蔡?hào)|明，杜穎軍，劉水利，梁小庫(kù)，張東升，雷和濤

（西北農(nóng)林科技大學(xué)場(chǎng)站管理中心曹新莊試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)，陜西 楊凌 712100）

小麥作為世界第一、中國(guó)第二糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)的重要性不言而喻，作為小麥生產(chǎn)倍增器的小麥育種工作，全球育種機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期以來(lái)普遍采用人工授粉的方法，但人工授粉存在2個(gè)弊端：一是結(jié)實(shí)率低，二是因?yàn)椴荒転槟副咎峁┳懔康幕ǚ郏M(jìn)而使母本選擇范圍狹窄，導(dǎo)致F2分離出具有優(yōu)良遺傳性狀植株的概率較低。第一代小麥雜交授粉器已于2016年獲得國(guó)家專利授權(quán)，專利名稱：一種小麥雜交授粉器、專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L201520961430.X（見(jiàn)圖1），第一代小麥雜交授粉器使用后這些弊端得以改觀。為了進(jìn)一步提高使用效果，在第一代小麥雜交授粉器的基礎(chǔ)上，試制出國(guó)際首創(chuàng)第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器（見(jiàn)圖2），通過(guò)實(shí)踐表明：使用第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器，F(xiàn)2優(yōu)良單株選出率比第一代小麥雜交授粉器增加了15.5%，使用效果顯著提高，目前正在申請(qǐng)國(guó)家專利。

1 第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器結(jié)構(gòu)

第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器由加壓器、儲(chǔ)粉器、儲(chǔ)粉管和授粉管4部分組成：①加壓器是類似于洗耳球的橡膠瓶，可捏扁向外吹氣；②儲(chǔ)粉器無(wú)底用以儲(chǔ)存父本花粉；③儲(chǔ)粉管是儲(chǔ)存從儲(chǔ)粉器漏下的花粉等待加壓的地方長(zhǎng)約5 cm；④授粉管與儲(chǔ)粉管連通，并與水平線呈70°夾角長(zhǎng)約10 cm，儲(chǔ)粉管直徑約6 mm授粉管直徑為其1/2，約3 mm。儲(chǔ)粉器儲(chǔ)粉管授粉管均為塑料材質(zhì)（見(jiàn)圖2）。

2 第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器使用原理

把收集好的父本花粉從儲(chǔ)粉器底部倒入，當(dāng)花粉慢慢漏下至儲(chǔ)粉管一定量時(shí)，將授粉管從母本雜交袋頂端伸入對(duì)準(zhǔn)柱頭，猛捏加壓器花粉隨氣流經(jīng)過(guò)儲(chǔ)粉管進(jìn)入授粉管，并因授粉管直徑變小壓力進(jìn)一步增強(qiáng)，從而使花粉充分混合均勻并加速，最終精準(zhǔn)落到目標(biāo)柱頭上。

表1 第一代小麥雜交授粉器結(jié)實(shí)率與第二代對(duì)比Table.1 Comparison of seed setting rate of the first generation of hybrid pollinators with second generation

表2 第一代小麥雜交授粉器F2選出優(yōu)良單株的選出率與第二代對(duì)比Tab.2 Comparison between the selection rate of excellent single plant selected by the first generation of wheat cross pollinator F2 and second generation

3 第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器使用結(jié)果與分析

2017年在陜西省楊凌用相同組合進(jìn)行結(jié)實(shí)率和F2優(yōu)良單株選出率的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器較第一代小麥雜交授粉器，結(jié)實(shí)率提高了2.9%（見(jiàn)表1），F(xiàn)2優(yōu)良單株選出率提高了15.5%（見(jiàn)表2）。使用第一代小麥雜交授粉器共授粉12個(gè)穗子，使其中2個(gè)穗子的穗下莖（俗稱脖子）因折彎而損傷，而使用第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器穗下莖損傷率為0。

分析認(rèn)為：由于花粉粒很小，不論其遺傳性狀及活力如何，只要有一?；ǚ勐涞街^上就可結(jié)實(shí)，而使用第一代小麥雜交授粉器柱頭上一?；ǚ鄱疾宦涞那闆r極少，因此使用第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器結(jié)實(shí)率提高就不顯著。小麥的繁殖系數(shù)是40～45，粗略估算若授粉后結(jié)實(shí)多3粒，到F2將可多種出120～135株，從中選出大約15株是符合一般選育比例的，第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器對(duì)此表現(xiàn)使用效果顯著。第一代小麥雜交授粉器使用時(shí)需要將母本穗子拉成水平狀，容易造成穗下莖不必要的損傷，而第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器使用時(shí)則無(wú)需拉平，因此不會(huì)對(duì)穗下莖造成損傷。

4 第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器使用優(yōu)點(diǎn)

第一代小麥雜交授粉器儲(chǔ)粉管和授粉管在一條直線上，授粉時(shí)需要將母本穗子拉成水平，花粉沿水平線射出，而第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器，授粉管與水平線成70°夾角，花粉幾乎是豎直自上而下射向柱頭，較第一代小麥雜交授粉器損耗花粉量少且更加精準(zhǔn)，從而有效提高結(jié)實(shí)率和分離出優(yōu)良植株的概率。

因?yàn)槭诜酃苤睆绞莾?chǔ)粉管的1/2，當(dāng)加壓時(shí)授粉管會(huì)將花粉進(jìn)一步增壓，使花粉充分混合均勻并加速，此時(shí)單位體積內(nèi)具有優(yōu)良遺傳基因的花粉被均勻分散，使每個(gè)柱頭都可獲得具有優(yōu)良遺傳基因的花粉，同時(shí)提高了花粉射出的速度和方向性，因此有效的提高結(jié)實(shí)率和分離出優(yōu)良植株的概率。

授粉管與水平線成70°夾角的特殊設(shè)計(jì)，授粉時(shí)可以有效避免穗下莖的損傷。

5 小結(jié)

第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器完善了第一代的不足，提高了結(jié)實(shí)率，大大增加了F2選出優(yōu)良植株的概率。但同時(shí)還應(yīng)注意每次猛捏加壓器授粉后，要待授粉管從母本雜交袋中移出后再將加壓器緩慢松開(kāi)，防治已射出的花粉被吸回授粉器；每一個(gè)組合授粉完畢后必須用酒精殺滅剩余在授粉器里的花粉以防串粉。第一代小麥雜交授粉器是一大進(jìn)步，第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器又上了一個(gè)新臺(tái)階，從源頭上大大提高了小麥育種效率，從根本上有力促進(jìn)了育種工作的快速發(fā)展，因此第二代高效無(wú)傷小麥雜交授粉器具有極大的推廣意義。