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二、育种

由于人类的干预,花卉种类不断丰富,品种数量不断增加,其中引种和育种工作做出了巨大贡献。就花卉而言,优良的观赏性状是育种工作的首要目标,花卉的株型、枝叶姿态、颜色、花型、花色以及香味等都是人们关心的焦点。当然,还应考虑植株的健康状况和对不良环境(寒冷、炎热、栽培基质和病虫害等)的抗性,能与环境相适应,方能培育成新的品种。

(一)选择育种

(1)株选(或穗选) 株选是以自花授粉或常异花授粉花卉为对象,从中选择优良的单株(种穗或种子)进行繁殖,即在原有品种性状的基础上,选育出新的优良品种(品系、株系)。这种方法具有省时、省地、见效快等优点,是一种行之有效的好方法。即使是自花授粉植物,通过长期栽培,由于自然异交或遗传基因及其他具有遗传特性的细胞器突变等均可产生变异。对这些能够遗传的变异,都可通过有目的的选择,使变异产生的性状得以稳定和加强。需要注意的是,选择应在栽培环境均匀一致的条件下进行,以防止环境效应的干扰。一般单株选育程序如下:

(2)芽变选育 芽变是花卉产生变异的形式之一,它是由遗传物质发生改变所致。这一类变异可以用营养繁殖的方法给以保持和固定,使其营养繁殖的子代具有相同的特征和特性。当然,也要排除由环境效应而引起的芽变类型,因为由环境效应引起的芽变是不能遗传的。一般芽变选育的程序如下:

(二)杂交育种

杂交是育种工作的基本方法之一。即把不同遗传类型的花卉进行交配或结合,使优良性状结合于杂交个体中,通过培育、选择和繁殖,比较和鉴定,创造出新品种。这是较为原始的育种方法,但也是当前应用最普遍的方法。杂交能否成功,与亲本间亲缘关系的远近有关。亲缘关系较近的种内不同品种间的杂交容易成功;同属的种间杂交或不同属的种间杂交则不易成功,后者较前者难度更大。

(1)亲本的选择 杂交亲本性状与子代(杂种)性状直接相关,为此,对杂交亲本性状进行细致的调查研究是极为重要的。首先,至少杂交亲本的性状之一应符合育种目标的要求,亲本间的优良性状能相互补充,这些目标性状最好为显性性状,而且遗传力强;其次,应以能适应当地生态环境的优良品种作为亲本之一,在此基础上,使优良性状进一步增加或增强,克服或去除不良性状;第三,应注意选用不同生态型、地理分布较远的种或品种为亲本,以利于培育对环境适应能力更强的新品种。

(2)杂交方式 为了能使亲本的优良性状在子代中得到表现,从而培育出更为优良的新品种,可根据亲本的不同特点,采用以下杂交方式。

①单交。一个母本与一个父本杂交。此法简便易行,经常采用,效果较好。

②复交。为了获取多个亲本的优点而采用的一种杂交方法。可将两个亲本杂交的子代,再与第三个亲本杂交;也可将两个亲本杂交的子代与另两个亲本杂交的子代再行杂交等。复交要进行两次以上的杂交,基因重组的类型比较复杂,子代可选择群体的规模较大,有可能获得更为优异的品种。

③回交。指杂种子代与亲本再行杂交的方法。这种方法可使杂种的某一(某些)性状得到加强,或克服某一(某些)不良性状。为了达到预期目的,回交可进行1次乃至多次。

(3)杂交方法 先要了解亲本开花授粉习性,对花期不遇的亲本要考虑调节它们的花期,或提前采集、贮藏花粉;杂交授粉之前,应对花粉的生活力进行检验,要确认花粉具有萌发能力;然后选择生长健壮且处于容易保护的植株做母本,并选择植株中、上部向阳者花朵为好。根据情况每株(花序)可选1~3朵花朵,多余者摘除,以保障杂交成功后种子生长发育所需的营养物质的供应。具体杂交程序如下。

①去雄。母本若为两性花,要提前在蕾期用镊子将花药摘除,去雄必须彻底,然后立即套以硫酸纸袋;若为单性花,也应提前套袋隔离。

②采集花粉。欲采集花粉的花朵,开花前套袋隔离,采集的花粉(花药)不能立即用于授粉时,可阴干后,贮藏于2~5℃冰箱的干燥器中。

③授粉。当柱头分泌黏液发亮时,表明雌蕊已可接受授粉,可用毛笔或棉球将花粉涂在柱头上,也可用镊子取散粉的花药,直接将花粉涂在柱头上,为确保杂交成功,可连续授粉2~3次。每次授粉完毕,应立即套上纸袋,并标明亲本名称、授粉日期等。未授粉前,发现去雄不彻底的花朵,应舍弃不用。

④杂交后的管理。授粉后柱头枯萎,表示已经受精,可将纸袋去掉,置附近枝叶处,以便查找和观察,果实成熟后要及时采收。

⑤克服杂交不结实的方法。一般采用试管授精、异体蛋白诱导花粉萌发、蕾期授粉、延期授粉、切割柱头等方法,可获得一定的效果;当授粉后,发现有胚中途败育等情况时,可用离体胚培养的方法,在试管中获得杂种苗。

此外,有些优良种的花卉经天然授粉得到的种子,常可获得更为优秀的新品种,如牡丹,梅花、菊花、桃花等。

(4)杂种后代的选育 从种子、幼苗开始,对所表现出的各种性状,均应进行详细的观察记载,并与亲本进行对比。通常,根据杂种一代(F 1 )的表现,可选出优良的杂交组合;而杂种的分离世代为杂种二代(F 2 ),远缘杂交的分离世代可延续至F 5 ~F 6 ,分离世代是选育优良品种的关键世代。由于育种目标的差异,选择的重点要突出。选出的优良单株要分别种植,不同世代给予不同编号,以示区别,并便于索本求源。杂交育种的简要程序如下。

由于育种工作需要时间较长,短期内不易见效,为了缩短育种年限和节省能源,利用我国地域广阔的优势,可采用“北育南繁”的方法,即冬季可到我国南方如海南省进行加代繁育;也可利用单倍体育种的方法,培养花粉粒成苗,减少分离世代,使杂种很快纯化。

(三)杂种优势的利用

由于正确选择亲本,杂交后获得性状一致的F 1 ,具有巨大的生产能力和超越双亲及当地优良品种的观赏价值,这就是杂种优势。有些温室花卉,如蒲包花、四季秋海棠、矮牵牛等,已将杂种优势用于花卉生产,市场上有大量杂种一代(F 1 )种子出售。为了比较容易地获得杂种优势,应做到以下几点。

第一,正确选择杂交组合,因为杂种优势的大小,与杂交的亲本组合直接相关。

第二,为了获得性状一致的F 1 群体,杂交的双亲要具有高度的纯合性。

第三,为了容易地获得大量的F 1 种子,必须简化杂交技术,如采用选育雄性不孕系、化学杀雄的制种技术等。

杂种优势的利用具有广泛的前景,尤其在一二年生草本花卉生产上,将会发挥更大的作用。

(四)诱变育种

利用物理和化学方法,诱导花卉发生变异,从中选择优良植株培育成新品种,称之诱变育种。这些物理和化学因素主要包括:γ射线,x射线、β射线、激光和甲基磺酸乙酯(CH 3 SO 2 OC 2 H 5 ,简称EMS)、乙烯亚胺[NH(CH 2 2 ,简称EI]等。诱发的突变率虽然比自然界发生的要高很多,但是,其变异方向较难控制。多以种子为处理对象,也可选用球根、幼芽、枝条等。花卉的种类不同其耐受能力不同,适宜的剂量、浓度、处理的时间等,可通过实验探索。

(五)多倍体育种

在自然界,多倍体花卉普遍存在,它们具有株高、花大、色艳、叶大而厚等特征。在育种工作中,为了获得多倍体植株,通常采用浓度为0.2%~0.4%的秋水仙素处理种子、幼苗、幼根或茎的生长点,以抑制处于有丝分裂时期的细胞纺锤丝的形成,使染色体不能移向两极而滞留在细胞中央,因而形成多倍体细胞。染色体倍数低、染色体数量少的品种进行多倍体育种较易成功。经过处理的植株,可用观察根尖、茎尖或花粉母细胞染色体数量的方法,鉴定染色体是否已经加倍,也可根据形态上的变化,如气孔的大小(与2倍体对比)等做出判断。 IrHGuqIj7rfXxMj9j/fU2JGJP7xF+Ev2v9ooNuHlO6liCZIaNoojMC18ilMEGJj6

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