秋石斛蘭F1代主要觀賞性狀的遺傳表現(xiàn)

陳和明 呂復(fù)兵 李佐 肖文芳 尤毅

摘 要 以秋石斛蘭為親本，配制成6個(gè)雜交組合，對(duì)雜交F1代的植株性狀、花部性狀和開花期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，雜種F1代的株幅、葉寬、花梗長(zhǎng)、花徑等4個(gè)數(shù)量性狀的平均值分別占中親值的99.63%、96.18%、97.01%和99.77%，均較中親值有所下降，表現(xiàn)出一定程度的衰退現(xiàn)象，但由于組合內(nèi)存在一定的變異幅度，選育植株較大、花徑較大或花梗更長(zhǎng)的個(gè)體是可能的；在植株的株高、葉長(zhǎng)、單枝花朵數(shù)、花色及始花期等方面表現(xiàn)出超親優(yōu)勢(shì)，尤其是單枝花朵數(shù)和花色遺傳優(yōu)勢(shì)明顯；在花色遺傳上，無(wú)論是以白色花還是以紅色系列花作母本，F(xiàn)1代均表現(xiàn)為紅色系列且分離廣泛，表明紅色系列遺傳能力更強(qiáng)。

關(guān)鍵詞 石斛蘭；雜交；觀賞性狀；遺傳

中圖分類號(hào) S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Genetic Performance of Main Ornamental Traits in

F1 Hybrids of Dendrobium hybrida

CHEN Heming1，2， Lü Fubing1，2 *， LI Zuo1，2， XIAO Wenfang1，2， YOU Yi1，2

1 Floricultural Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou， Guangdong 510640， China

2 Guangdong Provincial Key Laboratory of Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization， Guangzhou，

Guangdong 510640， China

Abstract The genetic performance of some characters such as plant，flower and flowering period in F1 generation with six crosses in Dendrobium hybrida was studied. The results showed that the plant width， leaf width， peduncle length and flower diameter in F1 generation declined， whose mean was 99.63%， 96.18%， 97.01% and 99.77% of parents respectively， but the overparent individuals still existed in plant width or flower diameter or peduncle length. The genetic heritability of plant height， leaf length， flower number， flower color and early flowering period was strong， especially flower number and flower color. F1 generation showed red series and separated widely on the flower color whether maternal parents were white flowers or red ones， which suggested that the genetic ability of red color trait was stronger.

Key words Dendrobium； Hybridization； Ornamental characteristic； Heredity

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.09.002

石斛蘭為蘭科（Orchidaceae）石斛蘭屬（Dendrobium）多年生植物。栽培上把石斛蘭分為溫帶型落葉種（春石斛蘭）和熱帶型常綠種（秋石斛蘭）[1]。其中，春石斛蘭的花一般生于莖的各個(gè)節(jié)上，花枝長(zhǎng)2～5 cm，花枝較短，著生1～3朵花，自然花期2～5月，單枝花期約20 d，主要作為盆栽及觀賞；秋石斛蘭的花主要著生于莖的頂部，花枝長(zhǎng)50～100 cm，花枝較長(zhǎng)，花序上著生十幾朵或數(shù)十朵花，自然花期8～12月或更長(zhǎng)，單枝花期1～2個(gè)月，是重要的商品切花和盆花兩用的熱帶蘭之一[2]。

長(zhǎng)期以來(lái)，泰國(guó)、新加坡等國(guó)的蘭花育種家通過(guò)長(zhǎng)期的雜交育種，培育出許多秋石斛蘭優(yōu)秀品種，如薩賓（Dendrobium‘Sabine No.1）、大熊貓（Dendrobium‘Ekapolpanda No.1）、白花秋石斛（Dendrobium‘White）、復(fù)色秋花石斛（Dendrobium‘Ceaoai）等；我國(guó)在改革開放后才陸續(xù)引進(jìn)秋石斛蘭，起步較晚，同時(shí)由于地域氣候的限制，造成秋石斛蘭的規(guī)?；耘喟l(fā)展緩慢，以及在育種方面的滯后[3-4]。近年來(lái)對(duì)秋石斛蘭的研究報(bào)道主要集中于組織培養(yǎng)[5-8]、栽培管理[9-13]和工廠化育苗[14]等方面，在雜交育種和育種后代的性狀分離及觀賞性的遺傳表現(xiàn)方面未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以6個(gè)秋石斛蘭雜交組合的F1代及其親本的性狀表現(xiàn)進(jìn)行觀察比較，研究雜交組合性狀的遺傳表現(xiàn)，以期為秋石斛蘭雜交育種后代優(yōu)良單株的選擇和親本的選配提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2006年5月在廣東省名優(yōu)花卉種質(zhì)資源圃內(nèi)，選取編號(hào)D104、D105、D106、D107、D108的秋石斛蘭優(yōu)良品種，每品種切取部分幼嫩側(cè)芽進(jìn)行組培繁殖，并在2006年10月對(duì)以上5個(gè)親本進(jìn)行人工授粉雜交（表1）。2007年2月獲得雜交蒴果并進(jìn)行無(wú)菌播種，2008年5月獲得的雜種后代（F1代）植株及親本的克隆苗，數(shù)量為2 100株并進(jìn)行種植觀察，2010年9月F1代及親本開花，10月進(jìn)行觀賞性狀調(diào)查。

1.2 方法

從F1代的每個(gè)雜交組合中隨機(jī)挑取100株，調(diào)查以下9個(gè)性狀：株高、株幅、葉長(zhǎng)、葉寬、花梗長(zhǎng)、花徑、花朵數(shù)、花色（分為花萼、花瓣顏色和唇瓣顏色）及始花期。其中，株高、株幅、葉長(zhǎng)、葉寬、花梗長(zhǎng)、花徑、花朵數(shù)、花色等8個(gè)性狀的測(cè)試方法參見石斛蘭DUS測(cè)試指南[15]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel計(jì)算各性狀平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并利用SAS軟件進(jìn)行變異系數(shù)分析[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株株高遺傳

對(duì)雜交組合及其雙親的植株株高進(jìn)行比較和統(tǒng)計(jì)分析，其遺傳表現(xiàn)見表1。由表1可以看出，F(xiàn)1代的植株株高有增高的趨勢(shì)，在6個(gè)雜交組合中5個(gè)組合的F1代株高均值高于中親值，低于中親值的僅有1個(gè)組合，在雜交組合的總平均株高相當(dāng)于中親值的111.73%，大于高親值的個(gè)數(shù)占51.91%，小于低親值的個(gè)體占雜種數(shù)的17.79%，表明F1代的植株比親本明顯增高，呈現(xiàn)出較大的超親優(yōu)勢(shì)，同時(shí)組合內(nèi)植株株高的變異系數(shù)為4.58%～7.80%，極值之差為12.0～24.7 cm。

2.2 植株株幅遺傳

植株株幅遺傳表現(xiàn)見表2。從表2可以看出F1代株幅總平均值相當(dāng)于中親值的99.63%，總體表現(xiàn)一定程度的衰退，但組合間存在差異，6個(gè)雜交組合中一半組合的F1代株幅均值低于中親值，一半組合高于中親值；其中，小于低親個(gè)體比例為43.85%，大于高親個(gè)體的比例占40.75%。但有的組合具有較大的遺傳優(yōu)勢(shì)，如雜交組合D106×D104，超高親個(gè)體占F1代總數(shù)的70.58%，組合內(nèi)植株株幅的變異系數(shù)為6.00%～8.21%，極值之差為6.4～10.9 cm。

2.3 植株葉長(zhǎng)和葉寬遺傳

通過(guò)對(duì)F1代植株葉長(zhǎng)、葉寬的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表3和表4。從表3可知，F(xiàn)1代植株葉長(zhǎng)呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，雜交組合的總平均葉長(zhǎng)相當(dāng)于中親值的107.29%，大于高親值的個(gè)數(shù)占雜種數(shù)的54.06%，小于低親值的個(gè)數(shù)為18.79%，且6個(gè)雜交組合全部的F1代葉長(zhǎng)均值均高于中親值，表明F1代的植株葉長(zhǎng)比親本長(zhǎng)，超親優(yōu)勢(shì)明顯（表3）。但F1代植株葉寬遺傳明顯低于葉長(zhǎng)（表4），由表4可以看出，雜交組合的總平均葉寬相當(dāng)于中親值的96.18%，表現(xiàn)出明顯的遺傳衰退，小于低親值的個(gè)體占雜種數(shù)的40.52%，介于雙親之間的占41.32%，大于高親值的僅占18.16%，尤其是組合D104×D105葉寬的遺傳衰退更為明顯，其中小于低親值的個(gè)體占雜種數(shù)的62.50%。從變異系數(shù)來(lái)看，葉長(zhǎng)總平均變異系數(shù)為9.36%，比植株葉寬的總平均變異系數(shù)高出2.92%，表明F1代植株葉長(zhǎng)分離較大。

2.4 花梗遺傳

雜種F1代的花梗長(zhǎng)與親本比較表現(xiàn)出一定的衰退現(xiàn)象，但組合間存在差異（表5），表現(xiàn)在6個(gè)雜交組合中4個(gè)組合的F1代花梗長(zhǎng)的均值低于中親值，高于中親值的僅有2個(gè)組合；在F1代植株總數(shù)中，花梗長(zhǎng)總平均數(shù)相當(dāng)于中親值的97.01%，花梗低于雙親值的個(gè)體占總個(gè)體的51.74%，介于雙親值間的占13.98%，大于高親值的占34.28%。

2.5 花徑遺傳

6個(gè)雜交組合總平均花徑相當(dāng)于中親值的99.77%，但雜交組合間存在差異（表6），6個(gè)組合中一半組合的F1代花徑均值高于中親值，一半組合低于中親值；在總的F1代植株中，花徑低于雙親值的個(gè)體占總個(gè)體的19.26%，介于雙親值間的占56.42%，大于高親值的占24.32%。

2.6 單枝花朵數(shù)遺傳

由表7可知，雜種F1代花朵數(shù)表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，雜交組合的總平均花數(shù)相當(dāng)于中親值的106.22%，小于低親值的個(gè)體占雜種數(shù)的25.04%，介于雙親之間的占37.88%，大于高親值的占37.08%，尤其是雜交組合D106×D104和D107×D104花數(shù)的遺傳優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)，表現(xiàn)為小于低親值的個(gè)體占雜種數(shù)的20.59%和15.85%，大于高親值的個(gè)體占雜種數(shù)的64.70%和56.10%，高出其正交組合D104×D106和D104×D107的35.29%和26.39%。

2.7 花色遺傳

從表8可以看出，雜種F1代花萼、花瓣顏色分離廣泛，由親本的4種顏色：白色、紅色/白色、紫紅/白色、深紫紅，分離出另外7種顏色且沒有白色的出現(xiàn)，分別為粉紅、紅色、淺紫、紫紅、粉紅/白色、淺紫/白色、深紫/白色，但唇瓣顏色的分離較小些（表9），由親本的4種顏色：白色、紅色/白色、紫紅/白色、深紫/白色，分離出另外5種顏色：淺紫、紫紅、深紫、粉紅/白色、淺紫/白色，且沒有白色的出現(xiàn)。

由表8和表9可知，以白色花為母本，紅色系列花作父本，其后代花色（包括花萼、花瓣顏色和唇瓣顏色）均表現(xiàn)為紅色系列且分離更為廣泛；以紅色系列花作為母本，白色花為父本，其后代花色（包括花萼、花瓣顏色和唇瓣顏色）同樣表現(xiàn)為紅色系列且分離廣泛，以上表明紅色系列的花色遺傳能力更強(qiáng)。

2.8 始花期遺傳

雜種F1代的始花期見表10。從表10可以看出，F(xiàn)1代的始花期在9～11月均有，與親本的始花期集中于9月相比，雜種F1代發(fā)生了分離。但無(wú)論是那個(gè)雜交組合，雜種F1代的始花期主要集中在9～10月份，始花的個(gè)體數(shù)分別占總個(gè)數(shù)的62.33%和26.00%，尤其是9月份始花的數(shù)量在60.0%以上，表明雜種F1代的始花期趨向親本，但分離更為廣泛。

3 討論與結(jié)論

雜交是為獲得具有優(yōu)良性狀或優(yōu)勢(shì)基因的一種有效方法，其中分析性狀的遺傳規(guī)律和不同性狀雜種優(yōu)勢(shì)對(duì)選擇親本組合、提高育種效率及選育出性狀優(yōu)良的新品種具有重要意義[17]。在蘭花方面，研究雜交后代遺傳表現(xiàn)較多的報(bào)道仍然是蝴蝶蘭，俞繼英等[18-19]及陳和明等[20]均對(duì)蝴蝶蘭雜交后代的開花植株進(jìn)行了研究，但在石斛蘭方面雜種后代遺傳表現(xiàn)還未見報(bào)道。

本試驗(yàn)中通過(guò)對(duì)秋石斛蘭親本性狀及其F1代的分離性狀的研究，雜種F1代的株幅、葉寬、花梗長(zhǎng)、花徑等4個(gè)數(shù)量性狀的平均值，均較中親值有所下降，表現(xiàn)出一定程度的衰退現(xiàn)象，在觀賞花卉非洲菊[21]、杜鵑[22]和百合[23]等上也有類似現(xiàn)象，其原因可能是經(jīng)過(guò)有性過(guò)程后，優(yōu)勢(shì)降低了，致使雜種群體的性狀平均值下降，由于組合內(nèi)存在一定的變異幅度，選育植株較大、花朵較大或花梗更長(zhǎng)的個(gè)體是可能的，主要通過(guò)改善栽培條件和提高管理水平，在同樣衰退的程度下，仍可提高雜種平均值，從而提高選擇率。但在植株的株高、葉長(zhǎng)、單枝花朵數(shù)、花色及始花期等5個(gè)性狀方面表現(xiàn)出超親優(yōu)勢(shì)，尤其是單枝花朵數(shù)和花色遺傳優(yōu)勢(shì)明顯，其雜交組合的總平均花數(shù)相當(dāng)于中親值的106.22%，大于高親值的占37.08%，而雜種F1代花萼、花瓣顏色由親本的4種顏色分離出另外7種顏色，唇瓣顏色由親本的4種顏色分離出另外5種顏色等，研究結(jié)果與陳和明等[20]一致。同時(shí)無(wú)論是以白色花為母本，還是以紅色系列花作母本，其后代均表現(xiàn)為紅色系列且分離廣泛，表明紅色系列的花色遺傳能力更強(qiáng)，與董雪娜等[24]認(rèn)為非洲菊雜交后代中白色與紅色組合的親本顏色在后代中無(wú)遺傳優(yōu)勢(shì)不一致，可能與不同種類的花卉其遺傳能力不同有關(guān)。

李娟娟等[17]認(rèn)為遺傳變異系數(shù)分為3個(gè)等級(jí)：0～15%（遺傳變異度較小），15%～30%（遺傳變異度中等），30%以上（遺傳變異度較大），一般認(rèn)為變異程度達(dá)到中等即可以認(rèn)定該性狀有較豐富的選擇潛力。本試驗(yàn)中花色、始花期遺傳變異較大，從親本的4種顏色分離出另外7種顏色，始花期從親本的9月到子代8～11月均有始花，但株高、株幅、葉長(zhǎng)、葉寬、花梗長(zhǎng)、花徑、花朵數(shù)均表現(xiàn)出較小的遺傳變異（表1～7）?？傮w來(lái)說(shuō)，秋石斛F1代各組合內(nèi)的數(shù)量性狀的遺傳表現(xiàn)較為一致，性狀分離較小，但花色和始花期2個(gè)性狀的F1代優(yōu)勢(shì)明顯并產(chǎn)生了廣泛分離，因此，選育出綜合性狀優(yōu)良的秋石斛蘭新品種是可能的。本研究中由于設(shè)置的組合在花色、花型等組配上還不夠全面，需要進(jìn)一步完善，以便深入了解秋石斛蘭觀賞性狀的遺傳特點(diǎn)，提高雜交育種效率。

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