肇東苜蓿與三種國外引進(jìn)苜蓿品種間雜交的初步研究

1、肇東苜蓿與三種國外引進(jìn)苜蓿品種間雜交的初步研究 紫花苜蓿（Medicago sativaL-）是世界上分布范圍最廣的豆科牧草，也是我國種植面積最大的人工牧草口。黑龍江省地處高寒地區(qū)，種植紫花苜蓿既要考慮當(dāng)年的產(chǎn)草量，又要兼顧苜蓿品種能否安全越冬，因此在選育品種和引種馴化過程中，品種的抗寒性是考慮的重要因素之一2，苜蓿生產(chǎn)中低溫越冬問題是制約苜蓿生長和利用的關(guān)鍵。國外苜蓿種植的主要國家有選擇地培育苜蓿品種的工作始于20世紀(jì)初期，育種的主要目標(biāo)是提高品種的耐寒性。雜種優(yōu)勢育種是作物育種中富有成效的一種方法，我國已通過審定登記的苜蓿育成品種中，通過雜交育種方法育成的新品種共7個，占育成新品種數(shù)的30

2、.43%，它們獲得了雙親的優(yōu)良性狀，比原親本具有更高的增產(chǎn)潛力及更好的越冬性能。雜交育種在苜蓿育種中將發(fā)揮越來越重要的作用。目前肇東苜蓿(Medicago sativaI。.cv. Zhaodong)越冬性好，但是產(chǎn)量低，在黑龍江地區(qū)引進(jìn)的國外品種豐產(chǎn)性好，但是穩(wěn)定性弱、越冬性差，一般超過3 a就死掉90%，因此為了獲得抗寒、高產(chǎn)、穩(wěn)定的苜蓿新品種，利用在黑龍江地區(qū)越冬性較好的地方品種肇東苜蓿和國外引進(jìn)的3種高產(chǎn)苜蓿：美國苜蓿WL323、保加利亞苜蓿Pleven6、俄羅斯苜蓿Beza87分別進(jìn)行正反種間雜交，對雜交親本的花粉活性進(jìn)行檢測及雜交結(jié)莢率等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，為苜蓿雜交育種親本選配提供

3、理論支撐，同時為獲得雜交苜蓿新種質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。1材料與方法1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所試驗(yàn)地進(jìn)行，地處N45.2。，E122.6。；海拔169 m,最高氣溫38，最低氣溫-30，無霜期139 d左右，年平均風(fēng)速3.3 m.S_1，年平均降水量569.1 mm，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均日照時數(shù)2670 h，年總輻射量111.55 kcal-cm-2，10年活動積溫2887，土壤為黑土。1.2供試品種及雜交組合雜交親本為黑龍江地方品種肇東苜蓿、美國苜蓿WL323、保加利亞苜蓿Pleven6、俄羅斯苜蓿Beza87，現(xiàn)均保存于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所種質(zhì)資源庫，分別以

4、肇東苜蓿為親本與其它3個國外苜蓿進(jìn)行正反交，共6個雜交組合。1.3試驗(yàn)時間及方法1.3.1雜交2007年將試驗(yàn)品種定植于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地，2009年6月22日7月10日在供試的苜蓿試驗(yàn)田盛花期，對單花發(fā)育的第III期花蕾進(jìn)行人工去雄、套袋隔離，第二天10：0014：00采取新鮮的苜?；ǚ圻M(jìn)行人工授粉、套袋、掛標(biāo)簽，并寫明父母本、去雄日期和雜交日期等信息，每個雜交組合做100朵小花，3次重復(fù)，8月份統(tǒng)計各組合結(jié)莢率情況。1.3.2苜?；ǚ刍钚詸z測在同一親本上選擇10朵花，利用離體萌發(fā)法對親本的成熟花粉進(jìn)行花粉活性檢測，每朵花統(tǒng)計100個花粉粒，共統(tǒng)計1000個花粉?？雌浠ǚ勖劝l(fā)情況。1.

5、4統(tǒng)計方法與數(shù)據(jù)分析采用Excel進(jìn)行分組統(tǒng)計，用SAS 8.0進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較法分析數(shù)據(jù)。變異系數(shù)CVap（a表示標(biāo)準(zhǔn)差，表示總體平均數(shù)）。2結(jié)果與分析2.1花粉活性檢測結(jié)果利用離體萌發(fā)法對不同組合的父本花粉活性進(jìn)行。由表1可以看出，肇東苜蓿為父本的花粉粒萌發(fā)率均高于其它3個品種作父本時的花粉粒萌發(fā)率，且干癟率的變異系數(shù)較大，說明干癟率在不同品種間存在差異。肇東苜蓿為父本與Pleven6雜交和與另外兩個品種雜交相比花粉粒萌發(fā)率差異顯著，其中與Beza87雜交花粉粒萌發(fā)率差異極顯著；Pleven6、WL323、Beza87為父本與肇東苜蓿雜交，花粉粒萌發(fā)率差異不顯著。2.2結(jié)

6、莢率及每莢種子數(shù)的變異程度所有組合均獲得雜交種子，由表2可以看出，不同組合結(jié)莢率由高到低為152364，平均結(jié)莢率為32.6%。肇東苜蓿與WL323的正反交結(jié)莢率均高于其它雜交組合，說明肇東苜蓿與WL323親和性較好。不同組合間結(jié)莢率及每莢種子數(shù)變異系數(shù)較大，說明結(jié)莢率和每莢種子數(shù)在不同組合間是存在差異的；肇東苜蓿與其它3種國外苜蓿雜交，正交結(jié)莢率均大于反交結(jié)莢率，這與花粉?；钚澡b定的結(jié)果正好相反，因此需要對花粉萌發(fā)率、結(jié)莢率和每莢種子數(shù)做方差分析，觀察不同組合的差異顯著性，以及父母本對雜交組合結(jié)莢率的影響。2.3父本對結(jié)莢率及每莢種子數(shù)的影響通過不同父本與同一母本（肇東苜蓿）的雜交表現(xiàn)研究了

7、父本效應(yīng)?？梢钥闯?，3個父本的花粉活性差異極顯著，父本對雜交結(jié)莢率影響顯著，對雜交組合每莢種子數(shù)的影響不顯著。 2.4母本對結(jié)莢率及每莢種子數(shù)的影響通過不同母本與同一父本（肇東苜蓿）的雜交表現(xiàn)研究了母本效應(yīng)。由表4可以看出，同一父本的花粉活性差異不顯著，3個母本對雜交結(jié)莢率影響顯著，對雜交組合每莢種子數(shù)的影響極顯著。2.5不同雜交組合方差分析通過表2中雜交結(jié)果的數(shù)據(jù)，對結(jié)莢率進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明各雜交組合間結(jié)莢率差異極顯著，所以需進(jìn)一步比較各處理組合的平均數(shù)。在此用新復(fù)極差測驗(yàn)(Duncan)對雜交組合間結(jié)莢率的平均數(shù)進(jìn)行多重比較?？梢钥闯觯貣|苜蓿與WL323的正反交結(jié)莢數(shù)差異顯著，與Pl

8、even6的正反交結(jié)莢數(shù)差異不顯著，與Beza87的正反交結(jié)莢數(shù)差異極顯著。Pleven6作父本與以Beza87為父本雜交的結(jié)莢數(shù)之間差異顯著，與以WL323為父本雜交的結(jié)莢數(shù)差異極顯著，而以WL323、Beza87為父本結(jié)莢數(shù)之間差異不顯著；以肇東苜蓿作父本與WI。323為母本雜交與以Beza87和Pleven6兩個品種為母本雜交結(jié)莢數(shù)差異極顯著，而以Plev- en6、Beza87為母本時結(jié)莢數(shù)差異不顯著。由此說明，不同品種間花粉活性差異極顯著，父母本對雜交結(jié)莢率均有顯著影響，而雜交組合每莢種子數(shù)受母本影響較大，以肇東苜蓿為母本結(jié)莢率均高于反交結(jié)果，而花粉活性鑒定結(jié)果表明肇東苜?；ǚ勖劝l(fā)率

9、高于其它3個品種，因此推測雜交結(jié)莢率受母本影響較大。不同組合雜交結(jié)莢率差異顯著，這可能與親本之間的配合力和親緣關(guān)系等有關(guān)，需要做進(jìn)一步的研究。3結(jié)論與討論苜蓿是同源四倍體，其雜合程度很高，云錦鳳認(rèn)為苜蓿為常異交植物，其天然異交率在25%75%8，盧欣石等認(rèn)為苜蓿晶種內(nèi)的遺傳變異大于品種間的遺傳變異，李世雄等認(rèn)為絕大多數(shù)苜蓿品種的種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的品種內(nèi)變異大于品種間變異。該研究中，花粉?；钚詸z測結(jié)果表明，品種內(nèi)的花粉?；钚圆町惔笥谄贩N間的差異，與前人研究結(jié)果相符。在自然條件下，不同品種苜蓿的花粉活力和數(shù)量變化范圍較大，且同品種不同部位的花粉活力和數(shù)量變化范圍較大，該研究中不同苜蓿品種花粉

10、生活力為42.67%65.38%，而姜華等在蘭州地區(qū)測定不同品種苜?；ǚ凵盍?0.56%80.76%，高于該研究的苜?；ǚ凵盍Γ似贩N原因外，同一品種在不同地區(qū)種植花粉生活力也不相同，該試驗(yàn)的WL323苜?；ǚ凵盍Γ劝l(fā)率）為43.21%，而姜華在蘭州測定WL323的花粉生活力為58.4%。苜蓿每莢種子數(shù)直接影響苜蓿種子產(chǎn)量，張文淑等調(diào)查，每個莢果中種子48粒，吳素琴、張自和在寧夏地區(qū)對紫花苜蓿Baralfa 32 IQ每莢種子數(shù)進(jìn)行調(diào)查，莢內(nèi)種子粒數(shù)范圍在119粒，平均數(shù)為7.3，而該試驗(yàn)的苜蓿雜交莢內(nèi)種子粒數(shù)范圍在15粒，平均數(shù)為3.38，低于吳素琴調(diào)查結(jié)果，表明雜交對莢內(nèi)種子數(shù)量有影響。該試驗(yàn)中各組合間結(jié)莢率的變化范圍是16.3%51.7%，通過分析表明，父母本對苜蓿雜交的結(jié)莢率均有顯著影響，由此可知，父母本對雜交親和性的影響都較大，在進(jìn)行雜交育種時，不僅要注重對母本的選擇，也要加強(qiáng)對父本的選擇。不同紫花苜蓿的雜交種在一定的情況下可表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢，Riday H等認(rèn)為不