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高产抗病优质慈姑品种育种筛选研究

发布时间:2018-08-10

摘要

  慈姑 (Sagittaria sagittifolia L.) 属泽泻科慈姑属慈姑种, 我国主要分布在长江中下游、华南及西南地区, 是当地人民喜爱的一种根茎类水生蔬菜, 江苏常年种植面积超过3 300 hm2[1-2]。慈姑是泰州地方特色水生蔬菜之一, 慈姑球茎含蛋白质5.6%、脂肪0.2%、碳水化合物25.7%、粗纤维0.9%以及钙、铁、维生素B、C和甜菜碱等[3-4], 既富营养, 风味亦佳, 深受消费者青睐。近年来泰州地区主栽慈姑品种单一, 加之常年复种造成土壤连作障碍以及品种退化, 慈姑黑粉病及褐斑病发生严重, 制约了慈姑产业发展。研究表明, 通过合理的轮作和培育引进抗病品种, 能有效改善土壤连作障碍[5-6], 提高慈姑产量和品质。为此本单位从国内慈姑主栽地区引进22份资源, 调查了生育期、产量等农艺性状和抗病性与抗逆性, 探讨各种质资源在泰州地区的表现, 以期能筛选出高产抗病优质的慈姑品种及优良育种材料, 为泰州慈姑优质高产栽培提供基础。

  1、材料与方法

  1.1、供试材料

  本试验从国内慈姑主栽地区引进22份种质资源, 以泰州主栽慈姑品种刮老乌为对照, 具体资源如表1。

表1 国内引进的22份种质资源
表1 国内引进的22份种质资源

  1.2、处理设计及田间管理

  供试材料于2016年3月15日育苗, 4月15日移栽, 株行距为40 cm×40 cm, 密度为62 500株·hm-2。以不同供试材料为试验处理, 随机区组设计, 重复2次, 每小区面积为12 m2。

  慈姑水分管理。前期保持浅水层;进入茎叶旺盛生长期, 搁田与灌水相间进行, 灌水深度5~6 cm, 搁田1周后再灌水保持2周, 交替循环2次;进入球茎膨大期, 搁田1次;球茎膨大中后期, 保持浅水层。

  慈姑肥料运筹。移栽前施足基肥, 主要是以腐熟牛粪等畜禽粪为主, 施用量为30 t·hm-2腐熟鸡粪, 另加45%复合肥 (N、P2O5、K2O均15%) 300 kg·hm-2;球茎膨大期, 于7月22日、8月24日2次追施51%复合肥 (N 26%, P2O510%, K2O 15%) 300 kg·hm-2。其他田间管理同大田常规高产栽培措施。

  1.3、测定调查项目

  每份资源选取10株定期记录株高、叶龄进程、叶片相关性状。在慈姑花期, 调查慈姑开花数、花期相关性状。在球茎成熟期, 每份材料选取5株调查各种质资源球茎相关性状, 收获期进行小区测产。

  1.4、数据分析

  本试验所有数据在Excel 2007中进行统计分析。

  2、结果与分析

  2.1、生育期

  从表2可以看出, 鄂-WH、滇-QJ的生育期与CK相差5~7 d, 来自广西 (桂-GC、桂-LP、桂-LZ) 的3个品种生育期较CK提前31 d, 苏-YC、苏-HA、苏-CZ的生育期较CK推迟31~34 d, 其余14个品种的生育期较CK推迟15 d。来自广东的3个品种, 缓苗期持续时间约20 d, 其余品种缓苗期为10~15 d。

表2 慈姑各种质资源生育期的比较
表2 慈姑各种质资源生育期的比较

  4月中旬泰州地区一般旬均气温高于15℃, 适宜种植当地慈姑。23份资源生育期调查发现, 广东地区的慈姑生长温度较高 (苗期>15℃, 生长中期耐35℃以上高温) , 广西地区的慈姑生长温度较低、耐热性差 (苗期<15℃, 生长中期高于35℃生长不良, 叶片焦黄, 提前枯死) , 其余地区的慈姑均能在泰州地区正常生长 (15℃左右) 。综上所述, 广西地区的慈姑品种生长的特异性强, 主要为适宜生长温度的范围为15~30℃;广东地区慈姑苗期生长温度较高;长江流域慈姑生长温度范围较为一致, 可实现地区间品种交换。

  2.2、茎叶性状

  从表3可以看出, 各慈姑品种在植株长势上差异明显, 主要表现在株高、叶龄总数及叶片大小上。综合比较发现, 滇-QJ长势最佳, 株高151.6 cm, 较对照增高13.6%, 最大叶叶面积较对照增大20.0%, 叶龄总数较对照多0.8叶。苏-SZH、沪-CM-2和浙-JX品种株高与CK比均矮2 cm, 除浙-JX最大叶叶面积较CK小36%之外, 其余2个品种较CK小12%~15%。

  2.3、开花习性

  慈姑为单子叶植物, 花为两性花, 雌花位于花序下部, 每轮2~3个, 雄花位于花序上部, 雌花的数目比雄花少, 同一花序上雌花先开放, 雄花开放时间较雌花晚7~10 d, 单个瘦果内含有几十粒种子。

表3 慈姑各种质资源植株叶片性状的比较
表3 慈姑各种质资源植株叶片性状的比较

  钟兰等[7]研究表明, 慈姑群体的花期从6月持续到10月, 但雌花开放速率比雄花快, 为典型的异交传粉作物, 需要传粉者活动才能完成授粉过程。对慈姑进行人工杂交可在开花后的6 h之内进行。

  不同种质资源慈姑群体开花率存在差异。从表4可知, 开花率低于5%的品种有10个, 开花率在5%~15%的品种有2个, 开花率高于15%的品种有8个, 不开花的品种有3个 (鄂-TM-1、鄂-WH和沪-CM-1) 。滇-QJ和浙-JX慈姑开花率分别为3%、15%, 对照的开花率为13%。慈姑开花率高的品种来自于广西和广东地区, 尤其是广西的3个品种开花率高于70%。

表4 慈姑各种质资源的开花习性
表4 慈姑各种质资源的开花习性

  2.4、球茎性状

  在慈姑成熟期, 取样调查各种质资源球茎相关性状。调查发现, 来自广西的3个品种、广东的3个品种单株产量极低, 单个球茎鲜重低于10 g, 横径与纵径长均为1.5~2.0 cm。

  从表5可知, 鄂-TM-2、沪-CM-2、浙-JX和滇-QJ单个球茎鲜重较CK重0.04~15.81 g;刮老乌球茎顶芽粗为11.64 mm, 鄂-TM-2、浙-JX和滇-QJ这3个品种顶芽粗大于刮老乌慈姑。

  2.5、田间抗病性表现

  慈姑黑粉病是由担子菌亚门虚球黑粉菌侵染引起的真菌病害, 主要侵染植株叶片、叶柄、花器和球茎, 对匍匐茎危害发生较少。慈姑黑粉菌在气温15℃以上开始冬孢子萌发, 释放出担孢子随水流进行传播。5月份, 泰州地区月平均气温16~25℃, 雨天数12 d。6—7月份, 泰州地区由南向北进入梅雨季节, 长期阴雨天气加速黑粉病菌的扩散, 而此时慈姑正处在茎叶旺盛生长阶段, 植株黑粉病发病严重。在黑粉病发病高峰期, 调查慈姑植株叶片发病情况发现, 23份品种中仅有3个品种 (桂-LP、桂-LZ、桂-GC) 对黑粉菌抗性表现为免疫, 其余20个品种对黑粉菌表现出不同程度的感病, 尤其是CK病叶率达100%且病情指数高。

表5 慈姑各种质资源球茎相关性状的比较
表5 慈姑各种质资源球茎相关性状的比较

  2.6、产量表现

  进入收获期, 对各慈姑品种进行小区产量测定。由表6可知, 有7个品种的理论产量高于CK, 分别是鄂-TM-2、鄂-WH、沪-CM-1、沪-CM-2、滇-QJ、浙-JX和苏-SZH。分析单株球茎鲜重发现, 浙-JX最重, 高达0.533 kg·株-1, 单株结球数11.3个。分析单个球茎鲜重发现, 滇-QJ单个球茎重达52.5 g, 其次为浙-JX的47.2 g, 均高于对照的39.7 g。

表6 慈姑各种质资源的产量表现
表6 慈姑各种质资源的产量表现

  3、小结与讨论

  不同地区慈姑资源在泰州种植表现不一样, 主要表现在生育期、主要农艺性状和产量相关性状上。整体来看, 22份慈姑资源中滇-QJ生育期199 d, 属于中早熟的品种, 生长势强, 株高、叶面积均较高, 产量高于对照品种刮老乌, 黑粉病抗性高于对照;浙-JX、苏-SZH属中晚熟品种, 产量分别较刮老乌高91.7%、43.9%。桂-LP、桂-LZ、桂-GC在黑粉菌抗性上表现出免疫, 群体开花率高达70%, 可用于慈姑杂交优势育种的抗原材料。

  参考文献
  [1]赵有为.几种主要的水生蔬菜生产技术发展概述 (下) [J].长江蔬菜, 1992 (2) :17-18.
  [2]陈家宽.中国慈姑属的系统与进化植物学研究[M].武汉:武汉大学出版社, 1989.
  [3]李彦连.保健蔬菜慈姑高产栽培技术[J].内蒙古农业科技, 2007 (2) :116-117.
  [4]顾丽.慈姑品质和产量形成的初步研究[D].扬州:扬州大学, 2006
  [5]张俊, 黄春燕, 刘云梅, 等.大棚蚕豆-慈姑水旱轮作栽培技术[J].长江蔬菜, 2014 (17) :28-30.
  [6]马政, 仲子忠, 钱小华, 等.慈姑引种比较试验[J].上海蔬菜, 2015 (2) :20-21.
  [7]钟兰, 柯卫东, 刘玉平, 等.慈姑的传粉生物学与人工杂交研究[J].长江蔬菜, 2010 (14) :65-67.

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