安徽农业科学，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ａ ．Ｓｃｉ．２００９，３７（１ １）：５０１５—５０１７ 责任编辑郑丹丹责任校对卢瑶 披碱草和野大麦及其杂种回交后代的农艺特性研究 李微微 ，李造哲 ，王磊 （１．内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古呼和浩特０１００１９；２．黑龙江省农业科学院克山分院，黑龙江齐齐哈尔１６１６００） 摘要［目的］探明ＢＣ。Ｆ，代对亲本（披碱草和野大麦）优良特性的继承情况、杂种优势及育性恢复情况。［方法］重点对披碱草和野大 麦及其ＢＣ Ｆ 代的农艺性状，包括生育期、生长速度、花粉育性、结实性、再生性和株丛鲜草产量等进行系统的比较研究。［结果］ＢＣ Ｆ 代各株系的生长节律趋向于亲本野大麦，不同株系的生育天数有所不同，但都接近轮回亲本野大麦；ＢＣ。Ｆ 代不同株系花粉育性和结实 性有较大差异，但回交后各株系的花粉育性和结实性都有一定程度的提高，ＹＦ１—９３花粉育性已经超过亲本野大麦，自然结实率也较高。 有的株系花粉育性和开放授粉结实率较低，如ＰＦ －５２。ＢＣ Ｆ 代各株系产草量有较大变异，不同株系间存在明显的差异，如ＹＦ 一６４、ＹＦ ７４和ＹＦ 一８３的杂种优势分别为７５．５３％、７５．１２％和６６．１６％，而ＰＦ －５２、ＰＦ 一１５、ＹＦ３４２产草量不及亲本。ｆ结论］该研究为培育适合干 旱、盐渍生境的牧草新品种提供了依据。 关键词披碱草；野大麦；回交后代；农艺特性 中图分类号ｓ２３４ 文献标识码Ａ 文章编号０５１７—６６１１（２ｏｏ９）１１—０５０１５—０３ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ａｇｒｏｎｏｍｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ Ｅｌｙｍｕｓ ｄａｈｕｒｉｃｕｓ，Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅ ｕｂｕｌａｔｕｍ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ ＢＣ１ Ｆ， ＬＩ Ｗｅｉ－ｗｅｉ ｅｔ ａｌ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１９） Ａｂｓｔｒａｃｔ ｌ ０ｂｉｅｃｔｉｖｅ ｌ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ ｏｆ ＢＣ Ｆ ｔｏ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐａｒｅｎｔｓ（Ｅｌｙｍｕｓ ｄａｈｕｒ￣ ： Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ），ｈｅｔｅｒｏｓｉｓ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ．ｆ Ｍｅｔｈｏｄ］Ｔｈｅ ａｇｒｏｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ，ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ，ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ，￣ｃｕｎｄｉｔｙ，ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆｒｅｓｈ ｇｒａｓｓ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｅｌｙｍｕｓ ｄａｈｕｒｉｃｕｓ，Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ＢＣ１ Ｆ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｊ Ｒｅｓｕｈ Ｉ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｄｙｎａｍｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ＢＣ Ｆ，ｌｉｎｅｓ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｐａｒｅｎｔ Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｒｎ ａｎｄ ａｈｈｏｕｇｈ ｇｒｏｗ— ｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒａｉｎｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖ￣ｕｂｕｌａｔｕｍ．ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｅｄ ｓｅｔ ａｍｏｎｇ ＢＣ１ Ｆ｛ｌｉｎｅｓ，ｔｈｅ ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｅｄ Ｓｅｔ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｘｔｅｎｔ ｂｙ ｂａｃｋｃｒｏｓｓ，ｔｈｅ ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ ＹＦ１－９３ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ ｐａｒｅｎｔ Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ．ｉｔｓ ｓｅｅｄ ｓｅｔ ｉｎ ｏｐｅｎ ｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｌｓｏ ｈｉｇｈｅｒ．Ｓｏｍｅ ｌｉｎｅｓ ｈａｄ ｌｏｗ ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｅｅｄ ｓｅｔ，ｓｕｃｈ ａｓ，ｔｈｅ ｐｏｌｌｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｏｆ ＰＦ，一５２．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｆ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｍｏｎｇ ＢＣ１ Ｆ ｌｉｎｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ，ｔｈｅ ｈｅｔｅｒｏｓｉｓ（胛）０ｆ ＹＦ －６４，Ｙ －７４ ａｎｄ ＹＦ 一８３ ｗｅｒｅ ７５．５３％，７５．１２％ａｎｄ ６６．１６％，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄｓ ｏｆ ＰＦ －５２，Ｐ 一１５ ａｎｄ ＹＦ ．４２ ｗｅｒｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｅｎｔｓ．１ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｆ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｅｅ ｆｏｒ ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ ｎｅｗ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ ｆｏｒａｇｅ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｎｄ ｓａｌｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｅｌｙｍｕｓ ｄａｈｕｒｉｃｕｓ：Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ：Ｂａｃｋｃｒｏｓｓ ｐｏｓｔｅｒｉｔｙ；Ａｇｒｏｎｏｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ 披碱草和野大麦是具有重要经济价值和生态价值的小 麦族多年生优良牧草。披碱草具有产草量高、抗旱能力强的 特性，野大麦具有分蘖能力强、草质好、耐盐碱等特性。为了 使二者的优良特性综合在一起，培育出适合干旱、盐渍生境 的牧草新品种（新类型），王照兰等（１９９２～１９９３年）将披碱 Ｙ ＿７４、ＹＦ －７５、ＹＦ 一８３、ＹＦ１—８５、ＹＦ１—９３，其中，Ｙ表示（野大 麦×披碱草）×野大麦的回交１代；Ｐ表示（披碱草×野大麦） ×野大麦的回交１代；Ｆ１表示回交１代的开放授粉第３代。 １．２试验地概况供试材料种植于内蒙古农业大学牧草试 验场内，该试验场位于呼和浩特市东郊，地理坐标为１１０。Ｅ， 草和野大麦组合进行了远缘杂交，成功地获得了高度不育的 披碱草和野大麦的正、反交Ｆ．代。在对十分珍贵且数量有 限的正交Ｆ．代（披碱草×野大麦）的植株形态学和细胞学初 步研究 的基础上，笔者拟定了用回交法克服杂种Ｆ，代 不育性的研究计划。用分株繁殖方法，分别将披碱草×野大 ４５。５ Ｎ，海拔１ ０６３ ｍ，年降水量４００ ｒａｉｎ左右，无霜期１４５ ｄ。 土壤为沙壤质暗栗钙土，ｐＨ值７．８～８．２，肥力适中，地下水 位较高，具有灌溉条件。 １．３方法 １．３．１生育期、花粉育性及结实性观察。生育期：以前一年 分株繁殖的越冬株丛为对象，从早春返青期至枯黄期进行详 细观察记载。花粉育性：在开花盛期随机剪取每种植物穗子 １０个，放入塑料保湿盒中带回室内镜检。剥取花药，置载玻 片上，滴加少许１％醋酸洋红，用镊子挤压去掉药壁，使花粉 麦和野大麦Ｘ披碱草Ｆ 代扩繁成株系群体，并采取Ｆ 代与 亲本相邻种植、套袋回交方法，成功地获得了（披碱草Ｘ野大 麦）×野大麦和（野大麦×披碱草）×野大麦的回交一代 。 为了探明ＢＣ Ｆ 代对亲本优良特性的继承情况、杂种优势及 育性恢复情况，笔者重点对其农艺特性，包括生育期、生长速 度、花粉育性、结实性、再生性和株丛鲜草产量等进行了系统 的比较研究，以期为新品种的培育提供依据 。 １材料与方法 充分着色，加盖玻片，在１００倍显微镜下观察统计可育与不 育花粉粒数，每种材料观察５０个视野以上。确定花粉是否 可育的标准是：花粉粒大、饱满、着色深者为可育，花粉瘦小、 着色浅或不着色者为不育。花粉可育率＝（可育花粉粒总 数／观察花粉粒总数）×１００％。结实性：在种子成熟期，从各 供试材料群体中随机取３０个穗子，统计结实数和小花数。 １．１ 材料 供试材料包括：披碱草（Ｅｌｙｍｕｓ ｄａｈｕｒｉｃｕｓ Ｔｕｒｃｚ．）、野大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｒｅｖｉｓｕｂｕｌａｔｕｍ Ｌｉｎｋ）、Ｐ —ｌ５、ＰＦ 一 ５２、ＹＦ —２３、ＹＦ３—３１、ＹＦ３＿４２、ＹＦ３４３、ＹＦ３＿４４、ＹＦ３—５３、ＹＦ３＿６４、 结实率＝（结实总数／观察小花总数）×１００％ －６１。 １．３．２生长速度、产草量测定。两项指标测定均采取定株 基金项目 内蒙古科技厅草业研究院专项（２００７１９２３），国家留学回国 方法。春季牧草返青后自每种供试材料群体中选择长势良 人员科研启动基金项目。 好的１０个株丛编号挂牌。生长速度：从返青期开始，每隔ｌ０ 作者简介 李微微（１９８１一），女，内蒙古根河人，硕士研究生，研究方 ｄ测量１次株丛绝对高度，直至每种供试材料成熟。产草量： 向：野生植物资源保护与利用。＊通讯作者。 收稿日期２００９－０２一ｌ１ 用２次刈割鲜草重量之和表示１年内每种供试材料的平均 安徽农业科学 ２００９鲤 鲜草产量，并以此计算杂种平均优势（ ）， ＝（Ｆ３一双亲 平均值）／双亲平均值×１００％［７－９ ３。 生长发育节律较快，较早地开花结实，其生长天数比披碱草 多１３ ｄ。ＢＣ Ｆ，代各株系的返青期基本一致，不同株系的生 号！２结果与分析 长期都有所不同，最长的为２１４ ｄ，最短的为１９７ ｄ，但都趋于 ２．１亲本及其杂种回交后代的生育期从表１可以看出， 轮回亲本野大麦。Ｂｃ Ｆ３代的生长发育节律与野大麦的较 亲本野大麦比披碱草返青早１０ ｄ，而枯黄晚３ ｄ。野大麦的 接近，说明通过回交使野大麦生长发育节律快的特性在 表ｌ供试植物生育期观测结果 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ｐｌａｎｔｓ 日／月 ＢＣ Ｆ３代中进一步得到了加强。 ——ＹＦ『４４ ２．２亲本及其杂种回交后代的生长速度ＢＣ Ｆ 代和亲本 ＹＦ ３ 的生长动态呈“慢、快、慢”的缓“ｓ型”曲线，拔节前生长缓 慢，之后生长速度加快，开花后生长速度变缓（图１）。野大 麦的生长发育节律较早，生长速度较快。回交后代大部分株 系与野大麦的生长节律一致，其中ＹＦ１—６４、Ｙ ＿７４、ＹＦ。－７５、 萎 点 Ｙ 一８３、ＹＦ１＿８５、ＹＦ －９３六个株系在６月３日后生长速度稍 醢 快于野大麦，其他株系的生长速度稍慢，表明ＢＣ Ｆ３代的生 长速度呈偏向轮回亲本野大麦遗传的倾向。 嚣 ５ ≈ 测定日期Ⅳ月一日 １）ｅｔｅｍｉｎａｔｉｎｏ血ｔｅ 矗 里 盆 图２供试植物再生速度 基 Ｆｉｇ・２ Ｔｈｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ｐｌａｎｔｓ ． 《 ２．４亲本及其杂种回交后代的花粉育性及结实性 由表２ 耀 嚣 可知，亲本披碱草和野大麦的花粉育性较强，花粉可育率分 别为９０．４５％和９２．９６％，开放授粉的自然结实率分别为 ６３．６９％和５２．４２％。ＢＣ，Ｆ 代的花粉育性和结实性有不同 苫吕苫吕 兽兽苫ｇ ｇ ｇ 瑷啶日期 月一日 程度地恢复和提高，但各株系间的花粉育性和结实性仍有较 Ｄｅｔｅｍｉｎａｔｉｏｎ ｄ８ｔｅ 大差异，如ＰＦ －５２、ＹＦ —４４的花粉可育率分别为８１．５Ｏ％和 图１供试植物生长速度 ８５．６１％，开放授粉的自然结实率分别为１２．８８％、１９．９０％。 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ｏｆｔｅｓｔ ｐｌｎａｔｓ ２．３亲本及其杂种回交后代的再生速度 由图２可以看 而Ⅵ１１—６４、ＹＦ１—９３的花粉可育率分别为９２．７９％和９３．９１％， 出，亲本披碱草的再生速度比野大麦的速度快，Ｂｃ。 代的 开放授粉的自然结实率分别为３７．５２％和５６．７０％。其他株 再生速度与亲本野大麦的速度相近，其中Ｙ －７４、Ｙ ＿９３较 系的花粉可育率均较高，介于８６．５０％～９５．４８％，接近亲本 野大麦生长快，大部分株系的再生速度较亲本野大麦慢，不 的花粉可育率，开放授粉的自然结实率介于２４．２７％～ 同株系的再生速度有较大的差异。 ３７．２０％，说明其花粉育性和结实性都得到了恢复和提高。 ３７卷１ １期 李微微等披碱草和野大麦及其杂种回交后代的农艺特性研究 ５０１７ 表３供试植物产量测定结果（均值，Ｄｕｎｃａｎ ｔｅｓｔ） 和３４１．６ ｋｓ／株丛。 Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｐｌａｎｔｓ ３结论 （１）ＢＣ Ｆ 代各株系的生长节律趋向于亲本野大麦，不 同株系的生育天数有所不同，但都接近轮回亲本野大麦。 （２）ＢＣ。Ｆ 代不同株系花粉育性和结实性有较大差异， 但回交后各株系的花粉育性都有一定程度的提高，如ＹＦ３－９３ 的花粉育性已经超过亲本野大麦，花粉可育率达到９３．９１％， 自然结实率也较高，达５６．７０％。而有的株系花粉育性和开 放授粉结实率较低，如ＰＦ －５２的花粉育性为８１．５０％，自然 结实率为１２．８８％。 （３）Ｂｃ Ｆ 代各株系产草量有较大变异，不同株系间存 在明显的差异，如Ｙ 一６４、Ｙ ．７４和ＹＦ］一８３的杂种优势分别 为７５．５３％、７５．１２％和６６．１６％，而ＰＦ －５２、ＰＦ 一１５和Ｙ —４２ 产草量不及亲本。 参考文献 ［１］李造哲，云锦凤，于卓，等．披碱草和野大麦杂种Ｆ 与Ｂｃ．代的形态学 研究［Ｊ］．中国草地，２ＯＯ２，２４（５）：２４—２８． ［２］李造哲，云锦凤，于卓，等．披碱草和野大麦杂种ＦＩ与Ｂｃ。代的细胞遗 传学研究［Ｊ］．中国草地，２００５，１３（４）：２６９—２７３． 注：纵列小写英文字母不同表示０．０５水平存在差异显著性。 ［３］于卓，李造哲，云锦反 几种小麦族禾草及其杂交后代农艺特性的研究 Ｎｏｔｅ：Ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅ１． ［Ｊ］．草地学报，２００３，６（３）：８３－８９． ［４］于卓，山田敏彦．高丹草品种主要农艺性状的比较研究［Ｊ］．中国草地学 ２．５亲本及其杂种回交后代的产量特性 由表３可知，亲 报，２ＯＯ５，１０（６）：ｌ－６． ［５］李造哲，于卓，马青枝，等．披碱草和野大麦杂种Ｆ 与ＢＣ。Ｆ。代的生物 本披碱草和野大麦鲜草产量相当，都是以第１次刈割产草量 学及农艺特性研究［Ｊ］．中国草地，２００４（９）：９—１４． 占绝对优势，第２次刈割产草量较少。披碱草植株粗壮、高 ［６］李，Ｊ ，于卓，马艳红，等．老芒麦与紫芒披碱草杂种Ｆ 的生育特性及 大，而野大麦分蘖能力强，两亲本各具优势，故鲜草产量相 细胞遗传学研究［Ｊ］．麦类作物学报，２ＯＯ６，２６（２）：３７－４１． ［７］王树彦，云锦凤，徐军，等．加拿大披碱草与老芒麦及其杂种的生长规 当。Ｂｃ。Ｆ３代１４个株系的产草量存在着显著差异，如Ｙ 一 律和形态特眭［Ｊ］．草业学报，２ＯＯ４，１２（４）：２９４—２９７． ［８］马玉宝，任卫波， 临杭．披碱草属３种牧草野生牧草野生材料农艺性 ６４、Ｙ －７４、Ｙ －７５、ＹＦ３—８３、Ｙ ３的产草量较亲本高，表现 状评价研究［Ｊ］．畜牧与饲料科学，２００８（３）：２９－３１． 出明显的杂种优势，其 分别为７５．５３％、７５．１２％、 ［９］詹秋文，林平，李军，等．高梁一苏丹草杂交种研究与利用前景［Ｊ］．草 ６５．２７％、６６．１６％、５５．９１％；也有产量较低的，如Ｐ ＿５２、ＰＦ１． 业学报，２００ｌ，１０（２）：５６—６１． １５、Ｙ ４２产草量不及亲本，其产草量分别为２２６．０、３５１．２
