2.制种技术根据沈阳农科院专利技术《利用雄性核不育基因,实现大豆杂种优势利用的方法》(余建章)介绍,以沈农89-702雄性不育系作母本,以农艺性状优良、配合力高的品种为父本配制杂交种的制种技术,所配制的杂交种生育繁茂、抗逆性强、产量高。
3.雄性核不育系制种授粉方法大豆异交率很低,一般小于1%,不育系的选育、繁殖及杂交制种的效率很低。国内学者卫保国、丁德荣等认为花蓟马是传播大豆花粉的有益昆虫,赵丽梅等认为蜜蜂和苜蓿切叶蜂是大豆传粉的有效昆虫。在野生大豆资源中筛选龙骨瓣张开且吸引传粉昆虫或花粉具有飘散性(即风媒特性)的材料,再将这些性状通过杂交育种手段转移到不育系、保持系和恢复系中,以获得具有高异交率的雄性不育三系。
4.不育株的鉴别目前国内外多用I-IK染色法或花粉发芽试验法鉴别花粉活力,即将花粉转移到室内染色或培养,然后再进行镜检,这两种方法正确率高,但费时、费力,只能在小的育种群体中应用。白羊年、盖钧镒介绍了一种外观形态鉴别方法,适于在大面积育种或杂交制种生产上应用。方法为:在上午8:00到12:00用镊子将待鉴别花朵的龙骨瓣轻轻地撬开,目测判别其花药的外观形态。凡是花药瘦小、发白、花药不开裂,或花药虽开裂但不散粉的花朵皆判断为不育花朵,而正常可育花朵的花药形态为鲜黄色,饱满且花药开裂、散粉。
在不育系的选育、繁殖及杂交制种中,只需将具有典型不育花朵的植株保留,将其余植株剔除。该方法适用于育种者,也适用于农民,无法鉴别花粉的部分不育性,还不能完全代替镜检,也不一定适用于所有的大豆雄性不育类型。
以吉林省农科院孙寰为首的课题组从1983年开始进行大豆杂交种研究,利用中国野生大豆资源,通过远缘杂交方法,获得了世界首例大豆“细胞质─核互作不育系”。此项成果1993年通过中国和美国专家的鉴定,2001年在突破昆虫传粉等关键技术后,育成世界上第一个杂交种“杂交豆1号”。
大豆花具有虫媒花的特点,有完整的蜜腺,开花时泌蜜,利用昆虫传粉。因此,不育系的繁殖和杂交种的制种须利用昆虫传粉。孙寰提出了“昆虫—环境—植物三位一体的综合调控”理论,并研究出一套高效制种技术。他选择切叶蜂为传粉昆虫,创造出有利于切叶蜂活动和大豆开花散粉的环境,选择和利用高异交率不育系,在大田开放条件下,不育系结实率分别达到了70%~100%,2002年在内蒙古制种产量1hm2%1003.3kg。
§§§第五节蚕豆制种
蚕豆(Viciafaba%L.),英文名Broad%bean(大粒蚕豆)、Faba%bean.(小粒蚕豆),别名胡豆、寒豆、大豆等,野豌豆属(蚕豆属)结荚果的栽培种,一年生或越年生草本。起源于中亚和西亚,阿富汗和埃塞俄比亚为蚕豆次生多样中心。蚕豆相传是由汉朝张骞出使西域带回中国,大粒种蚕豆在公元1200年左右由欧洲的商人传入中国。栽培普遍,以嫩豆粒和成熟种子食用,也广泛用于食品加工、饲料、绿肥等。蚕豆地方品种多,区域性强,主要采用常规制种。种子发芽年限短,籽粒大,每年需要大量制种。
一、生物学特性
直根系,较发达,入土深60~100cm,侧根多,根瘤形成较早,根瘤大,球状串生。茎方形、中空、直立,植株高度60~120cm,分枝力强,基部分枝4~5个或8~10个以上。早熟型品种植株矮小,茎叶不繁茂;晚熟型品种植株高大,茎叶繁茂。叶互生,偶数羽状复叶,小叶椭圆形,1~3对,基部互生,顶端对生。顶端卷须不发达呈针状。花腋生,总状花序。
荚扁圆筒形,大而肥厚,长6~14cm,表面附有茸毛,种子2~4粒。种子扁圆形,种皮有黄白、青绿、紫红等色。千粒重400~2500g,种子寿命2年。
蚕豆生长发育周期与豌豆相似,分为发芽期、幼苗期、抽蔓期、开花结果期,全生育期130d左右。按成熟期长短,分为早熟种与迟熟种。
蚕豆耐寒,种子发芽最低温度3℃~4℃,但发芽期很长,最适发芽温度16℃。幼苗能耐4℃~5℃的低温,-6℃~-7℃时地上部分容易冻死,但仍能从主茎基部发芽,重新生长。出苗适温9℃~12℃,营养生长期适温14℃~16℃,高温植株矮小,分枝少,提前开花。开花结荚期适温15℃~20℃。长日照作物,延长日照时数能促进开花结荚。也有对日照长短不敏感的品种。忌干旱,怕渍水。发芽吸收相当于种子自身重量的100%~200%的水分,开花结荚期需水分最多。鼓粒期缺水会造成幼荚脱落,增多秕荚和秕粒。对土壤的适应性较广,喜微碱性而肥沃,土层深厚的沙壤土、黏壤土,pH%6.2~8。苗期对氮、磷、钾需量较大,硼、钼、镁、锌、铁、铜等微量元素对促进结实、减少落花落荚有重要作用。
蚕豆根据复叶上小叶的对数分为两个亚种:凡具2~2.5对小叶为印度蚕豆亚种(Paucijuga);具有3~4对小叶的为蚕豆亚种(Eu-faba)。蚕豆亚种中按照种子的大小分为三个变种,各有不同的生态要求、适应地区以及利用价值。另外,按种皮的颜色又可分为青皮蚕豆、白皮蚕豆和红皮蚕豆三种不同类型。
1.大粒种(var.majorHarz)种子长1.9~3.5cm,宽而扁,千粒重大于800g(国标大于1200g)。植株高大,叶大,结荚稀疏,开花成熟较迟,耐旱,作粮食和蔬菜。
2.中粒种(var.equinaPers)种子长1.25~1.65cm,扁椭圆型,千粒重650~800g(国标700~1200g)。生长期内需水需肥较多,成熟期适中,可粮用或制作副食品。
3.小粒种(var.minorBeck)种子短小,长0.65~1.25cm,椭圆,千粒重400~650g(国标700g以下)或小于400g。结荚密,成熟较早,耐湿,畜禽饲料或绿肥作物。
二、花器构造和开花授粉特点
蚕豆花器构造与大豆相似,花序生在叶腋间,总状花序,每一花序有2~9朵花,但一般仅基部一、二朵结荚,其后的花结荚率低。在15℃以下分化花芽,花由下而上开放,在下部豆荚迅速发育时,上部才开放,上部花多不能结荚,可以摘心集中养分,减少落花。每天开花时间由早晨开始至傍晚结束,但以上午10时至下午2时开花最盛,全株花期约2~3周。蚕豆花器构造较特殊,尽管10枚雄蕊的花药紧贴柱头,但由于柱头的成熟稍早于花药的开裂,加之柱头的伸长速度比花丝伸长的快,花冠较鲜艳,开花时能放出豆花香味,易招引昆虫采蜜,传带外来花粉,使蚕豆在自然条件下既能自花授粉,也能异花授粉,媒介主要是蜜蜂,异交率30%。
三、制种技术
蚕豆品种较其他豆类容易混杂退化,在品种内也容易通过选择育种或杂交育种获得新品种。蚕豆以常规制种为主,北方春播平作栽培。
1.土地准备不同品种制种地间隔离1500~2000m。蚕豆不易连作,选择小麦、玉米、棉花等前茬作制种田,要求土层深厚、肥沃、排灌水方便。播种前深耕,施过磷酸钙667m2%25~30kg,硫酸钾667m2%10~15kg作基肥。土壤肥力较差或者初次种蚕豆的地,应施适量有机肥667m2%500~1000kg,有条件的地方进行根瘤菌接种。
2.播种春蚕豆在本地早春气温稳定到5℃时适时早播,西北地区在3月下旬到4月上旬顶凌播种,南方秋蚕豆在10月播种。宽窄行播种,宽行行距40~60cm,窄行行距25~30cm,株距15~30cm,每穴播1~2粒。大粒种667m2%1.0万~1.2万株,小粒种667m2%1.5万~1.8万株,播种量667m2%10~12kg。播种前种子包衣,不包衣种子浸种,播种覆土深度为4~6cm,不宜太浅,增强抗寒能力。
3.田间管理出苗后及时查苗、补苗,缺苗断垄时带土移栽,及早补苗。苗期结合中耕除草拔除瘦苗、病株,保留健壮苗。分枝性强的品种在主茎约10cm,基部分枝萌发后摘心,留3~4个分枝结果。苗期长势差,可以结合灌水适量追施氮肥。现蕾开花期结合灌水施尿素667m2%5~10kg,磷酸二铵667m2%15kg。盛花期用0.2%~0.3%尿素、硼肥或磷酸二氢钾喷施1~2次,减少落花落荚。蚕豆易发生立枯病和锈病,参照豇豆制种防治。
4.清杂、摘心在显蕾至初花期根据品种特性清杂。根据植株长势、叶片形状、分枝特点、花冠颜色等判断,清杂2~3次,逐株检查。在收获脱粒后根据种子形状、颜色等再次进行清杂。蚕豆属无限花序,生长、开花、结果同步进行。当结果达一定数量,顶部生长减慢,结荚花数减少,及时摘除顶尖。主茎结果的品种,开花7~8层时,摘除顶部2~3cm嫩梢;侧枝结果的品种,在果荚开始膨大时,对结荚分枝摘除顶心,留果荚3~4层,集中营养供应。
5.收获留种蚕豆成熟自下部豆荚开始,当大部分植株中下部豆荚变黑,叶片枯黄后一次性采收。在晒场及时翻动晾晒,果荚干燥后脱粒精选。成熟后的种皮有青绿色、绿色、褐色、黄色或灰白色等,根据品种特征进行种子精选。制种产量667m2%200~250kg。
蚕豆的花器构造适合用人工去雄杂交制种和利用昆虫传粉的雄性不育系制种。但是,人工去雄杂交制种技术仍然停留在实验阶段,没有应用在生产中;雄性不育系制种尚未在生产中应用。蚕豆的花器大,人工去雄方便,但是繁殖系数低。人工去雄杂交制种技术与大豆的基本相同,包括整序定蕾、蕾期去雄、授粉等步骤。
1.整序定蕾整序定蕾时,应选母本植株中部花序上的花,只留基部适宜于杂交(萼片绿色、旗瓣紧包、花瓣仍为白色、大小适中)的1~2朵花,其余花蕾除去。
2.蕾期去雄蚕豆的雄蕊先熟,往往于开花前即行授粉,故去雄应在蕾期进行,去雄时间可在杂交前一天下午花药尚未完全成熟时进行。采用不去萼瓣法去雄,方法是:手轻轻捏住选好的花蕾的花托,用镊子挑开花瓣,露出雄蕊和雌蕊。然后用镊子夹住雄蕊从基部摘除,去雄后使花器复原。要求去雄干净,不伤雌蕊。
3.授粉标记蚕豆若在早上去雄,则在去雄后即可授粉,若当天下午去雄,则应在次日上午盛花期授粉,授粉后在花柄上套标记环。田间管理参照常规制种。
§§§第六节多花菜豆制种
多花菜豆英文名Scarlet%runner%bean、Multiflora%bean,又名红花菜豆、大白芸豆、荷包豆,豆科菜豆属多年生缠绕性草本植物,多一年生栽培。红花菜豆(PhaseoluscoccineusL.(syn.P.multiflorusWilld)是多花菜豆中的一个变种,以嫩荚、种子食用,叶色浓绿,花猩红色,鲜艳,可作攀缘性观赏作物栽培;而大白芸豆花白色。原产中南美洲或墨西哥,在中美洲和南美洲被驯化的多年生类型至今仍在栽培,中国以云南、贵州、四川、陕西等省种植较多。
一、生物学特性