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摘要 [目的]依据杂种优势利用原理,探讨天麻不同类型间杂交组合,旨在寻求并利用其优势性。[方法]以红天麻、乌天麻、绿天麻作供试亲本,开展类型间正反交试验,分析不同组合间的产量差异。[结果]天麻不同类型组合中,以绿天麻(父本)×红天麻(母本)F1代有性种产量最高达2.84 kg/0.35 m2优势明显;以乌天麻(父本)×红天麻(母本)组合F1代个体平均单重及商品天麻产量分别达5.07 g和5.11 kg/0.8 m2为最高,均显著高于其他组合。[结论]天麻杂交优势明显,可以利用。
关键词 天麻;杂交育种;优势利用
中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)13-0085-02
天麻(Gastrodia eiata BI.)为兰科多年生草本植物,以块茎供药用,始载于《神农本草经》,列为上品。天麻味甘,性平,归肝经。天麻具有平肝熄风定惊的功效,用于头痛目眩、肢体麻木、小儿惊风、癫痫抽搐、破伤风等病症。天麻为我国传统名贵中药材,具有200余年的用药历史,随着现代医学的发展,天麻的药用疗效得到进一步认识,早已突破了传统的应用范围,广泛应用于保健、卫生制药、食品化工等行业。天麻为少有的具较高知名度和美誉度品种之一,备受人们喜爱,市场需求量巨大,供给量早已不能满足人们的需求。重庆市是我国重要的天麻产区之一,天麻药材多为人工栽培,产区品种退化严重,效率低下,亟需品种改良。为了提高天麻整体生产技术水平,开展了天麻不同类型间杂交育种及栽培试验,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选择红天麻、乌天麻、绿天麻自交系箭麻,个体重量为(200±10)g的作杂交亲本供试材料;萌发菌石斛小菇(M.dendrobii)引于中国医学科学院药用植物研究所,蜜环菌药植1号(暂定名)由重庆市药物种植研究所选育,菌种均保存于重庆市药物种植研究所微生物实验室,使用前复壮处理备用,萌发菌、蜜环菌母种原种常规制备及栽培种参照王秋颖等人方法制作;麻种培育基质黄砂为0.1~0.2 cm的中粗黄砂;试验用6号注射针头授粉;长青冈新鲜树棒[(8±2)cm]、短青冈树枝段作菌材培养及新材。
1.2 试验方法
1.2.1 箭麻培养。试验地点在重庆市药物种植研究所药用菌类研发中心进行。于12月天麻采挖过后,将筛选的不同类型箭麻分别隔离单层埋于室内黄砂中,砂面覆盖1层厚约2 cm的树叶,并适当喷水,期间保持黄砂含水量40%左右。
1.2.2 箭麻开花、授粉。3月初,地温回升达到茎芽萌动温度,此时加大黄砂含水量,将其控制在60%左右,随地温的不断升高,花茎生长伸长,4月中旬现蕾,至月底相继开花,开花后及时人工授粉。授粉前先将不同类型天麻进行编号挂牌处理;天麻杂交组合采用正反交设计,即同一类型既作为母本又作父本与其他类型进行杂交组合。授粉具体方法:先去掉花瓣和唇片,用6号注射针头挑取花粉移至另一类型天麻的雌蕊柱头上,并轻压花粉紧贴柱头,有利于花粉萌发;用同样的方法进行反交授粉,即完成每类型每株的花粉与其他类型的花粉交换授粉,授粉过程需单独挑取,避免所授花粉污染,每组合重复3株,并对应编号,详细记录每株的父母本组合及授粉至蒴果成熟的天数[1-2]。
1.2.3 蒴果种播种试验。5月中旬,茎下部的蒴果颜色逐渐变暗,蒴果上的6条纵缝线刚出现蒴果变软时,即首批蒴果成熟,以后蒴果陆续成熟。按每个类型组合及时将成熟蒴果采下,剔除过大过小的蒴果,并与培养好的萌发菌及时拌种,在塑料薄膜上将满袋的萌发菌菌叶撕散呈片状摊平,再将成熟的蒴果压破,置于30目分样筛中轻筛出种子,边筛边拌至均匀,每袋萌发菌菌种(25 cm×12 cm)可拌大小均匀蒴果20颗。种子菌拌匀后装入塑料袋中,置于避光阴凉处存放3~5 d后播种。
在室内先将砂平铺于地面,厚8~10 cm,然后将拌有天麻种子的萌发菌菌种块(按2袋/m2的播种量播种)分散撒于基质表面,在其上均匀放置间隔2~3 cm的1排长40 cm左右的新鲜菌材,间隙内均匀塞放蜜环菌栽培种(按用种量6瓶/m2),并于空隙处撒入小树段,最后于上覆盖1层3~5 cm厚的砂等基质,如此再播1层,播种好的厢面盖1层3~5 cm厚的树叶或杂草即可[3-6]。本试验采用随机区组法进行播种,小区面积0.35 m2(0.5 m×0.7 m),播种2层,每组合(处理)重复3次,待当年天麻停止生长后,测产统计。
1.3 亲本类型不同组合对F1代商品天麻产量的影响
从培育的各类杂交品种中,每类分别筛选单重3~8 g的白头麻作为供试麻种材料,于2011年1月10日在重庆南川三泉镇金佛山洋芋萍天麻栽培基地(海拔1 700 m)开展田间试验,按常规栽培法进行随机区组试验,每个处理重复3次,试验小区面积为0.8 m2(1.0 m×0.8 m),小区用种量0.3 kg,单层栽培。常规管理,待天麻经一个生长期后进入休眠期停止生长时采挖测产统计。
2 结果与分析
2.1 亲本类型不同组合对蒴果成熟的影响
观察记录统计结果显示各类型组合蒴果成熟时间差异不大,均在15~18 d,同一组合内,不同株间种子成熟时间差异小,最大极差数在1 d左右;从父、母本对蒴果成熟时间影响来看,母本对应的组合成熟时间较为一致,差异均不超出0.5 d,说明天麻各类型组合蒴果成熟时间主要受母本类型控制。
2.2 不同天麻类型组合对白头麻产量的影响
当天麻白头麻进入休眠期后收获测产,将统计结果列入表1。试验结果显示:不同组合间白头麻小区产量差异较大,以绿天麻(父本)×红天麻(母本)小区产量最高,达2.84 kg,其次是红天麻(父本)×绿天麻(母本)组合,为2.45 kg,绿天麻(父本)×乌天麻(母本)产量最低,仅为1.33 kg。其余组合白头麻产量居于其间,但总体上杂交组合相对自交系表现出了产量优势。 2.3 不同天麻类型组合对F1代白头麻大小及组成的影响
随机抽取各类型组合白头麻250 g,统计白头麻个数,并计算白头麻平均单重,将统计数据列入表2。在多年的商品麻栽培过程中发现单重小于1 g的白头麻麻种,当年很难形成商品箭麻;1~3 g的麻种,少部分能产生商品麻;3~8 g的麻种生产效果较好;大于8 g的麻种,单位重量麻种数量少,生产用种增大,给生产带来不利。本试验将白头麻单重为3 g 试验结果显示,F1代白头麻平均单重1.8~5.1 g,其中以乌(父)×红(母)组合单重最大达到5.07 g,其余组合个体单重数值逐渐变小,以青(父)×乌(母)组合最小仅为1.85 g。各类型组合所得白头麻以3 g 2.4 不同天麻类型组合对商品天麻生产总产量的影响
天麻生长经过一个生长期后,于11月中旬进入休眠期停止生长,此时进行收获测产,测产结果数据见表3。测定结果显示,各类型组合商品天麻总产量差异较大,其中乌×红最高,达5.11 kg,其次为绿×红、红×红,产量分别为4.92 kg和4.21 kg,最低者为乌×乌,产量仅为2.04 kg。由统计结果表明:天麻三个自交系及其相应杂种组合中,乌天麻杂种组合商品麻总产量均高于乌天麻的自交系,绿天麻杂交组合仅绿×乌略低于自交系,红天麻杂交组合乌×红和绿×红均显著高于自交组合,红×乌和红×绿相对较低。总体上来看,在商品天麻生产中,杂种组合生产效果好于自交组合,表现出较好的杂种优势,其中乌×红这个组合表现最为明显。
3 结论
本文选择遗传品质异质性大、亲缘关系较远的红天麻、乌天麻、绿天麻开展不同类型组合正反交试验,在天麻不同类型组合与F1代白头麻产量关系的研究中,表现出多数天麻杂种组合在白头麻产量方面具有较强的优势性,以杂种组合绿天麻(父本)×红天麻(母本)产量性能表现为最优,为种源的增值提供了选择。不同类型组合与F1代白头麻大小及组成关系研究中,鉴于白头麻个体大小直接影响商品天麻生产的效果,若过小,当年难于形成商品麻;若过大,单位栽培面积所需麻种量大,均为生产增加了成本,带来不利的影响,该试验结果表明不同类型组合间白头麻大小及其构成不一致,以乌(父)×红(母)组合个体单重最大,达到5.07 g,对较优的白头麻个体(单重3~8 g)所占比例,优选出红(父)×绿(母)、乌(父)×红(母)杂种组合均在40%以上表现出了杂种优势性能。商品麻生产中,杂交优势更为明显,从中优选出商品麻产量性能最优的乌(父)×红(母)组合,小区产量达5.11 kg。本研究与吴佳新等利用乌红天麻杂交试验结果相吻合,说明了天麻杂交育种的可行性及优势,为人工栽培天麻,尤其是在天麻的杂交栽培技术推广后,进一步加强天麻种质资源的保护,重点加强优良种质资源的筛选及培育,对于深入开展天麻种植技术及产地适应性研究,以及提高天麻种植业的整体技术水平都具有重要的现实意义[4-7]。
4 参考文献
[1] 康延国.中药鉴定学[M].北京:中国中医药出版社,2009:237-240.
[2] 侯小兰.虫害防治技术对林业管理的重要作用管窥[J].农民致富之友,2014(24):130.
[3] 刘玉亭.不同因素对天麻产量的影响[J].中国中药杂志,1986,11(6):5-6.
[4] 王建中,胡箭卫.天麻有性繁殖技术[J].甘肃农业科技,1998(6):47-48.
[5] 李辉,刘骏,吴志渭.气候变化下的林业虫害防治[J].浙江林业,2011(1):21.
[6] 唐崇袍.林业管理与虫害防治技术[J].科技创新导报,2013(12):191.
[7] 陈征.在气候变化下的林业虫害防治技术[J].黑龙江科技信息,2015(8):182.
关键词 天麻;杂交育种;优势利用
中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)13-0085-02
天麻(Gastrodia eiata BI.)为兰科多年生草本植物,以块茎供药用,始载于《神农本草经》,列为上品。天麻味甘,性平,归肝经。天麻具有平肝熄风定惊的功效,用于头痛目眩、肢体麻木、小儿惊风、癫痫抽搐、破伤风等病症。天麻为我国传统名贵中药材,具有200余年的用药历史,随着现代医学的发展,天麻的药用疗效得到进一步认识,早已突破了传统的应用范围,广泛应用于保健、卫生制药、食品化工等行业。天麻为少有的具较高知名度和美誉度品种之一,备受人们喜爱,市场需求量巨大,供给量早已不能满足人们的需求。重庆市是我国重要的天麻产区之一,天麻药材多为人工栽培,产区品种退化严重,效率低下,亟需品种改良。为了提高天麻整体生产技术水平,开展了天麻不同类型间杂交育种及栽培试验,现报道如下。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选择红天麻、乌天麻、绿天麻自交系箭麻,个体重量为(200±10)g的作杂交亲本供试材料;萌发菌石斛小菇(M.dendrobii)引于中国医学科学院药用植物研究所,蜜环菌药植1号(暂定名)由重庆市药物种植研究所选育,菌种均保存于重庆市药物种植研究所微生物实验室,使用前复壮处理备用,萌发菌、蜜环菌母种原种常规制备及栽培种参照王秋颖等人方法制作;麻种培育基质黄砂为0.1~0.2 cm的中粗黄砂;试验用6号注射针头授粉;长青冈新鲜树棒[(8±2)cm]、短青冈树枝段作菌材培养及新材。
1.2 试验方法
1.2.1 箭麻培养。试验地点在重庆市药物种植研究所药用菌类研发中心进行。于12月天麻采挖过后,将筛选的不同类型箭麻分别隔离单层埋于室内黄砂中,砂面覆盖1层厚约2 cm的树叶,并适当喷水,期间保持黄砂含水量40%左右。
1.2.2 箭麻开花、授粉。3月初,地温回升达到茎芽萌动温度,此时加大黄砂含水量,将其控制在60%左右,随地温的不断升高,花茎生长伸长,4月中旬现蕾,至月底相继开花,开花后及时人工授粉。授粉前先将不同类型天麻进行编号挂牌处理;天麻杂交组合采用正反交设计,即同一类型既作为母本又作父本与其他类型进行杂交组合。授粉具体方法:先去掉花瓣和唇片,用6号注射针头挑取花粉移至另一类型天麻的雌蕊柱头上,并轻压花粉紧贴柱头,有利于花粉萌发;用同样的方法进行反交授粉,即完成每类型每株的花粉与其他类型的花粉交换授粉,授粉过程需单独挑取,避免所授花粉污染,每组合重复3株,并对应编号,详细记录每株的父母本组合及授粉至蒴果成熟的天数[1-2]。
1.2.3 蒴果种播种试验。5月中旬,茎下部的蒴果颜色逐渐变暗,蒴果上的6条纵缝线刚出现蒴果变软时,即首批蒴果成熟,以后蒴果陆续成熟。按每个类型组合及时将成熟蒴果采下,剔除过大过小的蒴果,并与培养好的萌发菌及时拌种,在塑料薄膜上将满袋的萌发菌菌叶撕散呈片状摊平,再将成熟的蒴果压破,置于30目分样筛中轻筛出种子,边筛边拌至均匀,每袋萌发菌菌种(25 cm×12 cm)可拌大小均匀蒴果20颗。种子菌拌匀后装入塑料袋中,置于避光阴凉处存放3~5 d后播种。
在室内先将砂平铺于地面,厚8~10 cm,然后将拌有天麻种子的萌发菌菌种块(按2袋/m2的播种量播种)分散撒于基质表面,在其上均匀放置间隔2~3 cm的1排长40 cm左右的新鲜菌材,间隙内均匀塞放蜜环菌栽培种(按用种量6瓶/m2),并于空隙处撒入小树段,最后于上覆盖1层3~5 cm厚的砂等基质,如此再播1层,播种好的厢面盖1层3~5 cm厚的树叶或杂草即可[3-6]。本试验采用随机区组法进行播种,小区面积0.35 m2(0.5 m×0.7 m),播种2层,每组合(处理)重复3次,待当年天麻停止生长后,测产统计。
1.3 亲本类型不同组合对F1代商品天麻产量的影响
从培育的各类杂交品种中,每类分别筛选单重3~8 g的白头麻作为供试麻种材料,于2011年1月10日在重庆南川三泉镇金佛山洋芋萍天麻栽培基地(海拔1 700 m)开展田间试验,按常规栽培法进行随机区组试验,每个处理重复3次,试验小区面积为0.8 m2(1.0 m×0.8 m),小区用种量0.3 kg,单层栽培。常规管理,待天麻经一个生长期后进入休眠期停止生长时采挖测产统计。
2 结果与分析
2.1 亲本类型不同组合对蒴果成熟的影响
观察记录统计结果显示各类型组合蒴果成熟时间差异不大,均在15~18 d,同一组合内,不同株间种子成熟时间差异小,最大极差数在1 d左右;从父、母本对蒴果成熟时间影响来看,母本对应的组合成熟时间较为一致,差异均不超出0.5 d,说明天麻各类型组合蒴果成熟时间主要受母本类型控制。
2.2 不同天麻类型组合对白头麻产量的影响
当天麻白头麻进入休眠期后收获测产,将统计结果列入表1。试验结果显示:不同组合间白头麻小区产量差异较大,以绿天麻(父本)×红天麻(母本)小区产量最高,达2.84 kg,其次是红天麻(父本)×绿天麻(母本)组合,为2.45 kg,绿天麻(父本)×乌天麻(母本)产量最低,仅为1.33 kg。其余组合白头麻产量居于其间,但总体上杂交组合相对自交系表现出了产量优势。 2.3 不同天麻类型组合对F1代白头麻大小及组成的影响
随机抽取各类型组合白头麻250 g,统计白头麻个数,并计算白头麻平均单重,将统计数据列入表2。在多年的商品麻栽培过程中发现单重小于1 g的白头麻麻种,当年很难形成商品箭麻;1~3 g的麻种,少部分能产生商品麻;3~8 g的麻种生产效果较好;大于8 g的麻种,单位重量麻种数量少,生产用种增大,给生产带来不利。本试验将白头麻单重为3 g
天麻生长经过一个生长期后,于11月中旬进入休眠期停止生长,此时进行收获测产,测产结果数据见表3。测定结果显示,各类型组合商品天麻总产量差异较大,其中乌×红最高,达5.11 kg,其次为绿×红、红×红,产量分别为4.92 kg和4.21 kg,最低者为乌×乌,产量仅为2.04 kg。由统计结果表明:天麻三个自交系及其相应杂种组合中,乌天麻杂种组合商品麻总产量均高于乌天麻的自交系,绿天麻杂交组合仅绿×乌略低于自交系,红天麻杂交组合乌×红和绿×红均显著高于自交组合,红×乌和红×绿相对较低。总体上来看,在商品天麻生产中,杂种组合生产效果好于自交组合,表现出较好的杂种优势,其中乌×红这个组合表现最为明显。
3 结论
本文选择遗传品质异质性大、亲缘关系较远的红天麻、乌天麻、绿天麻开展不同类型组合正反交试验,在天麻不同类型组合与F1代白头麻产量关系的研究中,表现出多数天麻杂种组合在白头麻产量方面具有较强的优势性,以杂种组合绿天麻(父本)×红天麻(母本)产量性能表现为最优,为种源的增值提供了选择。不同类型组合与F1代白头麻大小及组成关系研究中,鉴于白头麻个体大小直接影响商品天麻生产的效果,若过小,当年难于形成商品麻;若过大,单位栽培面积所需麻种量大,均为生产增加了成本,带来不利的影响,该试验结果表明不同类型组合间白头麻大小及其构成不一致,以乌(父)×红(母)组合个体单重最大,达到5.07 g,对较优的白头麻个体(单重3~8 g)所占比例,优选出红(父)×绿(母)、乌(父)×红(母)杂种组合均在40%以上表现出了杂种优势性能。商品麻生产中,杂交优势更为明显,从中优选出商品麻产量性能最优的乌(父)×红(母)组合,小区产量达5.11 kg。本研究与吴佳新等利用乌红天麻杂交试验结果相吻合,说明了天麻杂交育种的可行性及优势,为人工栽培天麻,尤其是在天麻的杂交栽培技术推广后,进一步加强天麻种质资源的保护,重点加强优良种质资源的筛选及培育,对于深入开展天麻种植技术及产地适应性研究,以及提高天麻种植业的整体技术水平都具有重要的现实意义[4-7]。
4 参考文献
[1] 康延国.中药鉴定学[M].北京:中国中医药出版社,2009:237-240.
[2] 侯小兰.虫害防治技术对林业管理的重要作用管窥[J].农民致富之友,2014(24):130.
[3] 刘玉亭.不同因素对天麻产量的影响[J].中国中药杂志,1986,11(6):5-6.
[4] 王建中,胡箭卫.天麻有性繁殖技术[J].甘肃农业科技,1998(6):47-48.
[5] 李辉,刘骏,吴志渭.气候变化下的林业虫害防治[J].浙江林业,2011(1):21.
[6] 唐崇袍.林业管理与虫害防治技术[J].科技创新导报,2013(12):191.
[7] 陈征.在气候变化下的林业虫害防治技术[J].黑龙江科技信息,2015(8):182.