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自花授粉

指一株植物的花粉,对同一个体的雌蕊进行授粉的现象。在两性花的植物中,又可分为同一花的雄蕊与雌蕊间进行受粉的同花受粉(菜豆属)和在一个花序(个体)中不同花间进行受粉的邻花受粉(gei-tonogany),以及同株不同花间进行受粉的同株异花受粉。被子植物大多为异花受粉,少数为自花授粉。高粱就是自花授粉为主。

自花授粉有两种含义,对于有性繁殖植物,是指雌蕊接受同一花朵的花粉;对于营养繁殖的果树等作物,是指同一品种(基因型)内的相互授粉。在自然条件下,以自花授粉为主的植物就叫自花授粉作物,又叫自交植物。自花授粉作物必然是兼有雄蕊和雌蕊的完全花;而且雄雌基本上同时成熟;不存在自交不亲和等特点;在花器结构上具有某些特点使自花授粉在整个传粉过程中占主导地位,其自然杂交率一般在5-以下。大体上可以分为花粉隔离型和花药包围型。

有些是整个花冠形成一个隔离空间,使外部花粉不能接触花柱,如小麦、燕麦、冰草等;有些是部分花冠如豌豆、豇豆等豆类蔬菜由两片龙骨瓣合生形成一个隔离空间,不仅使外部花粉难以进入,而且可以使花粉受到保护不易受昆虫吞食和雨水淋湿。

指花柱受到裂药雄蕊群的包围,如番茄等由若干枚雄蕊合生的花药筒紧紧地围裹在中间,在授粉受精前难以接触外来花粉。

自花授粉作物群体是由许多遗传组成纯和的个体组成,即使个别植株或个别花朵偶然发生天然杂交,也会因连续几代的自花授粉,而使其后代的遗传组成很快趋于纯和。而且自花授粉作物具有自交不退化或退化缓慢地特点,自花授粉方式是在长期的自然选择作用下产生和保留下来的,具有对物种的生存和繁衍有利的特性。

不同科、属的自花授粉植物的有性杂交技术也是不尽相同的,但是,目前在育种上人工去雄杂交还是一个重要手段。为了提高杂交的结实率,应注意掌握和改进杂交技术,本实验以番茄的杂交技术为例来说明自花授粉作物的有性杂交技术。

1.试材:供杂交用的亲本材料为番茄,同时也可根据实验安排,准备小麦、葡萄、大豆、芸豆、豇豆等。

2.用具:镊子、授粉器、放大镜、指形管(或小玻璃瓶)、干燥器、培养皿、剪刀、75-酒精棉球、纸袋、纸牌、铅笔等。

(一)选择亲本并套袋

1.株选:作杂交亲本的种株,无论是父本还是母本,都应具有该品种的典型性,生长健壮,无病虫危害,选好后进行统一编号并套袋,以防昆虫等传递非目的性花粉。

2.蕾选(小麦是穗选):番茄品种多样,有无限生长与有限生长之分,而无限生长型在整枝上多留单杆;有限生长型的则留2~4杆;这样选择的花序也有所不同:有限生长最好选2~3穗上的花蕾,每花序选留2~3个,而无限生长型,则选2~4穗上的花蕾,每穗留2~4个花蕾,其余的及已开放的,全部去除。

(二)人工去雄

番茄是雌雄同花,其正常的花药通常联合成一个筒状,其花粉的散裂方式是由花药先端向内纵裂,散出的花粉触及柱头而自交授粉,因此杂交去雄时必须于蕾期进行。去雄时的花蕾应选择:花冠微露、色泽为绿中泛黄。去雄的最佳方法是:先用左手的大拇指和食指夹住花柄基部,然后用右手持镊子伸到花药筒的基部,夹住后轻轻上提,技术熟练时,可一次将花药筒全部取出(小麦是在发育时期以全穗抽出,穗基部距旗叶叶耳半寸左右,穗中部花药呈绿带微黄为宜。选好穗,然后要整穗:用剪刀将穗两端发育较差的小穗剪掉,只留中部10~12个小穗,每一个小穗只保留基部两朵小花。葡萄、豆类多为闭花自交,被认为是最严格的自花授粉植物,要选择花冠由绿转淡绿,第二天要开放的花蕾为好)。注意一定要把花药去除干净,并且注意不要损伤柱头。操作完成后,挂上纸牌、填好品种名称、株号、去雄日期及操作人等,然后套上纸袋。

(三)花粉采集与贮备

通常于晴天早晨露干后,在选定的父本植物上选取当天盛开的花,用镊子将花药筒取出,放入干燥器内干燥,2~4h后,将花药取出放在培养皿中,压碎后将花粉过筛装入指形管中备用。一般花粉在干燥、冷凉、黑暗的条件下保存寿命较长。用电动采粉器取粉时,一定要在天气晴朗时进行,以防因花器潮湿不利取粉。如果父本的花期晚,则需要进行催花,即将花枝采回室内插瓶,在温暖的条件下提前开花,然后取其花粉备用。

(四)授粉

通常在去雄的1~3d内,选择晴朗无风、早晨露干时进行授粉结实率最高。授粉时,动作要轻,用授粉器沾取少量花粉轻擦柱头即可,如果一株上有几个花序留蕾杂交时,可按从下而上的自然位置循序授粉,以防遗漏,为提高结实率,有可能也可重复授粉一次,可由上而下进行。操作完毕,在挂好的标牌上,填好父本名称及授粉次数、具体时间等,然后套好纸袋。在授粉后的8~10d检查结实情况,并按下表填写有关事项。

注意:所有杂交工作一定注意操作用具的消毒及杀死遗留花粉,即每换一个杂交组合,均要消毒杂粉一次,避免混交。

(五)授粉后的管理

杂交后的最初几天要检查纸袋,如脱落、破碎则可能发生了意外的杂交,这些杂交花就无效了,应重新补做杂交。一周左右,花瓣开始凋谢,幼果渐渐长大时,就可以除去纸袋。以便幼果得到充分发育,同时要防止风、鸟以及 病虫的危害。果实达到生理成熟后及时采收,检查结实率。

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