不同茶梅品種雜交親和性分析

韓國(guó)勇

摘? 要? 為了解茶梅品種間雜交親和性并為其親本選擇選配提供理論依據(jù)，以12個(gè)茶梅品種為材料，采用不規(guī)則配組法共配對(duì)72個(gè)組合，開(kāi)展了花粉活力比較及雜交親和性試驗(yàn)。結(jié)果表明，有66個(gè)雜交組合能結(jié)實(shí)（91.7%），每個(gè)組合平均結(jié)實(shí)率為28.63%，其中14對(duì)組合雜交親和性強(qiáng)（結(jié)實(shí)率在50%以上），并以‘晚霞ב銀元的雜交親和性最好（結(jié)實(shí)率達(dá)100%），43對(duì)組合雜交親和性較強(qiáng)（結(jié)實(shí)率在10.0%～46.2%），9對(duì)組合的雜交親和性較差（結(jié)實(shí)率低于10%）;另有6對(duì)雜交組合無(wú)法獲得雜交果實(shí)（8.3%）;花粉活力對(duì)雜交親和性有一定的影響，但雜交親和性與花粉活力沒(méi)有必然的因果關(guān)系。供試茶梅品種中，‘有希作為雜交父本或母本的親和性均表現(xiàn)較強(qiáng)，‘乙女、‘秋芍藥、‘昭和之榮作為雜交母本的結(jié)實(shí)性較強(qiáng)，‘東紅牡丹、‘丹玉、‘銀元、‘堪次郎作雜交父本可增強(qiáng)母本結(jié)實(shí)性，‘晚霞具有適合作雜交母本的單一偏向性。

關(guān)鍵詞? 茶梅;花粉活力;雜交親和性;結(jié)實(shí)率中圖分類號(hào)? S685.14???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.008

茶梅（Camellia sasanqua）屬于山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia），常綠灌木或小喬木，與山茶花、云南山茶、金花茶一起組成山茶屬中四大觀賞栽培類群，是具有較高觀賞價(jià)值的木本花卉^[1-2]。茶梅樹(shù)形雅致，一枝多花、葉似茶，花如山茶花和梅花，花色艷麗，花開(kāi)秋冬，正值冬季百花凋零時(shí)，花瓣基部不連生，花謝時(shí)彩霞遍地，許多品種還帶有香味，深受世人青睞，在我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)的公園綠化、道路綠化和住宅小區(qū)的生態(tài)配植中應(yīng)用廣泛^[3-4]。茶梅原產(chǎn)于日本，在中國(guó)有著悠久的栽培歷史，性喜溫濕環(huán)境，適于酸性砂質(zhì)壤土，耐寒性較強(qiáng)，耐熱性較好，有著“陽(yáng)光茶花”的美譽(yù)^[5-6]。由于長(zhǎng)期的自然演變和種間雜交，茶梅的園藝品種已相當(dāng)豐富，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有栽培品種500多個(gè)，高繼銀等^[7]在《世界名貴茶花》中記載有茶梅品種79個(gè)，沈蔭椿^[8]在《山茶》中記載茶梅品種116種，徐碧玉等^[3]在《茶梅》中記載茶梅品種達(dá)122個(gè)。根據(jù)形態(tài)特征和生物學(xué)特性可將茶梅分為原生野茶梅、冬茶梅和春茶梅3個(gè)類群^[8-9]。在茶梅雜交育種研究方面，日本、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)外學(xué)者以耐寒、芳香、小花小葉型等特性為育種目標(biāo)，選育出‘飄雪、‘冬天的希望、‘冬日魅力、‘冬日之星、‘冬玫瑰、‘南極冰、‘天堂、‘伊麗莎白等茶梅雜交新品種^[3]。國(guó)內(nèi)有關(guān)茶梅的研究報(bào)道多集中在生理生態(tài)、資源收集保存、品種培育、繁殖、栽培和園林應(yīng)用等方面^[10-14]，在雜交育種方面，僅在各大栽培品種群之間做了部分雜交工作^[3，15]，而茶梅品種群內(nèi)品種間的雜交育種研究未見(jiàn)報(bào)道。本文以福州植物園多年來(lái)收集的茶梅品種為材料，開(kāi)展花粉活力測(cè)定及田間授粉試驗(yàn)，并對(duì)供試茶梅資源進(jìn)行雜交親和性研究及分析，旨在為茶梅新品種的后續(xù)雜交選育工作提供理論參考。

1? 材料與方法

1.1 材料

2016—2017年從福州植物園北峰國(guó)有林場(chǎng)茶梅種質(zhì)資源庫(kù)（26°12′28″E，119°15′13″N，海拔435 m）中選擇12個(gè)單瓣、半重瓣或牡丹重瓣型的茶梅品種作為雜交親本材料，其中包括‘東紅牡丹（‘Azuma botan）、‘堪次郎（‘Kan?jiro）、‘朝倉(cāng)（‘Asakura）、‘乙女（‘Oto?me）、‘丹玉（‘Red Jade）、‘昭和之榮（‘Showa-no- s??ak??ae）、‘秋芍藥（‘Fuji-no- mine）、‘皇玉（‘K??o??gyoku）、‘銀元（‘Silver Dollar）、‘晚霞（‘Sunset Clouds）、‘有希（‘Yuki）和‘星上星（‘Star above star）等。供試親本材料均具有相對(duì)正常的雌雄蕊，株體強(qiáng)健，樹(shù)齡6～10 a，生長(zhǎng)表現(xiàn)良好。

1.2? 方法

1.2.1 ?花粉采集及萌發(fā)率測(cè)定? 雜交時(shí)，如花期父本、母本相遇的，直接采用新鮮父本花粉授粉;部分父本、母本花期不遇的，需采集花粉陰干，用硫酸紙包好，放入干燥器，置入冰箱冷藏室貯藏備用，盡快雜交?；ǚ勖劝l(fā)率參考年玉欣等^[16]的離體萌發(fā)法測(cè)定，略有改進(jìn)。選擇在盛花期的晴天采集含苞待放的花朵，收集花粉，先在凹玻片的凹槽上滴一滴花粉培養(yǎng)液（MS+8%蔗糖+ 0.1%硼酸+1%瓊脂），在培養(yǎng)液表面均勻撒少許花粉，置于墊有濕濾紙的培養(yǎng)皿中，于23 ℃恒溫箱中培養(yǎng)8 h后顯微觀測(cè)，計(jì)算花粉萌發(fā)數(shù)，每個(gè)載玻片統(tǒng)計(jì)3個(gè)視野，重復(fù)3次，萌發(fā)率（%）=（萌發(fā)花粉數(shù)/觀測(cè)花粉總數(shù)）×100%，取平均值。

1.2.2? 雜交試驗(yàn) ?以12個(gè)供試茶梅品種為材料，根據(jù)花粉活力及采集量，采用不規(guī)則配組法對(duì)72對(duì)組合進(jìn)行雜交授粉，共授粉1 812朵花。授粉時(shí)，選擇晴天上午9：00—11：00，將即將開(kāi)放的茶梅母本的花朵剪去花瓣和雄蕊，保留雌蕊，用棉簽蘸父本花粉輕輕地涂抹到雌蕊柱頭上，套上網(wǎng)袋，并做好標(biāo)記。授粉后30 d，對(duì)不同茶梅品種雜交組合的坐果率進(jìn)行調(diào)查，10～11個(gè)月后記錄授粉結(jié)實(shí)個(gè)數(shù)。雜交試驗(yàn)在2016年12月上旬至次年的1月進(jìn)行。

1.3? 數(shù)據(jù)分析

對(duì)雜交授粉組合數(shù)（number of crosses，NOC）、結(jié)實(shí)組合數(shù)（number of fruit-setting crosses，NOFC）、授粉總數(shù)（number of pollination，NOP）、結(jié)實(shí)總數(shù)（number of fruit-setting，NOF）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算組合結(jié)實(shí)率（結(jié)實(shí)的雜交組合對(duì)數(shù)/雜交組合對(duì)數(shù)）和授粉結(jié)實(shí)率（結(jié)實(shí)個(gè)數(shù)/授粉朵數(shù)），通過(guò)比較組合結(jié)實(shí)率（rate of fruit- setting crosses，ROFC）和授粉結(jié)實(shí)率（rate of fruit-setting，ROF），對(duì)供試各茶梅品種作母本或作父本的雜交親和性進(jìn)行評(píng)價(jià)，雜交親和性評(píng)價(jià)結(jié)果分為強(qiáng)（組合結(jié)實(shí)率≥30%，100%≥授粉結(jié)實(shí)率≥50%）、較強(qiáng)（組合結(jié)實(shí)率≥30%，50%>授粉結(jié)實(shí)率≥30%）、較弱（組合結(jié)實(shí)率≥30%，30%>授粉結(jié)實(shí)率≥10%）、弱（組合結(jié)實(shí)率≥30%，10%>授粉結(jié)實(shí)率≥0%）4個(gè)等級(jí)，如果同一種材料作父本的雜交親和性（cross fruitfulness as male parent，CFMP）和作母本的雜交親和性（cross fruitfulness as female parent，CFFP）的評(píng)價(jià)結(jié)果相差2個(gè)或2個(gè)以上等級(jí)，則說(shuō)明該品種具有適合作母本或父本的單一偏向性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進(jìn)行處理與分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1? 茶梅品種花粉活力的觀測(cè)比較

花粉活力是保證雜交工作正常進(jìn)行的前提，不同茶梅品種的花粉萌發(fā)率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。如圖1所示，12個(gè)參試茶梅品種的花粉萌發(fā)率在22.5%～57.3%，平均為40.8%，相差較大。其中‘朝倉(cāng)的花粉量較少，花粉活力較低（30%>花粉萌發(fā)率≥0%），花粉萌發(fā)率僅為22.5%;‘銀元、‘有希、‘堪次郎、‘昭和之榮的花粉活力較高，花粉萌發(fā)率≥50%，散粉量大，花粉較容易獲得，是很好的父本材料;其他品種的花粉活力中等，50%>花粉萌發(fā)率≥30%，亦可以考慮作為父本。

2.2? 不同茶梅品種雜交親和性分析

對(duì)12個(gè)供試茶梅品種的72對(duì)雜交組合進(jìn)行田間雜交授粉，授粉30 d后有66對(duì)雜交組合坐果結(jié)實(shí)，共產(chǎn)生498個(gè)雜交果實(shí)，結(jié)實(shí)率在0～100%，平均每對(duì)組合結(jié)實(shí)率為28.63%（表1）。由表1可見(jiàn)，在66對(duì)雜交結(jié)實(shí)組合中，‘晚霞ב銀元的結(jié)實(shí)率最高，達(dá)100%;其次是‘有希ב堪次郎、‘晚霞ב堪次郎、‘乙女ב銀元、‘秋芍藥ב堪次郎、‘晚霞ב有希、‘晚霞ב昭和之榮、‘乙女ב丹玉、‘乙女ב東紅牡丹、‘昭和之榮ב丹玉、‘皇玉ב堪次郎、‘秋芍藥ב昭和之榮、‘昭和之榮ב銀元、‘秋芍藥ב銀元共13個(gè)組合，結(jié)實(shí)率達(dá)52.2%～89.5%;‘昭和之榮ב秋芍藥、‘東紅牡丹ב秋芍藥等43對(duì)組合的結(jié)實(shí)率介于10.0%～46.2%，相對(duì)較低;‘東紅牡丹ב有希等9對(duì)組合結(jié)實(shí)率低于10%，雜交親和性較差。從表1還可知，‘丹玉ב秋芍藥、‘丹玉ב東紅牡丹、‘星上星ב堪次郎、‘晚霞ב乙女、‘晚霞ב皇玉、‘昭和之榮ב皇玉6對(duì)組合表現(xiàn)為雜交不親和（占雜交組合數(shù)的8.3%），為完全不親和組合。

2.3? 不同茶梅正反交之間親和性差異比較

由表2可知，不同茶梅品種作母本或父本的雜交親和性差異較大。作母本時(shí)，‘有希、‘晚霞的雜交親和性強(qiáng)（ROF分別為52.5%和51.9%），‘乙女、‘秋芍藥、‘昭和之榮雜交親和性較強(qiáng)，‘朝倉(cāng)、‘皇玉、‘東紅牡丹、‘丹玉、‘星上星的雜交親和性較弱。作父本時(shí)，‘有希、‘東紅牡丹、‘丹玉、‘銀元、‘堪次郎的雜交親和性較強(qiáng)，‘朝倉(cāng)、‘乙女、‘秋芍藥、‘皇玉、‘晚霞、‘昭和之榮、‘星上星的雜交親和性較弱。在正反交中，‘有希作母本或父本均得到較高的授粉結(jié)實(shí)率（分別為52.5%和36.0%），說(shuō)明‘有希具有較強(qiáng)的親和性，是較好的父母本材料;‘乙女、‘秋芍藥、‘昭和之榮作父母本時(shí)，授粉結(jié)實(shí)率的正交值都高于反交值，說(shuō)明作母本的親和性高于作父本;‘東紅牡丹、‘丹玉分別作父母本時(shí)，授粉結(jié)實(shí)率的正交值均低于反交值，說(shuō)明作父本的親和性高于作母本;‘朝倉(cāng)、‘皇玉、‘星上星作父母本時(shí)，授粉結(jié)實(shí)率均較低，說(shuō)明這3個(gè)品種對(duì)父母本的選擇性很強(qiáng)。從表2還可看出，‘堪次郎和‘銀元分別做父本時(shí)，具有較強(qiáng)的親和性，是較好的父本材料?！硐甲髂副緯r(shí)授粉結(jié)實(shí)率強(qiáng)（51.9%），作父本時(shí)授粉結(jié)實(shí)率較弱（20.4%），雜交親和性評(píng)價(jià)結(jié)果相差2個(gè)等級(jí)，說(shuō)明該品種具有適合作母本的單一偏向性。

2.4? 親本花粉活力與雜交親和性的相關(guān)性

通過(guò)圖1與表1、表2對(duì)比發(fā)現(xiàn)，茶梅花粉活力的高低直接影響了作父本的雜交結(jié)實(shí)性?；ǚ刍盍^高的‘有希、‘銀元、‘堪次郎

和‘昭和之榮4個(gè)茶梅品種中，有3個(gè)作父本雜交親和性較強(qiáng)（‘有希、‘銀元、‘堪次郎）、1種較弱（‘昭和之榮）;花粉活力中等的7個(gè)茶梅品種中，‘東紅牡丹和‘丹玉作父本時(shí)雜交親和性較強(qiáng)，而‘乙女、‘秋芍藥、‘晚霞、‘星上星和‘皇玉5個(gè)較弱;花粉活力較低的‘朝倉(cāng)作父本雜交親和性較弱。由此可見(jiàn)，茶梅雜交親和性與其花粉活力存在一定的相關(guān)性，作父本雜交親和性較強(qiáng)的茶梅花粉活力相對(duì)較高或中等，而花粉活力中等或較低的茶梅作父本雜交親和性相對(duì)較弱。

3 ?討論

我國(guó)自20世紀(jì)80年代至今，先后選育或引進(jìn)的茶梅品種已超過(guò)百個(gè)，但目前用于園林綠化的茶梅品種基本都是傳統(tǒng)品種，茶梅育種工作較為滯后，需不斷培育更為豐富的茶梅品種^{[3， 8]}。茶梅多為異花授粉植物，親本的遺傳基礎(chǔ)不同，通過(guò)人工授粉可提高結(jié)實(shí)率，所獲得的雜交授粉后代往往也具有較大的變異，是選育新品種、新類型的主要途徑^[17]。雜交不親和是影響雜交效率的主要原因之一，篩選雜交親和性高的雜交組合對(duì)今后的育種工作尤為重要^[18-19]。茶梅在中國(guó)有著1 200多年的栽培歷史，但目前的栽培品種中除了‘小玫瑰和‘黃海南寶珠外，主要來(lái)自日本。多年來(lái)，一些茶花愛(ài)好者也進(jìn)行了雜交育種工作，如黃德鄰先生利用茶梅與其他山茶類品種雜交選育出用茶梅雜交的新金花茶，盧始華通過(guò)人工雜交選育出‘寒秀等茶梅雜交品種^[3];陳俊愉^[15]選擇茶梅、山茶花等與金花茶母株進(jìn)行雜交，找到了一些可孕性較高的雜交組合。本研究中，供試的茶梅品種間雜交親和性差異較大，在72對(duì)組合中，有66對(duì)雜交結(jié)實(shí)，占授粉組合的91.7%，其中14對(duì)組合雜交親和性強(qiáng)（結(jié)實(shí)率在50%以上），43對(duì)組合雜交親和性較強(qiáng)（結(jié)實(shí)率介于10.0%～46.2%），9對(duì)組合的雜交親和性較差（結(jié)實(shí)率低于10%）。另有‘丹玉ב秋芍藥等6對(duì)組合表現(xiàn)為雜交不能結(jié)實(shí)，由于只是1年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，只能說(shuō)明這6對(duì)組合親和性不高，親和性表現(xiàn)尚需進(jìn)一步論證。

人工授粉時(shí)，挑選適宜的父母本，是雜交中很關(guān)鍵的一步，尤其是父母本之間雜交親和性的強(qiáng)弱直接影響雜交育種的成敗。同一茶梅品種作母本或作父本的雜交親和性有一定差異，大部分茶梅品種雜交組合只能通過(guò)單向雜交結(jié)實(shí)。本研究中，‘有希具有較強(qiáng)的親和性，既可作為父本也可作為母本材料育種;‘乙女、‘秋芍藥、‘昭和之榮作為母本時(shí)親和性高于作為父本;‘東紅牡丹、‘丹玉作為父本時(shí)親和性高于作為母本;‘朝倉(cāng)、‘皇玉、‘星上星對(duì)父母本的選擇性都很強(qiáng)，‘晚霞具有適合作母本的單一偏向性，適宜作母本材料育種。由此可見(jiàn)，在親本選擇時(shí)，可通過(guò)尋找合適的父母本來(lái)提高雜交結(jié)實(shí)率，避免親本材料的浪費(fèi)。

花粉活力是促使雜交座果的重要條件，與雜交結(jié)實(shí)率有一定的相關(guān)性^[20]。通過(guò)對(duì)不同茶梅品種花粉活力的測(cè)定，可以為雜交育種工作中的親本選擇提供一定的依據(jù)。對(duì)父本來(lái)說(shuō)，要求具有活力的花粉，花粉發(fā)芽率宜在10%以上^[3]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，‘有希、‘銀元、‘堪次郎和‘昭和之榮的花粉活力較高，花粉萌發(fā)率大于50%，而且散粉量大，花粉較容易獲得，是較好的父本材料;‘東紅牡丹、‘丹玉、‘乙女、‘星上星、‘晚霞、‘皇玉、‘秋芍藥的花粉活力中等，花粉萌發(fā)率在30%～50%;‘朝倉(cāng)的花粉活力較低，但也高于所需的10%，可作為父本育種材料。在供試的茶梅授粉試驗(yàn)中，多數(shù)茶梅品種作父本的結(jié)實(shí)率和雜交親和性與其花粉活力的高低有一定的關(guān)聯(lián)，一般花粉活力弱則雜交結(jié)實(shí)率相對(duì)低。但在雜交親本的花粉具活力的情況下，仍有少數(shù)組合出現(xiàn)雜交不結(jié)實(shí)的現(xiàn)象，如花粉萌發(fā)率相對(duì)較高（50.1%）的‘堪次郎，與‘星上星雜交不結(jié)實(shí)，說(shuō)明不同茶梅品種間的親緣關(guān)系、遺傳背景等因素也有可能會(huì)對(duì)其雜交親和性產(chǎn)生較大影響，這有待今后進(jìn)一步深入研究。

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