幾種金花茶組植物的遠(yuǎn)緣雜交育種

吳麗君, 陳 達(dá), 陳文榮, 李吉云

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；2.福建省國有來舟林業(yè)試驗(yàn)場，福建 南平 353004；3.龍巖市永福老吉園藝有限公司，福建 龍巖 364400)

金花茶[1-2]組植物是山茶科山茶屬植物中唯一開金黃色花的珍稀觀賞植物，素有“植物界的大熊貓”、“茶族皇后”[3]之美稱.目前，已知的金花茶組植物有42種5變種，除越南北部產(chǎn)10多種及我國云南、貴州、四川各產(chǎn)1種外，其余29種5變種均產(chǎn)于我國廣西南部、西南部[4]，這些物種的發(fā)現(xiàn)極大地豐富了山茶屬植物花色的種質(zhì)資源，是最為珍貴的雜交育種親本材料.金花茶的金黃色花朵花色獨(dú)特，極具光澤，但其花徑小，葉片較大，降低了觀賞價(jià)值及商業(yè)價(jià)值；且金花茶對氣候環(huán)境的適應(yīng)性不及其他山茶屬植物[5].而數(shù)以千計(jì)的被廣泛應(yīng)用于庭園美化、盆栽觀賞的山茶花還沒有開發(fā)出一個(gè)開金黃色花朵的品種[6].因此，不論是以培育適應(yīng)性強(qiáng)的金花茶，擴(kuò)大其栽培區(qū)域、應(yīng)用范圍，還是以培育黃色重瓣大花型山茶花為雜交育種目標(biāo)，開展金花茶組植物組內(nèi)雜交或與山茶屬其他親本的雜交均是山茶屬植物種質(zhì)創(chuàng)新的重要研究方向.

在國內(nèi)，前人[5-12]于20世紀(jì)70年代初就開展了以金花茶、山茶花為父母本的遠(yuǎn)緣雜交研究，培育了‘冬月’、‘新黃’等雜交新品種，其中，‘新黃’、‘金背丹心’成功地登錄中國茶花名錄[12].在國外，日本、美國、澳大利亞等自20世紀(jì)70年代末從我國引種金花茶種質(zhì)資源后，培育出了‘黃達(dá)’、‘黃繡球’等淡黃色花的雜交品種[5].由于金花茶遠(yuǎn)緣雜交座果率極低，并未取得理想的育種效果.要實(shí)現(xiàn)高觀賞、高商業(yè)價(jià)值的黃色大花型、重瓣、帶香氣、適應(yīng)性強(qiáng)的山茶花新品種育種目標(biāo)，還有必要擴(kuò)大雜交組合，改進(jìn)雜交技術(shù)，提高雜交座果率、成果率.

1 材料與方法

1.1 材料

以4種金花茶組植物、3種油茶組植物、7個(gè)山茶花品種或栽培品種為雜交親本材料，各親本樹齡、花期、花色等特征見表1.

表1 雜交親本特征Table 1 Characteristics of hybrid parents

1.2 雜交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在福建漳平永福老吉園藝場簡易溫室大棚(試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ)及南平福建省國有來舟林業(yè)試驗(yàn)場場部闊葉林下(試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ).雜交時(shí)間為2015年2月10日至3月10日、2016年2月10日至3月10日的每天9：30—12：00.選擇母本樹冠外圍、直立向上、無病蟲害、發(fā)育健壯的花枝，每一花枝選留1～2朵即將“松口”的花蕾，保留花蕾的大部分花瓣，采用蕾期授粉[13]及隔天連續(xù)授粉3次的重復(fù)授粉方法.授粉后，套袋并做標(biāo)記，未授粉的花蕾全部摘除，以減少養(yǎng)分消耗.

雜交后，定期、不定期對各雜交組合的座果、果實(shí)發(fā)育情況進(jìn)行觀察記錄.于2015年5月23—24日(授粉后約70～100 d，此時(shí)大多果徑約1 cm)統(tǒng)計(jì)座果率(座果數(shù)/雜交花數(shù)×100%).果實(shí)采收時(shí)，統(tǒng)計(jì)成果率(果實(shí)數(shù)/雜交花數(shù)×100%)[13].果實(shí)發(fā)育前期以施氮肥為主；果徑1 cm后每月噴施1次0.1% KH2PO4保果肥，以促進(jìn)果實(shí)發(fā)育.

1.3 高親和力雜交組合的篩選

2015年在兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置了30個(gè)雜交組合，2016年在試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ重復(fù)10個(gè)雜交組合(試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ，因2016年2月的極端低溫天氣，金花茶授粉及未授粉的花蕾均受凍害褐化脫落)，比較各組合的雜交效果.選為母本的金花茶組植物、油茶組植物或山茶花均為樹型好、樹冠大、結(jié)果量大、抗病蟲害能力強(qiáng)的母樹.

1.4 雜交苗培育方法及性狀表現(xiàn)觀察

雜交果成熟后及時(shí)采收.雜交種子采用無菌播種、常規(guī)播種的方法隨采隨播.常規(guī)播種：將未經(jīng)處理的雜交種子直接播種在黃心土+泥炭土+椰糠(1∶1∶1)的混合基質(zhì)(花盆內(nèi))上，覆土1 cm，再覆蓋薄膜保濕、保溫，等苗木出土后進(jìn)行常規(guī)的水、肥管理和養(yǎng)護(hù).無菌播種：參照組培技術(shù)的外植體無菌處理方法，將雜交種子播種在無菌基質(zhì)上.觀察種子的萌發(fā)情況，播種3個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)各雜交組合種子的萌發(fā)率，對苗高定期測量，對苗期形態(tài)進(jìn)行觀察對比.

2 結(jié)果與分析

2.1 各雜交組合的雜交效果

各雜交組合的雜交效果如表2所示.

表2 30個(gè)雜交組合的座果率、成果率Table 2 Fruit setting rate and fruit rate of 30 different hybrid combinations

從表2可見：2015年試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ的15個(gè)雜交組合中，11個(gè)組合是可孕的，座果率為2.8%～40.0%，僅東南油茶♀與防城金花茶♂，浙江紅花油茶♀與防城金花茶♂、凹脈金花茶♂3個(gè)組合獲得雜交果，但種粒不飽滿或?yàn)榭樟?，未獲得可育的雜交種子(表3).試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ的15個(gè)組合中，14個(gè)組合是可孕的，其中，6個(gè)組合的雜交果在發(fā)育過程中敗育或落果，未獲得果實(shí)，8個(gè)組合獲得了75個(gè)雜交果，共331粒雜交種子(表3).試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ與Ⅱ的雜交效果差異極大，除了不同組合親和力差異造成外，也可能與試驗(yàn)設(shè)施條件差異有關(guān).試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ的雜交母本種植于簡易大棚內(nèi)，授粉成功率、保果率受自然天氣的影響較小，各組合均沒有明顯的生理落果及病蟲害引起的落果高峰；而試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ的雜交母本在風(fēng)雨后，就出現(xiàn)明顯的落果.可見，簡易大棚對雜交授粉、座果、保果起著一定的保護(hù)作用.

各組合的雜交親和力差異極大，金花茶組內(nèi)種間的雜交成果率明顯大于組外種間雜交.從表2可見：試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ成果率最高的組合為黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂，其2015、2016年的成果率分別為37.3%、19.0%，該組合2年共獲得363粒雜交種子(表3)；2016年的座果率、成果率均低于2015年，可能與母本樹勢因雜交授粉而衰弱有關(guān).2015年，凹脈金花茶♀與‘烈香’♂、‘大美人’♂、黃樽薄葉金花茶♂，黃樽薄葉金花茶♀與‘克瑞墨’♂、杜鵑紅山茶♂，防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂，‘越南抱莖茶’♀與黃樽薄葉金花茶♂等7個(gè)組合的成果率均為1%～10%；2016年，10個(gè)組合中有6個(gè)組合獲得雜交果，其中，凹脈金花茶♀與‘烈香’♂、防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂也獲得理想的成果率，分別為19.3%、24.4%.

表3 雜交果、種子的形態(tài)特征1)Table 3 Characteristics of hybrid fruit and seeds

1)雜交組合號與表2的對應(yīng).

相同親本正反交的親和力差異極大.2015、2016年防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂的成果率分別為10.0%、24.4%，而反交組合均未得雜交果，表明‘越南抱莖茶’不適宜作為雜交母本.

2.2 雜交果及種子特征

雜交果果熟期更接近母本.凹脈金花茶母本的雜交果在10中下旬已陸續(xù)成熟開裂，直至11月中旬；而以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果至11月中旬才見個(gè)別果皮轉(zhuǎn)色，成熟期至12月中旬；兩類雜交果的成熟期大約相差1個(gè)月.

雜交果的形狀、大小、果色也更接近母本性狀，表明母本果實(shí)性狀的遺傳表現(xiàn)力極強(qiáng).從表3和圖1A、1B可見，以凹脈金花茶為母本的雜交果外形均呈南瓜狀、有5～6個(gè)明顯的果瓣?duì)?，果?.0～3.8 cm，果重6.7～14.8 g，幼果、成熟果均呈醬紫紅色，接近新葉葉色.以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果果實(shí)呈扁圓形，似溫州蜜柑，果徑4.2～6.6 cm，果實(shí)大小差異較大，最大果的果徑是最小果的4倍，果皮青綠色，成熟時(shí)部分轉(zhuǎn)為淡紫紅色，果實(shí)有3～6粒種子，種粒重2.10～3.75 g，種子近圓形、褐色.以東南油茶為母本的果實(shí)較小，呈小圓球形，但種子發(fā)育不良.以浙江紅花油茶為母本的果實(shí)似圓球形，果徑較大(5.8～6.6 cm)，但均屬無子果實(shí)，表明母本并未經(jīng)授精而結(jié)實(shí)，母本花蕾的子房與其他結(jié)構(gòu)發(fā)育成果實(shí)，屬“雜交假孕”.可見僅憑授粉后，子房是否膨大、是否座果，還不足以判斷父母本的親和力.

2.3 雜交種播種育苗及苗期觀察

簡易大棚內(nèi)的溫度為15～30 ℃，雜交種子常規(guī)播種2個(gè)月后，即可見種子破土發(fā)芽(圖1C).無菌播種發(fā)芽較常規(guī)播種發(fā)芽早(圖1D)，2個(gè)月后，大多數(shù)芽苗露出基質(zhì)3～4 cm,之后陸續(xù)展開真葉.從表4可見，2016年播種345粒種子，出苗309株，出苗率89.6%，除東南油茶♀與防城金花茶♂組合因雜交種子不飽滿外，其他8個(gè)組合均獲得雜交苗，各組合當(dāng)年生雜交苗苗高20～30 cm(圖1E)，多數(shù)雜交苗葉片大小、形狀、光澤更接近父母本的中間性狀(表4).

A：黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂的雜交果;B：凹脈金花茶♀與‘烈香’♂的雜交果;C：雜交種的常規(guī)播種育苗;D：雜交種的無菌播種育苗;E：8個(gè)月苗齡的雜交苗.圖1 雜交果及種苗培育Fig.1 Cultivation of hybrid fruit and seedling

雜交組合♀♂播種數(shù)粒萌芽數(shù)粒萌芽率%11個(gè)月平均苗高/cm成熟葉片長度cm寬度cm葉片形態(tài)凹脈金花茶‘烈香’5120.020.28.24.6葉片呈上寬下窄的倒楔形,葉脈凹凸明顯,觀賞價(jià)值高‘大美人’8450.026.312.54.9葉脈凹凸感不如母本黃樽薄葉金花茶12650.026.810.25.6葉片較大,新葉紅色似母本,葉脈凹凸感不明顯黃樽薄葉金花茶杜鵑紅山茶55100.024.97.24.0與母本黃樽薄葉金花茶相比,葉片變短變寬,光澤好,觀賞價(jià)值高‘克瑞墨’99100.024.49.45.0葉片變寬,光澤度減弱,葉脈凹凸感明顯防城金花茶28328099.029.310.05.8葉片較防城金花茶寬,光澤度好,似母本,觀賞價(jià)值高防城金花茶‘越南抱莖茶’6233.323.07.84.8與母本防城金花茶相比,葉片變短小,有一定的觀賞價(jià)值‘越南抱莖茶’黃樽薄葉金花茶3266.719.19.55.1葉脈凹凸感明顯,葉片呈上寬下窄的倒楔形,觀賞價(jià)值高東南油茶防城金花茶140--- -合計(jì)34530989.6

3 結(jié)語與討論

(1)金花茶各雜交組合的親和力差異極大，種間雜交多數(shù)親和率很低，但金花茶組內(nèi)種間雜交成果率高于組外種間雜交，這與陳俊愉[8]的研究結(jié)果一致.本研究開展的4種金花茶組植物、3種油茶組植物、7個(gè)山茶花品種或栽培品種為親本的30個(gè)遠(yuǎn)緣雜交組合試驗(yàn)，僅有8個(gè)組合獲得了雜交種子，其中，7個(gè)組合是以金花茶為母本，山茶花或金花茶為父本；1個(gè)組合是以山茶花為母本，金花茶為父本；而以油茶為親本的組合沒有獲得雜交種子.金花茶組內(nèi)種間雜交組合中的黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂的成果率達(dá)19.0～37.3%，而金花茶與山茶屬其他物種雜交的成果率為1.0%～10.0%.程金水等[7]開展防城金花茶與岳麓連蕊茶、攸縣油茶雜交的座果率僅為0.4%.

相同親本正反交組合的親和力差異極大[7]，以金花茶為母本的組合的成果率均高于反交組合.如防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂的雜交成果率為10.0%～24.4%，而反交組合未得雜交果.防城金花茶、凹脈金花茶、黃樽薄葉金花茶等3種金花茶是優(yōu)良的雜交母本材料，尤其是黃樽薄葉金花茶，其花量大、座果率高且樹型緊湊、葉片小、葉色亮麗有光澤，是觀葉、觀花價(jià)值最高的金花茶之一，而‘越南抱莖茶’等山茶花不適宜作為雜交母本.

(2)雜交母樹的種植環(huán)境也是影響金花茶雜交效果的因素之一.湯忠皓等[6]等認(rèn)為，授粉后能維持13～20 ℃，下雨量50 mm,金花茶雜交座果最多.本試驗(yàn)中，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的雜交組合不同，但試驗(yàn)點(diǎn)Ⅱ的15個(gè)雜交組合均未獲得雜交果，而試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ中的15個(gè)雜交組合有8個(gè)組合2年獲得513粒雜交種子，且成果率較高.這與試驗(yàn)點(diǎn)Ⅰ的雜交在大棚內(nèi)完成授粉，座果、保果受惡劣天氣影響較小有一定的相關(guān)性，因此，在大棚內(nèi)開展雜交育種值得推廣.

(3)金花茶雜交果的成熟期、果形、大小、果色均更似母本，而雜交苗的葉片大小、形狀、光澤更接近父母本的中間性狀.以凹脈金花茶為母本的雜交果熟期為10月中下旬至11中旬，果形似南瓜狀，與母本相似.以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果熟期為11中下旬至12月中旬，果實(shí)扁圓形，似溫州蜜柑，也與母本極為相似.

(4)適宜的溫、濕度是播種育苗的關(guān)鍵.播種時(shí)，大棚內(nèi)的溫度應(yīng)控制在15～30 ℃，濕度應(yīng)控制在75%左右；氣溫低于10 ℃，種子即休眠，影響發(fā)芽.本試驗(yàn)中，金花茶雜交種隨采隨播，平均出苗率達(dá)89.6%.韋霄等[14]通過濕沙藏、低溫貯藏等方式處理，金花茶發(fā)芽率僅為16.7%～79.4%，低于本試驗(yàn).可見隨采隨播的方式更適宜金花茶雜交種育苗.

目前，從1年生雜交苗還無法篩選出超親本的優(yōu)質(zhì)雜種后代，后續(xù)將通過雜交種苗后期生長、開花結(jié)果習(xí)性的進(jìn)一步觀察，有望獲得觀賞價(jià)值高的優(yōu)質(zhì)新種.

[1] 張宏達(dá).華夏植物區(qū)系的金花茶組[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1979,18(3):69-74.

[2] 唐紹清,杜林方,王燕.山茶屬金花茶組金花茶系的AFLP分析[J].武漢植物學(xué)研究,2004,22(1):44-48.

[3] 黃興賢,鄒蓉,胡興華,等.十四種金花茶組植物葉總黃酮含量比較[J].廣西植物,2011,31(2):281-284.

[4] 梁盛業(yè).世界金花茶植物名錄[J].廣西林業(yè)科學(xué),2007,36(4):221-223.

[5] 趙世偉,程金水,陳俊愉.金花茶和山茶花的種間雜種[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1998,20(2):44-47.

[6] 湯忠皓,黃連冬.金花茶雜交育種初報(bào)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1987,9(4):374-379.

[7] 程金水,陳俊愉,趙世偉,等.金花茶雜交育種研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,16(4):55-59.

[8] 陳俊愉.金花茶育種十四年[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1987,9(3):315-320.

[9] 黃連冬,莫樹業(yè).金花茶雜交新種初報(bào)[J].中國園林,1998,11(1):49-51.

[10] 陶源,鄧朝佐.毛瓣金花茶與宛田紅花油茶雜交育種成果初報(bào)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,16(3):112-114.

[11] SHINSAKU N, YOSHIAKI A.越南山茶×金花茶雜交種的子葉培養(yǎng)[J].廣西林業(yè)科技,1991,20(4):220-221.

[12] 李桂娥,蔣昌杰,李志輝,等.南寧市金花茶公園茶花引種保護(hù)與研究進(jìn)展概況[J].現(xiàn)代園藝,2015(4):10-15.

[13] 趙松子,王玉娟,敖婉初.油茶人工高效雜交技術(shù)[J].江西林業(yè)科技,2013,16(3):18-20.

[14] 韋霄,柴勝豐,蔣運(yùn)生,等.珍稀瀕危植物金花茶種子繁殖和生物學(xué)特性研究[J].廣西植物,2010,30(2):215-219.