不同孔径的网罩对玉米花粉的影响

不同孔径的网罩对玉米花粉的影响隆文杰;周国雁;雷涌涛;伍少云;蔡青【摘要】为探索玉米人工套袋授粉的替代方法,采用200、240和300目(分别相当于75、61、48 μm)的聚乙烯网罩,分别用于隔离云玉黑甜二号、养派四行玉米、小白糯、爆裂玉米、白糯玉米等试验材料的异源花粉,通过比较去雄植株所结果穗的籽粒数、留雄植株花粉散落的距离、植株叶片和收获籽粒间的SSR带型差异,研究了不同网罩隔离玉米花粉的效果及其对花粉散落和群体遗传结构的影响,结果表明:300目的网罩能阻挡85%以上的玉米花粉,隔离效果较好;但即使在不完全固定方式下,网罩依然对玉米花粉散落的空间产生了一定的限制和束缚作用;而在完全固定方式下,网罩使玉米群体的遗传结构发生了明显的改变.因此,网罩虽然能隔离玉米花粉,但还应研究固定它的合适方式和避免群体内个体发生自交的管理方式.%In order to explore the alternative methods of artificial bagging and pollination for maize,this study used polyethylene mesh enclosure with 200,240 or 300 meshes (equivalently 75,61 or 48 μm ofaperture,respectively) to isolate the heterogenous maize pollens for maize varieties Yunyuheitian No.2,Yangpaisihang,Xiaobainuo,Baolie and Bainuo.By comparing the grain number of fruit spikes on emasculated plants,the pollen scattering distance of maize plants whose staminate flowers were remained,and the difference in SSR banding pattern between the collected leaf and harvested grain from the same plants,the author studied the impacts of different mesh enclosures on the pollen isolation,pollen scattering space,and population genetic structure of maize plants.The results showed that 300 meshes of mesh enclosure could isolateabove 85% of maize pollens,and its isolated effect was better;but the mesh enclosure still had a certain limiting and constraint action to the scattering space of maize pollens even if it was incompletely fixed;the genetic structure of maize population was altered obviously by the use of mesh enclosure which was completely fixed.Therefore,mesh enclosure can isolate maize pollens,but the proper fixed mode of mesh enclosure and the management method for avoiding individual selfing within population need to be further studied.【期刊名称】《江西农业学报》【年(卷),期】2017(029)004【总页数】6页(P10-15)【关键词】网罩;隔离;玉米;花粉【作者】隆文杰;周国雁;雷涌涛;伍少云;蔡青【作者单位】云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明 650223;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明 650223;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明 650223;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明 650223;云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室,云南昆明 650223【正文语种】中文【中图分类】S513人工套袋和群体内姊妹混合授粉是玉米种质资源更新繁殖和自交系提纯复壮、防止异源花粉渗入导致混杂、保证群体遗传完整性和个体异质性的重要措施。

因此，套袋授粉的质量决定了繁殖玉米籽粒的数量及纯度。

但是，套袋授粉的质量不仅受到操作者的技术水平、熟练程度的影响，而且还受到刮风、下雨等自然因素的严重影响。

比如，前一天刚套好、准备用于第二天授粉的雄花袋，被雨淋湿、浸透，不但需要重新套袋，增加了工作量和人力成本，更延误了为适龄雌穗花丝授粉的时机。

现在虽然有防水性较牛皮纸袋更强且广泛应用的硫酸纸袋或羊皮纸袋，但其防水能力仍然有限。

玉米是异花风媒作物[1]，雌花套袋是为了防止群体外的异源花粉侵入，并使雌花授粉结籽而造成混杂，而群体内姊妹混合授粉是为了避免个体发生自交，导致群体的遗传结构发生改变。

因此，如果有一种方法或者措施，既能隔离异源花粉又能保证群体内个体间相互传粉，避免自交，保障繁殖前后的群体具有最大的遗传相似性，而且较传统方法省工，对于玉米种质资源的更新繁育与保存研究具有重要意义。

玉米的雌花袋如缩小的“蚊帐”，是为防止雌穗花丝接受异源花粉而设计的隔离工具，雄花袋的作用是收集新鲜花粉。

如果把雌花袋放大成大“蚊帐”，罩住繁殖的整个群体或小区，就能达到既隔离异源花粉，又省去雌穗套袋、采集雄穗花粉和雌穗花丝授粉的过程。

事实上，用网罩隔离异源花粉的方法，在一些作物中早有报道。

魏守恩等[2]在向日葵舌状花即将展开时，用60目(250 μm)的网袋罩住花盘，用受体材料姊妹株的花粉为小花授粉，然后割掉授粉后的小花花柱，把供体材料的DNA提取液涂抹到种子钝端花柱断面，再为花盘重新套上网袋，培育出了比原品种含油率高约4%的新的不育株。

马缘生等[3-4]在纱网或网棚隔离下，研究了异花授粉作物大白菜、甜荞麦、薏苡、常异花授粉作物多花菜豆的繁殖群体、授粉方式、收获种子与原种子的同工酶，指出荞麦在网罩内的适宜繁殖群体为50～100株，家蝇传粉；大白菜宜采用50～100株，人工套袋链式杂交授粉，而不是网罩隔离混合授粉；多花菜豆宜采用50株以上，全封闭网棚，蜜蜂传粉；薏苡也为风媒植物，秆高大，难封顶，在网罩隔离下生产的种子与原种在主要性状上存在极大的差异，因而不宜采用网罩隔离方式繁殖。

汪德锋等[5]报道了孔径75、48、38 μm的防虫网隔离水稻花粉的效果，指出水稻花粉漂移频率与风向、风速大小密切相关，下风口的花粉漂移频率显著高于上风口的漂移频率，建议在生产水稻原种时宜采用孔径48 μm的防虫网阻挡异源花粉。

贺永录[6]报道：180目(80 μm)的网室可有效地隔离常异花授粉作物蚕豆的异源花粉。

王甲玺[7]报道：隔离网室加蜜蜂辅助授粉，能有效提高甜荞麦原原种的种子纯度。

根据兰盛银等[8]的观察，玉米花粉粒的直径为80～85 μm；而林均安[9]认为玉米花粉粒的直径为80～100 μm；陈敏[10]等则认为是70～90 μm。

但是，目前还没有利用网罩隔离玉米花粉的报道。

所以，委托网袋加工企业制作了长5 m、宽1 m、高2.5 m，目数200、240、300目，分别相当于75、61、48 μm的3种规格聚乙烯网罩。

试图开展玉米人工套袋授粉替代方法的研究，探讨利用网罩隔离玉米花粉的可行性，以及网罩对玉米花粉散落和群体遗传结构可能造成的影响，以便在玉米种质资源更新繁殖过程中既能更好地保持繁殖对象的遗传完整性，又能降低人为失误，节约人工成本。

1.1 试验材料参试玉米材料云玉黑甜二号，为云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所(本课题组)以芒市黑糯玉米和泰国白甜玉米，通过品种间杂交、自交，于2010年选育成的黑粒甜玉米。

养派四行玉米为2015年本课题组在云南普洱市孟连县勐马镇芒海村养派组收集到的糯玉米地方群体，据说在当地已有很悠久的种植和利用历史。

主要表现为糯性、口感好，皮薄、穗小、粒小、粒少，果穗多数4～8行，产量极低。

小白糯、爆裂玉米和花包谷为云南省农业科学院作物种质资源中期库保存的云南省泸水县、永平县和宁蒗县的地方品种，保存编号分别为230658-1442、231497-837和231752-1929。

白糯玉米为丢失产地和保存编号等信息的地方品种。

1.2 田间试验设计试验1：在面积约为6 m×75 m的优异资源云玉黑甜二号展示田中央，间隔选取3个小区，每区行长5 m、窄行40 cm、塘距40 cm、宽行1 m，包括48株玉米。

在玉米植株临近抽雄时，分别用200、240和300目的网罩，从植株顶部住下罩住整个小区的全部植株，并将网罩四角及两面中部系于玉米植株根部，以防被风刮走，网罩多余的部分则随意盖在植株顶部，可随风飘动，没有被完全固定。

然后，每2～3 d解开系绳，钻入罩内，观察并摘除露出剑叶鞘的雄穗。

直到果穗成熟后，摘除网罩，收获罩内植株所结的果穗，观测并记录果穗粒数，以罩外开放授粉的同品种、人工套袋授粉的其他品种的果穗籽粒为对照，判断网罩隔离花粉的效果。

试验2：在上述优异资源云玉黑甜二号，面积约为6 m×75 m的养派四行玉米展示田的中央，随机选取未抽丝的雌穗10穗，分别用15 cm×10 cm×5 cm的200、240和300目的小网袋，将雌穗顶端套入袋内，再将网袋开口端固定在雌穗后的茎秆上。

待网袋外的其他果穗成熟后，收获袋内果穗，观测并记录果穗粒数，也用袋外开放授粉的同品种果穗、人工套袋授粉的其他品种的果穗籽粒为对照，判断网袋隔离花粉的效果。