太空誘變下3個(gè)百子蓮品種開花特性的研究

摘 要：研究了3個(gè)百子蓮品種種子經(jīng)太空誘變后開花指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，太空誘變后，BB品種種群的開花比例明顯提高，但花期明顯變短、花朵數(shù)明顯減少；DBH、DB早花2個(gè)品種的開花比例明顯下降，但花葶高度明顯降低。

關(guān)鍵詞：太空誘變；百子蓮；開花比例；開花周期；開花指標(biāo)

中圖分類號(hào) S68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）21-25-03

百子蓮（Agapanthus）屬植物是原產(chǎn)南非的多年生根莖類花卉，花葶纖長，花序碩大，花色白色至深藍(lán)色，花期長，葉片雅致，是高檔的切花花材，又是園林綠化的良好材料。近幾年國內(nèi)學(xué)者先后對(duì)百子蓮屬不同品種進(jìn)行了引種栽培、種子生物學(xué)、栽培基質(zhì)、種質(zhì)資源收集、切花保鮮、花芽分化、組織培養(yǎng)等研究[1-3]，但對(duì)百子蓮育種尤其是非常規(guī)育種方面還沒有太多報(bào)道；與此同時(shí)，空間誘變技術(shù)蓬勃發(fā)展，以變異頻率高、變異穩(wěn)定快、變異類型豐富等優(yōu)點(diǎn)受到國內(nèi)外育種學(xué)家的重視[4]。本研究選擇百子蓮屬3個(gè)性狀優(yōu)良品種的種子進(jìn)行太空搭載，與地面種子進(jìn)行對(duì)照播種，分析太空誘變對(duì)百子蓮3個(gè)品種3a生苗開花特性以及光合特性指標(biāo)的影響，比較各材料經(jīng)搭載處理和未搭載處理（對(duì)照）之間的性狀差異，分析其變異規(guī)律，為獲得百子蓮優(yōu)良品種奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 百子蓮（Agapanthus praecox ssp. orientalis ‘Big Blue’）、（Agapanthus praecox ssp. orientalis‘Extra Large Special Dark Blue’）、（Agapanthus praecox ssp. orientalis‘Dark Blue’）早花型3個(gè)品種種子分成2組，一組經(jīng)衛(wèi)星搭載（處理）；另一組未經(jīng)衛(wèi)星搭載（地面對(duì)照）。其中衛(wèi)星搭載組搭載返回式“長征”二號(hào)丙運(yùn)載返回式衛(wèi)星進(jìn)行了15d的軌道運(yùn)行，高度為200～300km，返回式衛(wèi)星所處的真空度為10-9～10-5Pa，微重力為10-3～10-5g。對(duì)照組在地面于常溫下干燥保存。

2009年10月，對(duì)百子蓮3個(gè)品種BB、DBH、DB早花進(jìn)行換盆，采用紅色花盆種植太空搭載組，采用綠色花盆種植地面對(duì)照組，參照張偉燕對(duì)百子蓮屬種子生物學(xué)特性研究得出的結(jié)論并進(jìn)行改良，栽培介質(zhì)均采用蛭石∶沙=3∶1進(jìn)行配比，定期對(duì)其進(jìn)行澆水、除草、去除干枯葉片。2010年4月至2012年8月進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)在上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院校內(nèi)溫室進(jìn)行。

1.2.1 開花特性的田間觀測(cè) 對(duì)百子蓮3個(gè)品種的3a生苗搭載組和對(duì)照組的開花特性指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，定期對(duì)百子蓮抽葶期、破蕾期（始花期）、盛花期、結(jié)實(shí)期、花葶高、花朵數(shù)等開花指標(biāo)以及相應(yīng)的分蘗數(shù)、株高、葉長、葉寬等生長指標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)和記錄，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析其變化規(guī)律。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 采用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，運(yùn)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 太空誘變對(duì)百子蓮開花比例的影響 對(duì)太空搭載百子蓮及對(duì)照種群開花比例進(jìn)行觀察（表1）。結(jié)果表明，BB搭載組73株有33株開花，開花比例為45.2%，而對(duì)照組88株僅12株開花，開花比例為13.6%；且3個(gè)品種中除了BB搭載組開花比例大于對(duì)照組（45.2%>13.6%）外，DBH、DB早花搭載組開花比例均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)照組；開花比例依次為BB搭載組>DBH對(duì)照組>DB早花對(duì)照組>DBH搭載組>DB早花搭載組>BB對(duì)照組。進(jìn)一步對(duì)其開花物候及開花情況進(jìn)行觀察。

表1 太空誘變對(duì)百子蓮開花的影響

[處理＼ BB ＼ DBH ＼ DB早花 ＼總株數(shù)/開花株數(shù)＼開花比例（%）＼總株數(shù)/開花株數(shù)＼開花比例（%）＼總株數(shù)/開花株數(shù)＼開花比例（%）＼太空搭載＼73/33＼45.2＼57/22＼38.6＼92/18＼19.6＼ck＼88/12＼13.6＼13/8＼61.5＼12/6＼50＼]

圖1 太空誘變百子蓮及對(duì)照開花比例比較

2.2 太空誘變對(duì)百子蓮開花物候期的影響 由圖2可知，太空搭載百子蓮各品種間開花進(jìn)程存在一定的差異。百子蓮BB搭載組始花最早，為5月24日，DB對(duì)照組最晚，為6月4日；花期結(jié)束以BB對(duì)照組最晚，為8月10日，DBH搭載組與對(duì)照組花期結(jié)束最早，為7月31日。其中除DB對(duì)照組開花進(jìn)程呈單峰曲線外，其余各搭載組與對(duì)照組均呈現(xiàn)多峰狀態(tài)。

太空搭載百子蓮3個(gè)品種平均花期集中在46.7～49.75d（表2）且品種間存在一定的差異。BB、DBH、DB早花3個(gè)品種搭載組的花期都短于對(duì)照組，且變異幅度BB>DBH>DB早花；除了BB搭載組與對(duì)照組存在明顯差異外（P=0.008<0.05），其余2個(gè)品種搭載組與對(duì)照組差異不明顯。

圖2 太空誘變百子蓮及對(duì)照開花進(jìn)程比較

表2 太空誘變百子蓮花期及方差分析

[處理＼ BB ＼ DBH ＼ DB早花 ＼花期（d）＼變幅＼P（0.05）＼花期（d）＼變幅＼P（0.05）＼花期（d）＼變幅＼P（0.05）＼太空搭載＼46.7±0.615＼-3.05＼0.008*＼46.73±0.442＼-1.02＼0.277＼48.72±0.609＼-0.95＼0.424＼ck＼49.75±0.698＼＼＼47.75±0.940＼＼＼49.67±0.803＼＼＼]

注：*表示P在0.05水平上差異顯著。

圖3 太空誘變百子蓮及對(duì)照花期比較

2.3 太空誘變對(duì)百子蓮開花指標(biāo)的影響 由表3和圖4可知，太空搭載百子蓮3個(gè)品種的花葶長度和每個(gè)花序的花朵數(shù)均是搭載組小于對(duì)照組。經(jīng)太空搭載后，BB的平均花葶高度從105cm降至96.45cm，DBH、DB早花的平均花葶高度分別從105.5cm、127.67cm降至87.45cm、89.89cm；且變異幅度DBH>BB>DB早花。同時(shí)BB、DBH、DB早花3個(gè)品種SP1代植株的每個(gè)花序的花朵數(shù)也出現(xiàn)了不同程度的減少，分別從104.08、98.13、102.33減至91.06、91.86、94.89，變異幅度BB>DB早花>DBH。利用方差分析進(jìn)一步檢驗(yàn)變異差異性。

表3 太空誘變百子蓮及對(duì)照開花指標(biāo)的比較

[開花

指標(biāo)＼ BB ＼ DBH ＼ DB早花 ＼X±S.d＼Range＼（ck）X±

S.d＼Range＼變幅＼X±S.d＼Range＼（ck）X±

S.d＼Range＼變幅＼X±S.d＼Range＼（ck）X±

S.d＼Range＼變幅＼花葶高度（cm）＼96.45±3.832＼36～125＼105.0±9.034＼46～141＼-8.55＼87.45±4.195＼40～112＼105.5±4.590＼83～123＼-18.05＼89.89±5.153＼36～121＼127.67±7.923＼101～160＼-7.78＼花朵數(shù)（個(gè)）＼91.06±1.661＼74～108＼104.08±3.543＼80～121＼-13.02＼91.86±2.185＼70～110＼98.13±3.441＼94～108＼-6.27＼94.89±3.444＼60～121＼102.33±4.702＼95～125＼-7.44＼]

圖4 太空誘變百子蓮及對(duì)照開花指標(biāo)比較

表4 太空誘變百子蓮開花指標(biāo)方差分析

[品種＼花葶高度＼花朵數(shù)＼BB＼0.311＼0.001*＼DBH＼0.023*＼0.145＼DB早花＼0.001*＼0.270＼]

注：*表示P在0.05水平上差異顯著。

方差分析結(jié)果表明，太空搭載百子蓮DBH、DB早花2個(gè)品種的花葶高度與ck對(duì)比差異顯著（P0.05≥0.023、0.001），BB品種的花朵數(shù)與ck對(duì)比差異顯著（P0.05≥0.001）；其余均差異不明顯。

2.4 太空誘變對(duì)百子蓮繁殖能力的影響 田間觀察發(fā)現(xiàn)，太空搭載組樣本的萌蘗株大部分都多于ck；從表5和圖5可以看出，BB、DBH 2個(gè)品種分蘗數(shù)與地面對(duì)照相比，分蘗能力增強(qiáng)，且BB品種的分蘗能力明顯高于對(duì)照，P=0.000遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.05；但DB早花品種卻出現(xiàn)了相反的情況，分蘗水平下降。

表5 太空誘變百子蓮分蘗數(shù)的變化

[處理＼ BB ＼ DBH ＼ DB早花 ＼分蘗數(shù)

（個(gè)）＼變幅（%）＼分蘗數(shù)

（個(gè)）＼變幅（%）＼分蘗數(shù)

（個(gè)）＼變幅（%）＼太空搭載＼3.04±0.175＼2.6＼3.38±0.307＼0.23＼1.57±0.246＼-1.68＼ck＼0.44±0.151＼＼3.15±0.492＼＼3.25±0.641＼＼]

圖5 太空誘變百子蓮及對(duì)照分蘗數(shù)比較

表6 太空誘變百子蓮分蘗數(shù)方差分析

[品種＼分蘗數(shù)＼BB＼0.000*＼DBH＼0.258＼DB早花＼0.021*＼]

3 結(jié)論與討論

3.1 太空誘變對(duì)百子蓮開花特性的影響 太空誘變后，BB、DBH、DB早花3個(gè)品種植株群體的開花比例發(fā)生了一定的變化，但變異方向和幅度存在一定的差異。BB種群搭載組的開花比例明顯高于對(duì)照組，表明在一定程度上太空誘變提高了其開花株數(shù)；而DBH、DB早花搭載組開花比例均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)照組，表明搭載對(duì)百子蓮品種開花比例的影響各不相同，與品種本身密切相關(guān)。開花進(jìn)程除DB對(duì)照組開花進(jìn)程呈單峰曲線外，其余各搭載組與對(duì)照組均呈現(xiàn)多峰狀態(tài)。

3個(gè)品種搭載組與對(duì)照組相比，花期、單花序花朵數(shù)、花葶高度均發(fā)生了不同程度的變化。BB種群在誘變后花期變短、每個(gè)花序花朵數(shù)變少，而DBH、DB早花誘變后花葶高度明顯變短。這可以為后續(xù)選育花葶矮化品種提供一定的依據(jù)。

3.2 太空誘變對(duì)百子蓮繁殖能力的影響 BB、DBH 2個(gè)品種分蘗數(shù)與地面對(duì)照相比，分蘗能力增強(qiáng)；但DB早花品種卻出現(xiàn)了相反的情況，分蘗水平下降；表明空間條件對(duì)百子蓮繁殖能力存在一定的影響但正負(fù)不定[5]。

參考文獻(xiàn)

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[3]魏佳.百子蓮屬五個(gè)品種開花生物學(xué)特性的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2009.

[4]溫賢芳，張龍，戴維序，等.天地結(jié)合開展我國空間誘變育種研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，18（4）：241-246.

[5]湯澤生，楊軍，趙燕，等. 航天誘變鳳仙花SP1代花、果實(shí)和種子的研究[J].西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，26（1）：47-51.

（責(zé)編：施婷婷）