量大，如不能及时透过纸袋散发出去，会致使袋内小环境剧烈改变(温度剧高、湿度剧大)，继而袋中雌花出现灼花脱落现象，导致坐苞率低。本发明方法是用果袋仅将果枝上雌花和雌花着生同节位上的叶片一同套入袋中，这样袋内叶片光合、蒸腾作用所产生的热量、水分等物质绝对量小，能及时透过纸袋散发出去，不易出现袋内小环境(温度、湿度)剧烈改变继而发生的雌花灼花脱落现象，因此，本发明方法可显著降低母本植株授粉后的雌花灼花脱落比率，提高坐苞率。

(二)板栗母本植株上刺苞内坚果数量多(结实率高)

采用传统板栗杂交授粉方法授粉后的母本植株，大部分刺苞内含坚果1-2粒，含坚果3粒的刺苞比率少，苞内平均坚果数量低，最后获得杂交种子数量少，实施结果差。本发明板栗杂交授粉方法，首先仅选择父本植株雄花枝上雄花序为花粉采集对象(试验证明：雄花枝上花粉发芽率是混合花枝上花粉的7～9倍)，且于上午10:00-11:00时间段采集，以此特定时间和部位来源的花粉给母本植株雌花授粉，能提高授到雌花柱头上的花粉发芽率，并且进行二次授粉来增加雌花柱头上花粉着生数量，以此3个综合措施来提高母本植株雌花授粉受精成功率，达到刺苞内坚果数量多(结实率高)的目的。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。

实施例及对比例中所用果袋、毛笔、订书针、报纸、干燥器等材料均可市购。

对比例1

对比例1选配燕山早丰(♀)×燕光(♂)、燕晶(♀)×燕山早丰(♂)和燕光(♀)×燕山短枝(♂)3个杂交组合(燕山早丰、燕光、燕晶、燕山短枝均为河北省主栽板栗品种)，试验材料位于河北省昌黎果树研究所板栗育种基地，以下述方法进行板栗杂交授粉操作：

1)去雄套袋

分别于板栗母株‘燕山早丰’、‘燕晶’、‘燕光’雌花柱头出现前，选择树冠外围混合花枝，将其上雄花序全部去除，用果袋(材质：木浆纸；规格：22cm×32cm)将雌花及先端的叶片一同套入袋中，用订书针把果袋口封闭严紧。

2)花粉采集和贮藏

分别于父本植株‘燕光’、‘燕山早丰’和‘燕山短枝’雄花盛花期采集花粉，选择混合花枝上雄花序为花粉采集对象，采集时间8:00-9:00点。把采集下来的雄花序摊在干净的报纸上，置于阴凉干燥处晾干。待雄花序晾干后，双手轻搓雄花序，再把雄花序上的花粉和花药轻轻抖落下来，最后用花粉筛(孔径0.20mm)筛去花瓣、花药和花丝，留下的花粉置于干燥器中备用。

3)授粉

分别于母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’、‘燕光’75％雌花中花柱头分叉达到35°—45°时授粉。授粉时间8：30-9：30，授粉时去掉订书针，打开果袋口，用毛笔蘸上‘燕光’的花粉在母株‘燕山早丰’雌花柱头上反复涂抹3-5次，动作轻而快。授粉完成后立即用订书针封闭果袋口。

4)挂牌标记

母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’的每一杂交过的混合花枝上挂一个编写有号码的标牌。标牌上写明杂交组合、授粉日期、袋内雌花数等杂交授粉信息。

5)拆袋

母本植株‘燕山早丰’授粉后第21天拆袋，母本植株‘燕晶’授粉后第25天拆袋，母本植株‘燕光’授粉后第26天拆袋，此时3个母本植株的雌花柱头反卷并开始变黄枯萎。

6)采果

待母本‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’植株上75％的刺苞自然开裂时，把整株树上所有挂有标牌的混合花枝(果枝)上的刺苞打落地下，人工去除苞皮，把苞内坚果(种子)收集起来。

7)杂交授粉效果调查

花粉发芽率检测：技术步骤3)授粉操作前进行，用针尖挑少许父本花粉洒落在涂有10％蔗糖溶液的载玻片上，然后将载玻片放置于垫有湿滤纸的培养皿中，置于25℃的恒温箱中24小时，之后取出用解剖镜镜检，每片取3个视野，统计其发芽率，

花粉发芽率＝发芽花粉数/花粉总数×100％ (1)

坐苞率检测：技术步骤6)采果操作前进行，随机选择3株授粉母本植株，调查全株上授粉混合花枝上现存刺苞数量，统计标牌上原有雌花数量，

坐苞率＝现存刺苞数量/原有雌花数量×100％ (2)

刺苞内含坚果数量检测：技术步骤6)采果操作后进行，随机选择3株授粉母本植株，调查全株授粉混合花枝上苞内含3粒坚果(种子)的刺苞数量、苞内含2粒坚果(种子)刺苞数量、苞内含1粒坚果(种子)刺苞数量，统计全树授粉混合花枝上刺苞数量，计算苞内含不同坚果数量的刺苞率，

苞内含不同坚果数量的刺苞率＝各苞内含不同坚果数量的刺苞数/刺苞总数×100％ (3)

对比例1的方法和本发明的方法主要区别有3点：

1)去雄套袋步骤中将混合花枝上雌花及先端叶片一起套入果袋中；

2)用于杂交的花粉来源于父本植株混合花枝上的雄花序；

3)雌花人工授粉时仅授粉1次；

由表2可见，3个板栗品种混合花枝上的花粉发芽率介于2.08～3.05％之间，虽3个品种间花粉发芽率不尽相同，但均较低。

由表2可见，对比例1的实施结果中板栗母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’的坐苞率介于52.31～60.9％之间，而苞内含1粒坚果刺苞数量多，苞内含2粒和3粒坚果刺苞数量少，苞内平均含坚果数不足2.0粒/刺苞。总体来看，不同板栗品种杂交授粉后坐苞率和苞内含坚果数量较少，实施结果不理想。

实验例：板栗花粉采集时间对其发芽率的影响

一天中不同时间段(具体见表3)，采用本发明步骤2)分别采集燕山早丰和燕光2个品种2种类型花枝(雄花枝、混合花枝)上花粉。之后用针尖挑少许父本花粉洒落在涂有10％蔗糖溶液的载玻片上，然后将载玻片放置于垫有湿滤纸的培养皿中，置于25℃的恒温箱中24小时，之后取出用解剖镜镜检，每片取3个视野，统计其发芽率，

花粉发芽率＝发芽花粉数/花粉总数×100％ (4)

结果见表1。

表1.板栗花粉采集时间对其发芽率的影响

由表1可见，不论板栗雄花枝还是混合花枝上的花粉，10:00-11:00时间段采集的花粉发芽率均最高。

实施例1：

实施例1选配燕山早丰(♀)×燕光(♂)、燕晶(♀)×燕山早丰(♂)和燕光(♀)×燕山短枝(♂)3个杂交组合(燕山早丰、燕光、燕晶、燕山短枝均为河北省主栽板栗品种)，试验材料位于河北省昌黎果树研究所板栗育种基地，以本发明方法进行板栗杂交授粉操作，具体步骤如下：

1)去雄套袋

分别于板栗母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’雌花柱头出现前，选择树冠外围混合花枝，将其上雄花序全部去除，用果袋(材质：木浆纸；规格：14.5-15cm×18.5-19cm)仅将混合花枝上雌花和雌花着生节位的叶片一同套入袋中，用订书针把果袋口封闭严紧。

2)花粉采集和贮藏

分别于板栗父本植株‘燕光’、‘燕山早丰’、‘燕山短枝’雄花盛花期采集花粉，且选择雄花枝上雄花序为花粉采集对象。上午10:00-11:00时间段采集雄花枝上雄花序，把采集下来的雄花序摊在干净的报纸上，置于阴凉干燥处晾干。待雄花序晾干后，双手轻搓雄花序，再把雄花序上的花粉和花药轻轻抖落下来，最后用花粉筛(孔径0.20mm)筛去花瓣、花药和花丝，留下的花粉置于干燥器中备用。

3)授粉

分别于板栗母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’75％雌花中花柱头分叉达到35°—45°时第一次授粉。选择上午8:30—9:30时间段授粉，授粉时去掉订书针，打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次，动作要轻而快。授粉完成后立即再次用订书针封闭果袋口。

第一次授粉后第3天(第一次授粉为0天)，进行第二次授粉。同样选择上午8:30—9:30时间段授粉，授粉时再次去掉订书针，打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次。授粉完成后再次用订书针封闭果袋口。

4)挂牌标记

分别于板栗母本‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’植株上每一杂交的混合花枝上挂一个编写有号码的标牌。标牌上写明杂交组合、授粉日期、袋内雌花数等杂交授粉信息。

5)拆袋

母本植株‘燕山早丰’授粉后第21天拆袋，母本植株‘燕晶’授粉后第25天拆袋，母本植株‘燕光’授粉后第26天拆袋，此时3个母本植株的雌花柱头反卷并开始变黄枯萎。

6)采果

待母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’、‘燕光’上75％的刺苞自然开裂时，把整株树上所有挂有标牌的混合花枝(果枝)上的刺苞打落地下，人工去除苞皮，把苞内坚果(种子)收集起来。

7)杂交授粉效果调查

花粉发芽率检测：技术步骤3)授粉操作前进行，用针尖挑少许父本花粉洒落在涂有10％蔗糖溶液的载玻片上，然后将载玻片放置于垫有湿滤纸的培养皿中，置于25℃的恒温箱中24小时，之后取出用解剖镜镜检，每片取3个视野，统计其发芽率。

坐苞率检测：技术步骤6)采果操作前进行，随机选择3株授粉母本植株，调查全株上授粉混合花枝上现存刺苞数量，统计标牌上原有雌花数量。

刺苞内含坚果数量检测：技术步骤6)采果操作后进行，随机选择3株授粉母本植株，调查全株授粉混合花枝上苞内含3粒坚果(种子)的刺苞数量、苞内含2粒坚果(种子)刺苞数量、苞内含1粒坚果(种子)刺苞数量，统计全树授粉混合花枝上刺苞数量，计算苞内含不同坚果数量的刺苞率。

8)实施结果

表2 板栗花粉发芽率与其来源花枝类型关系

注：采用Tukey法检验差异。小写字母代表5％显著水平；大写字母代表1％极显著水平。

表3 不同板栗杂交授粉技术对坐苞率与苞内坚果数量的影响

注：采用Tukey法检验差异。小写字母代表5％显著水平；大写字母代表1％极显著水平。

花粉发芽率的高低直接决定杂交工作的成败，获得高发芽率的花粉是杂交工作取得良好实施结果的保证。由表2可见，‘燕光’、‘燕山早丰’和‘燕山短枝’这3个板栗品种雄花枝的花粉发芽率均极显著高于其混合花枝的花粉发芽率，并达到7～9倍水平，说明不同板栗品种雄花枝上花粉发芽率均高于其混合花枝上花粉发芽率，并且这一现象稳定存在。

由表3可见，采用本发明板栗杂交授粉方法后，板栗母本植株‘燕山早丰’、‘燕晶’和‘燕光’的坐苞率均达到70％以上，比对比例1有了极显著提高，并且3个品种间苞内含1粒坚果的刺苞比率极显著降低，而苞内含2粒坚果的刺苞比率和苞内含3粒坚果的刺苞比率极显著增加，各品种苞内坚果数均极显著高与对比例1，即获得的杂交种子数量比对比例1明显多，取得了良好的杂交授粉结果。

3个板栗品种采用本发明方法后，均表现出了坐苞率高，刺苞内含坚果数量多的效果，说明此发明方法在不同板栗品种上应用，均能取得较高坐苞率和刺苞内坚果数量多(结实率高)的效果，且稳定性强，并不受板栗品种间差异的影响。

目前生产上没有技术步骤规范、标准一致的板栗杂交授粉方法，因此本发明的方法具有推广应用价值。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及实例，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对本方法的判别模型作出一定的补充和优化。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种板栗杂交授粉方法，包括如下步骤：

1)去雄套袋

板栗母本植株雌花柱头出现前，选择树冠外围混合花枝，将其上雄花序全部去除，用果袋将雌花和雌花着生节位的叶片一同套入袋中，把果袋口封闭严紧；果袋的材质为木浆纸；规格为14.5-15cm×18.5-19cm；

2)花粉采集和贮藏

在父本植株雄花盛花期，在上午10:00-11:00时间段采集雄花枝上雄花序，把采集下来的雄花序摊开，置于阴凉干燥处晾干，待雄花序晾干后，双手轻搓雄花序，再把雄花序上的花粉和花药轻轻抖落下来，最后用花粉筛筛去花瓣、花药和花丝，留下的花粉置于干燥器中备用；

3)授粉

母本植株雌花的花柱头分叉达到35°—45°时为第一次授粉时期，授粉时去掉订书针，打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次，授粉完成后再次封闭果袋口；

第一次授粉后第3天进行第二次授粉，授粉时打开果袋口，用毛笔蘸上父本花粉在母株雌花柱头上反复涂抹3-5次，授粉完成后再次用订书针封闭果袋口；

其中，在上午8:30—9:30时间段授粉；

4)挂牌标记

每一杂交的混合花枝上挂一个编写有号码的标牌，标牌上写明杂交组合、授粉日期、袋内雌花数等杂交授粉信息；

5)拆袋

授粉后20—30天拆袋，以授粉后的雌花柱头反卷，并开始变黄枯萎时为拆袋标准；

6)采果

待母本植株上75％的刺苞自然开裂时采果，把整株树上所有挂有标牌的混合花枝(果枝)上的刺苞打落地下，人工去除苞皮，把苞内坚果(种子)收集起来。

2.根据权利要求1所述的板栗杂交授粉方法，其特征在于，所述步骤3)中，母本植株75％的雌花的花柱头分叉达到35°—45°时为第一次授粉时期。