核桃人工杂交育种技术

辛国 · 发表于 2015-3-30 05:42

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本帖最后由辛国于 2015-3-30 06:06 编辑

核桃人工杂交育种技术

山东省果树研究所王钧毅研究员（已退休）

泰安市绿园经济林果树研究所所长

核桃是目前国内外十分重视的木本油料树种。它的坚果、核仁、壳、木材以及树体对生态环境、人体健康、食用油的生产，都有着重要价值。本世纪以来，国家林业局和山丘、岭地、土地资源较丰富的地方政府都十分重视核桃经济林的发展。尤其是近年来广大人民群众，把核桃看做是一种天然保健食品，老少皆宜食用。因此市场价格逐年上升。优质高档的薄壳核桃坚果，如香玲、温185等售价每公斤可达80～100元，从而促进了群众对栽种核桃的积极性。从事核桃栽培业的广大群众，都希望获得高产优质的坚果和较高的产仁量、产油量及木材积蓄量较高的各类新品种。

上世纪国内各科研单位选育出的核桃新品种，为我国核桃产业的发展，为农民增收致富，做出了很大贡献。随着社会的发展，人们需求的变化，需要更多的具有新特征，较适宜本地区以及加工业发展的核桃品种。如大面积的核桃生产园，需求采收后适宜机械脱皮的核桃品种。要求壳皮厚度在1.2～1.5㎜，缝合线紧密、不易破碎、成熟期较一致、青皮内果肉、维管素组织易脱落、抗病（炭疽病、黑斑病）、耐湿（普通核桃在降水量达1200㎜左右）、核仁种皮色淡（似云南漾濞核桃）、味香、以及含油量高、单果重达到15g以上、丰产或单果重小、出油率、出仁率高的丰产品种。以及树干通直，在良好的土壤及管理条件下树干高度为3～4m，胸径平均年增长量达1.5～3.5㎝的速生优质果材兼用品种，和健身及工艺性文玩核桃新品种等。

这些新的要求，现有的品种就难以达到。为核桃育种工作者又将提出了新的课题。

我国地域辽阔气候差异较大，国内少数科研单位选育出的新品种难以适宜各地区的自然环境和工业发展及人们生活的需求。因此，核桃育种工作者应当在现有条件的地区进行引种、选种和育种工作。

1 概况

1.1 我国核桃资源种类状况

1.1.1普通核桃类（Juglans regia L.）

我国核桃资源丰富，分布较广泛，其栽培种主要分布在华东、华中、华北、西北、西南等地。资源极为丰富的为普通核桃（Juglans regia L.）其主要栽培区为新疆、甘肃、青海、陕西、山西、河南、河北、山东、北京、重庆、四川、湖北、江苏、浙江等地。在普通核桃类型中又分为早实、晚实两个类型。60～70年代初我国核桃科研单位多着重于早实类型的研究与生产。在上世纪70 年代末80年代初我国核桃科研工作者，把种植后的核桃实生苗4年内结果的称为早实类型，而5年以上6～8年生结果均称为晚实类型。经几十年来生产科研证明这一分类法是较为正确的。

我国早实核桃类型的主要生态分布区为新疆阿克苏、库车、乌什等地，和田等地也有分布，但较少。陕西扶风也有少量分布。目前国内各省、市、自治区等地，所栽种的核桃多为早实核桃品种，如：香玲、辽核1号等。近年来有人反映，四川黑水县也有早实核桃分布，但有待于考证。而我国新疆巩留县原始核桃林中，据1982年考察也有原始类型的早实核桃类型分布。而普通晚实核桃的资源在我国除云、贵以及黑龙江、内蒙等地以外均有分布。

1.1.2铁核桃（Juglans sigillata Dode）资源

我国铁核桃资源主要分布在云、贵、川（南部）和西藏的东南部。铁核桃是一种单独的生态类型，它耐阴湿、高温、耐多雨、适应性强。但它不耐寒，在摄氏－10℃左右即发生冻害。所以它不适宜年最低温度-10℃以下的地区生长发育。近年来北京林果研究所，用泡核桃（铁核桃栽培种）的花粉做育种材料初步获得成功。

由于我国核桃种质资源极为丰富，为各地区的核桃育种提供了良好的条件，只要我们能够认真收集加以充分利用，长期坚持下去，就一定会培育出适宜各地区自然条件的优良新品种。

目前，对种质资源的收集，多着重于对各地的优良品种、优系，以及本地区的品种、优系、优株作为育种材料，以品种改良为目的。

2 种质资源的收集与保存

种质资源收集应以本地区种质资源为主，再引入适于本地区的优良品种和优系。

2.1 用途分类

2.1.1带壳销售类

2.1.2优质核仁类

2.1.3油用类

2.1.4鲜食类

2.1.5材、果兼用类

2.1.6健身、工艺类

2.2品种特性的分类

2.2.1抗病类（褐斑病、炭疽病）

2.2.2抗晚霜类（较当地主栽品种晚发芽5～7天）

2.2.3早实类（播种后4年内结果）

2.2.4晚实类（播种后6～8年结果）

2.2.5短枝类（结果枝粗壮、长、中、短果枝平均长度为12㎝、7㎝、3㎝）

2.2.6速生类（5年生后胸径年平均生长量1.5～3.0㎝）

3 育种目标的确定

3.1气象资料的收集与研究

3.1.1年降水量

3.1.2积温及最低和最高温度

3.1.3日照时数

3.2用途的确定

3.2.1带壳销售型：对坚果要求为抗病、丰产、出仁率50%左右，内种皮色浅，无涩味、仁饱满、味香。外壳较光滑、美观、取仁易。平均单果重：薄壳类10～18g ，中壳类19～24g，厚壳类25～28g。

3.2.2仁用型：速生、抗病、丰产、取仁易；仁重在8g以上；内种皮光洁，无涩味。

3.2.3油用型：速生、抗病、丰产、取仁易或较易；核仁在自然压榨条件下出油率在60%左右。

3.2.4鲜食型：该品种类型，为近年来人们生活水平提高的需求而提出。其要求速生、早实、丰产、早熟、坚果鲜重在25～30g，鲜仁重15～20g。

3.2.5材果兼用类：速生、抗病、树干统直；胸经年平均增长量1.5～3㎝。坚果出仁率在40%左右；取仁易等。

3.2.6健身、工艺型：平均坚果重17～25g；三径平均在4.2～4.8㎝；壳皮缝合线均匀凸起，外形美观等。

4 杂交亲本特性的观察

在核桃品种圃和资源圃内，逐年对品种、品系、优株资源的代表单株要进行连续3～5年的综合观察。对各单株的各种特性均有明确的了解，主要对以下性状的观察：

4.1 结果特性：如早实类；晚实类；果枝种类，长、中、短；结果母枝抽生果枝数；每果枝平均座果数；结果母枝的连续结果能力；结果枝座果2个；3个；4个以上多果类果枝；各类果枝在全树结果枝中所占百分率等。

4.2 物候期观测：在资源圃内要对各单株历年观察萌动、萌芽、新梢生长；雄花膨大、生长、初花、盛花、末花。雌花出现；柱头开裂，初花；盛花；末花；果实膨大；第一次落果期；第二次落果期；果实生长期；青皮变黄；青皮开裂；各个物候期要逐一观察。尤其对选作亲本的单株，更要做全面细致的观察做好记录。

5 遗传性状的传递规律

据多年来观察及对相关资料的研究，核桃遗传育种其杂交体及后代各类性状传递规律是不同的。通常称:“质量性状” 和“数量性状”，前者传递率较稳定。如；结果期的早、晚；坚果的大、小；壳皮的厚、薄；取仁的难易，内种颜色的深、浅；干性的强、弱；萌芽早、晚等。而后者“数量性状”如同一品中的树势强、弱；树冠大、小；产量高、低；坚果大、小；壳皮厚、薄；内种皮色浅、深等。在不同环境年份均有变化。杂交育种工作了解核桃相关性状的稳定于否，对亲本选择极为重要。只有在不断的实践过程中才能更加了解掌握各类性状的变化。如在相同条件下，两株相同年龄的核桃树均为小果型（单果重10g以下）。若周边没有大果型的树株介入，它的后代很难发现有大果型的（单果重超过15g以上）后代。新疆阿克苏地区，库车、乌什等地所引种的早实核桃，其坚果壳皮均在1.5㎜以下，很少有超过2.0㎜.但据观察，也有例外类型。如：“元丰”核桃在山东、河北、河南等地栽培，其坚果壳均在1.3～1.5㎜比较稳定；而在甘肃陇南林科院试验园内，坚果变大（超过15g以上）壳皮厚度达3㎜是少见的。从而说明核桃性状的其稳定与变化是相对的。

物候期的变化；有些品种及其后代均较稳定。如：美国“强特勒”品种发芽晚于“香玲”7～10天。用它做父本和“元丰”杂交得到的后代选出的“元林”品种，其发芽物候期也较香玲晚一周左右。从“元林”品种，种子的实生后代，选育出发芽晚的实生苗，发芽期晚于其祖先“强特勒”7～10天，晚于“香玲”20天左右。反应出在遗传性状上的叠加效应。这为我们抗晚霜育种提供良好种质资源。

核桃后代遗传力的研究。对核桃育种工作有着重要的作用。对“质量性状”，和“数量性状”的深入观察研究。集中优良亲本的优良性状的杂交育种，会创造出抗病、抗晚霜；丰产、早实、优质的核桃新品种。

6 杂交组合的确定

杂交组合是未来新品种培育的基础。在了解观察了圃内现有的国内品种和本地区的品种，都无法满足所在区域生产发展的需要而决定的。是用现有多种品种资源，其优良特性进行人工杂交而叠加其优良性状培育新品种为依据，来确定双亲组合。例如：陇南所在地要培育出；带壳销售的抗病（黑斑病、炭疽病）、抗晚霜（与当地易受晚霜冻害的主栽品种比较晚发芽5～7天）、丰产（按树冠投影面积计每㎡产仁量300～400g核桃产量可达300～500㎏/亩；若产仁量达到500～600g坚果产量每亩可达600～700㎏。早实核桃8～10年，晚实核桃15～20年）。优质（出仁率50%以上；核仁内种皮浅黄、乳黄色；无涩味或微涩；平均仁重7.5g以上；坚果重14g以上；果壳较光滑、美观）。的新品种。

根据上述要求，首先选用抗病、抗晚霜，较丰产的即每结果枝平均座果在3个左右早实和晚实品种，优系、优株做亲本的一方；在选用丰产、优质、（坚果重15g以上）抗病或抗病性较强的品种，优系、优株为另一方；两者可正反交，这主要看雌、雄花期的早、晚。若双方均为雌先型，其雄花就要进行早期升温处理。杂交组合的双方必须各自具有突出特点。如：抗病、大果、抗晚霜（发芽晚）。

例二、若培育仁用型新品种对外壳的形态可不予以要求，只要抗病、抗晚霜、丰产（鲜仁每㎡产仁在800～1000g）。优质（内种皮无涩味；核仁香、无异味，平均单鲜仁重10～12g）。速生（10年生树高达到12m以上，产量鲜果达40～60kg）。

7 套袋

这是杂交工作必做之事。由于核桃花芽为混合芽，在枝梢生长的同时，雌花序也同时生长，新枝上的叶片也在生长，其叶片为羽状复叶，叶大而多。因此；它的杂交工作与仁果类有很大的不同，需要作如下事项：

7.1 纸袋的准备

杂交育种所用的袋子材料要用半透明的羊皮纸制做，长、宽为50～20㎝为宜。纸袋为筒状两端不封闭，只封闭一侧可用缝纫机扎好。制好的纸袋一端、折叠1㎝宽的边后用2个曲别针夹好。待授粉时解下曲别针打开袋口，授粉后再夹起。

7.2 套袋时期

核桃由于品种、株系、物候期的不同，套袋时间应选择在雌花序出现时，既雌花柱头刚刚隆起即开始套袋，将纸袋套至结果母枝组上（且不可只套在新梢枝上），套上后，袋子上端用手向上拉动一下，留下约1/2～2/3的空间。为新的果枝生长和雌花的发育留下空间。然后把纸袋下口扎紧，在扎紧之前先将纸袋下口用拇指与食指之间的虎口部位捏紧，用30㎝长绳扎紧。扎时一定要用力，使纸袋扎口不能转动以防大风把新枝刮断。在扎口前要调查袋内有几朵雌花，并标记在标签上，标签挂在扎紧袋口的母枝下部，以备授粉时查找记载雌花数量。

7.3母枝的选择

套袋时在确定套袋数量后，在母枝上选用的结果母枝，应选择树冠外围上、中、下生长健壮的长、中结果母枝。尽量不用内膛枝。套袋结果母枝上有1～2个结果枝为好，便于套袋和授粉。

8 花粉的采集

在确定组合后，对柔荑花序的父本雄花，要每天观察其花序生长发育情况。待花序进入生长末期；花序的花粉囊，由绿变微黄时要做以下工作：

8.1 雄花序的采集

待花序变黄进入初花前，应立即采集。采后的雄花序先用蒸馏水清洗干净，然后用吸水纸吸干水分后，放在羊皮纸或干净的纸张上。放在干燥、通风好的实验室内晾晒。为了防止多个组合花粉的传播，可在雄花序上盖一层薄纸。经2～3天后即开始散粉。在日常的工作，雄花序不能采集过早，在花粉囊没有变黄时采集很难散粉；过晚雄花开过既无法采集。因此，对父本雄花的采集应抓紧时间，适时采收。

8.2 花粉的采集于贮存

晾晒的花序散粉后可用小瓶收集，装有花粉的小瓶，在瓶外做好标记，放入冰箱的冷藏室备用。花粉的贮藏时间一般15～20天，不能时间过长。

9 人工杂交

人工杂交育种工作是当今农作物育种的必备手段，科学在发展，目前还难以代替这项工作。

9.1 树体的标记

根据组合要求首先对选做母本的树体，做好编号。

9.2 授粉时间

观察套袋母树上，未套袋的结果枝的雌花发育情况，待雌花柱头呈45°角时，可打开袋子查看。若达到该标准时，即开始授粉。

9.3 授粉

用选定组合的粉授粉时，所用授粉工具，可用毛笔，把毛笔头的4/5部分用透明胶带包起；只露0.5厘米长的毛笔尖。打开袋的上口看好雌花柱头若已开裂呈45°角或平角均可授粉。授粉时选在上午9时以后。需二人一组，一人授粉，一人做辅助工作。打开装花粉的瓶盖，用笔尖沾少许花粉，在每个雌花的柱头，轻轻点一下，花粉不要沾的过多。柱头上的花粉过多会导致花粉中毒，柱头枯萎死亡，影响雌蕊发育，难以座果。

授粉后，授粉的雌花数可在标签上记下，若没有授粉的即柱头尚未开裂的雌花，可在袋子上标记。过2～3天后再补充授粉一次。

9.4 去套

杂交授粉时正是新稍幼果生长迅速期，在良好的天气下4～5天即可去袋。套袋时间不宜过长，影响新梢和幼果的发育。摘袋后将捆绑袋口的绳子仍然绑在有标牌的枝上，便于调查授粉后座果情况。

9.5 调查坐果

人工杂交的雌花由于多种原因的影响。在第一次生理落果后，坐果率一般在30%左右。有时有的组合可高达50%以上，有时不足10%。因此；第一次调查座果时间应在6月下旬、7月上旬较为准确。

9.6 杂交种的采收

杂交种的采收应在果实充分成熟后采收，为防止落果的混杂；应在母树果实采收前2～3天单独采。采收时将该母树上的套袋授粉母枝的标签统一解下，便于统计该组合杂交后的结实率。

9.7 杂交种的采收后处理

采后，带青皮的杂种在网袋上挂上标签侵沾一下乙烯利催熟剂放置2～3天后及时脱皮。清洗后晾晒，在天气晴朗的秋天3～4天可晒干，把各组合的种子统一放在通风良好无鼠害的库房内贮藏。

10 杂交种子的处理与播种

第二年春3～4月份土地化冻后杂交种准备播种。要做好如下事宜。

10.1 浸种

杂交种子一般较少50粒种子以内可装在一个网袋内若100粒以上可用2个或3个网袋便于层积，装好种子的网袋放入缸内加凉水浸泡。薄壳种子泡5～6天。厚壳种子泡7～8天。每天换一次水。到时间，将装有种子的网袋捞出，放在地面上晾晒一天。

10.2 层积催芽

经过地面晾晒一天的种子放入铺有湿沙畦内，畦宽1米长度根据种子多少而定畦。下面铺20厘米左右的湿沙，把装有种子的网袋平铺到沙面上，然后盖湿沙厚度在20厘米左右，不能过浅或过深。然后在沙的上面盖上塑料布，四面压好，白天日晒，晚上盖上草帘子保温。从层积开始，在正常天气下15天左右种子开始萌芽，即可开始选出萌芽的种子播种，未裂口萌动的种子再放入沙内贮藏，待发芽进行第二次播种，直至播种完毕。

10.3 圃地整理与播种

杂交圃与一般苗圃不同，在种子出苗后需要在圃地栽植3～5年。为了节约土地，畦宽可为1.2米，做起30㎝宽的畦梗，长度根据种子数量而定。整畦前，长10米的畦内放入腐熟有机肥50～100㎏和复合肥0.5～1kg，刨起整平。

播种时一畦两行，早实亲本（父、母本均为早实品种或优株、优系），发芽的种子，其种子播种距离可为30～40㎝；晚实亲本（亲本一方或亲本双方为晚实品种的优株、优系），种子距离为50～60㎝，以便苗期，与幼树期间生长和田间观察。根据杂交组合育种目标的要求；淘汰劣株。留下性状优良的单株进行观察。

“核桃人工杂交育种技术”是根据多年来杂交育种实际工作情况所叙述，不妥之处请指正。