赤霉素對(duì)越橘雜交種子萌發(fā)的影響

徐振彪

摘? 要：用赤霉素對(duì)不同雜交組合的越橘種子進(jìn)行處理，探究了赤霉素對(duì)越橘種子萌發(fā)率的影響。結(jié)果表明：經(jīng)赤霉素處理后，以母本“艾利奧特”與父本“澤西”雜交所得的種子的萌發(fā)率最高，達(dá)16%;但以“艾利奧特”做父本與母本“澤西”雜交所得種子，經(jīng)赤霉素處理后不能發(fā)芽。在“藍(lán)豐”與“瑞卡”的雜交后代中，正反交種子發(fā)芽也有區(qū)別。“藍(lán)豐”做母本與“瑞卡”雜交的種子，用赤霉素處理后萌發(fā)率為2%;但以“藍(lán)豐”為父本與“瑞卡”雜交，所得種子用赤霉素處理后萌發(fā)率為0。赤霉素對(duì)其他雜交組合所得越橘種子影響也不盡相同。越橘種間雜交種子發(fā)育不良，萌發(fā)率偏低時(shí)，可以通過(guò)赤霉素處理增加雜交種子發(fā)芽率，縮短雜交植株獲取時(shí)間。但不同的基因型對(duì)赤霉素響應(yīng)不同，是通過(guò)赤霉素處理催生越橘種子發(fā)芽時(shí)需要考慮的重要因素。

關(guān)鍵詞：越橘;雜交種子;赤霉素;萌發(fā)率

中圖分類號(hào) S339.4;S663.9? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）13-0112-03

Abstract：We treated different hybrid V.vitis-idaea L. seeds with gibberellin to study the effect of gibberellin on the germination rate. The results show that after gibberellin treatment， the seed germination rate of the female parent “Elliott” and the male parent “Jersey” was the highest，reaching 16%，But when “Elliott” as male parent and “Jersey” as female parent，the hybrid seeds will not germinate after the same treatment. In the hybrid progeny of “Bluecrop” and “Reka”，there is also a difference by the same treatment of gibberellin between the seeds of the reciprocal cross. “Bluecrop” as female parent， the germination rate is 2%，and “Bluecrop” as male parent， the seeds did not germinate. The effect of gibberellin on the V.vitis-idaea L. seeds obtained by other hybrid combinations is also different. When the V.vitis-idaea L. hybrids seeds is poorly developed and the germination rate is low，the germination rate of the hybrid seeds can be increased by gibberellin treatment. However，different genotypes have different responses to gibberellin，it is an important factor to be considered when treating V.vitis-idaea L. seeds by gibberellin.

Key words：V.vitis-idaea L.;Hybridization seeds;Gibberellin;Germination rate

越橘為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium spp.）植物[1]，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，果實(shí)風(fēng)味好。近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，越來(lái)越關(guān)注食品安全與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，越橘作為一種新興的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值水果，受到了消費(fèi)者的青睞。選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的新型越橘品種，已成為了科研人員研究的當(dāng)務(wù)之急。越橘可分為多個(gè)種類，其中藍(lán)果型因果實(shí)為藍(lán)色，俗稱“藍(lán)莓”[2]。越橘含有豐富的花色苷、黃酮、多糖、花青素等物質(zhì)[3]，對(duì)人體有極多的益處，現(xiàn)已廣泛用于保健品、嬰兒食品和化妝品中[4]。

我國(guó)的越橘產(chǎn)區(qū)主要有長(zhǎng)白山、大興安嶺產(chǎn)區(qū)，遼東半島產(chǎn)區(qū)，膠東半島產(chǎn)區(qū)，長(zhǎng)江流域產(chǎn)區(qū)，云貴高原產(chǎn)區(qū)，華南產(chǎn)區(qū)。由于長(zhǎng)白山、大興安嶺地區(qū)溫度較低，越橘品種多為野生選育，部分是雜交育種而來(lái)[5]。雜交育種存在生殖隔離現(xiàn)象[6]，以遠(yuǎn)緣雜交最為明顯，其種子發(fā)育成熟少，實(shí)生播種后萌芽率低，造成資源的浪費(fèi)，是限制越橘雜交育種進(jìn)程的重要因素。筆者在進(jìn)行越橘新品種雜交選育過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)雜交種子進(jìn)行常規(guī)的發(fā)芽時(shí)，發(fā)芽率極低。如何提高越橘雜交種子發(fā)芽率，加快越橘育種進(jìn)程，盡快獲得新的越橘目標(biāo)品種，是需要努力解決的科學(xué)問(wèn)題。為了提高越橘雜交種子的發(fā)芽率，本實(shí)驗(yàn)嘗試用赤霉素處理不同品種間雜交后的種子，以求利用簡(jiǎn)便方法獲得更多的雜交資源，加快越橘育種進(jìn)度，更快地獲得越橘雜交后代，篩選出優(yōu)質(zhì)的越橘品種。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 實(shí)驗(yàn)選用北高叢越橘品種，分早熟品種：都克（Duke）、瑞卡（Reka）;中熟品種：藍(lán)豐（Bluecrop）、澤西（Jersey）、陶柔（Toro）;極晚熟品種：艾利奧特（Elliott），以及半高叢越橘中早熟品種北陸（Northland）和中熟品種藍(lán)金（Blueglod）[7]。以上品種栽植于吉林省白山市靖宇縣吉林省普蘭高科科技有限公司的越橘示范基地，選擇盛果期中庸樹(shù)勢(shì)果樹(shù)。試劑赤霉素購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司，貨號(hào)G8910。使用的椰糠基質(zhì)采購(gòu)自當(dāng)?shù)鼗ㄊ?，泡發(fā)后暴曬3d。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 雜交育種實(shí)驗(yàn) 雜交育種實(shí)驗(yàn)于2017年5月24日在吉林省白山市靖宇縣吉林省普藍(lán)高科技有限公司的越橘示范基地進(jìn)行，為期7d。前4d分別采集選定品種的越橘大蕾期花苞，于實(shí)驗(yàn)室中剝離成熟花藥，放在避光通風(fēng)處陰干至花粉爆出，后續(xù)3d進(jìn)行授粉，并進(jìn)行套袋標(biāo)記。實(shí)驗(yàn)雜交均采用正反交方式，父母本組合方案與選育后代品種的目標(biāo)性狀有關(guān)。實(shí)驗(yàn)方案與授粉數(shù)量見(jiàn)表1。

1.2.2 雜交果實(shí)采收及種子獲得 通過(guò)觀察，根據(jù)果實(shí)成熟度對(duì)雜交果實(shí)進(jìn)行采收。果實(shí)采收后，于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)揉碎果實(shí)，用清水將果肉與發(fā)育不良的種子沖洗分離，保留成熟種子。洗出的種子進(jìn)行分裝、編號(hào)、標(biāo)記后，放在室內(nèi)陰涼干燥處保存。2018年9月中旬，將洗好的種子每編號(hào)各取數(shù)粒用濾紙包裹標(biāo)記后，以赤霉素400mg/L[8]浸泡處理24h，取出后置于培養(yǎng)皿中，清水浸潤(rùn)1d，以椰糠為基質(zhì)播種，保持基質(zhì)略微濕潤(rùn)，保持室溫20℃左右，遮光。

1.2.3 種子萌發(fā)率統(tǒng)計(jì)及分析 統(tǒng)計(jì)雜交種子萌發(fā)后100d內(nèi)的萌發(fā)率與成活率，借助Microsoft Office Excel 2007統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并計(jì)算、分析。

1.2.4 雜交處理與播種過(guò)程 按照表1的方案操作，收獲藍(lán)莓雜交果實(shí)與授粉數(shù)量近似。實(shí)驗(yàn)果實(shí)采收于2017年7月中下旬至8月中旬期間完成，果實(shí)采收后在陰涼干燥處存放直至表面皺縮;2018年6月10日進(jìn)行浸泡、洗種、晾干后，于8月25日進(jìn)行赤霉素處理并播種;96d后開(kāi)始各編號(hào)種子有的開(kāi)始萌發(fā)，此時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)，并繼續(xù)統(tǒng)計(jì)100d，計(jì)算雜交種子萌發(fā)總數(shù)。該過(guò)程中，編號(hào)8即“澤西”為父本、“艾利奧特”為母本的雜交種子最先萌發(fā)，其次為編號(hào)6，其余編號(hào)組合1、2、3、5的萌芽時(shí)間近似，與前2組相差近7d時(shí)間。實(shí)驗(yàn)整個(gè)進(jìn)程如圖1所示。

2 結(jié)果與分析

“北陸”果實(shí)種子直接播種為對(duì)照，其中“北陸”果實(shí)種子未萌發(fā)。越橘雜交種子萌發(fā)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，正反交的雜交組合所獲得雜交種子，用赤霉素處理后其種子萌發(fā)率不同?！岸伎恕迸c“藍(lán)金”的正反交種子均有萌發(fā)，“都克”做父本、“藍(lán)金”做母本的雜交種子的萌發(fā)率高于相對(duì)反交的種子萌發(fā)率;而“瑞卡”做父本、“藍(lán)豐””做母本的雜交種子的萌發(fā)率為2%，但以“瑞卡”作母本、“藍(lán)豐”做父本的雜交組合中，其種子沒(méi)有萌發(fā);“北陸”為父本，“陶柔”為母本的雜交種子的萌發(fā)率低于相對(duì)反交的種子萌發(fā)率，在“艾利奧特”與“澤西”的雜交組合中，“艾利奧特”作父本的雜交種子沒(méi)有萌發(fā)，而當(dāng)“艾利奧特”作母本后，其雜交種子萌發(fā)率達(dá)到16%，也是本次雜交組合實(shí)驗(yàn)中，雜交種子萌發(fā)率最好的組合。種子萌發(fā)后，也不是所有的萌發(fā)種子都最終成活，其中編號(hào)5和7的雜交種子后代都沒(méi)有成活，其余所有雜交種子的幼苗均都成活。

3 討論

在越橘的雜交育種工作中，雜交種子的萌發(fā)率及成活率直接制約著雜交育種的成敗與品種選育進(jìn)程。常用的越橘種子萌發(fā)前期處理為層積處理，但層積處理時(shí)間較長(zhǎng)，且存放溫度、濕度和時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)均有影響?？蒲腥藛T經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，赤霉素可以代替層積用于越橘雜交種子的萌發(fā)處理，通過(guò)外源激素處理打破休眠，減短處理時(shí)間，增加萌發(fā)率[9]。

種子授粉受精不良，出現(xiàn)敗育情況[10]，實(shí)驗(yàn)區(qū)域當(dāng)?shù)氐奈锖驐l件等都會(huì)影響越橘的坐果率。本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)精心細(xì)心耐心控制人工授粉程序，使雜交組合后代的坐果率水平符合預(yù)期。但當(dāng)?shù)氐奈锖驐l件，影響了雜交果實(shí)的自然成熟程度，因此，清洗獲得的對(duì)應(yīng)成熟雜交種子數(shù)量非常少，為了保證雜交育種實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，我們用了50%的對(duì)應(yīng)雜交種子進(jìn)行赤霉素催芽。所以，處理的種子數(shù)量有限，我們只能用1個(gè)文獻(xiàn)報(bào)道的較好赤霉素濃度，即400mg/mL進(jìn)行處理，不能設(shè)置赤霉素濃度梯度實(shí)驗(yàn)。因此，本實(shí)驗(yàn)所獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也許不能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀反映。但同時(shí)用另外50%雜交種子進(jìn)行了常規(guī)的層積處理，遺憾的是未發(fā)現(xiàn)任何種子萌發(fā)。

鑒于越橘種子萌發(fā)率低的事實(shí)，用赤霉素催芽提高萌發(fā)率，應(yīng)該是不錯(cuò)的選擇。已有研究中，丁亦男[11]等對(duì)美國(guó)緬因藍(lán)莓種子進(jìn)行赤霉素處理，得出50 mg/L的赤霉素處理效果最好。朱紅芬[8]等以6種南高叢越橘進(jìn)行雜交的雜交種子為對(duì)象，并用400 mg/L的赤霉素處理，獲得不同組合萌發(fā)率不同。楊春玉[12]等對(duì)貴州不同品種的越橘種子進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)不同品種越橘的發(fā)芽率不同。這些結(jié)果都提示，越橘種子可以通過(guò)赤霉素催芽提高萌發(fā)率，且不同濃度的赤霉素對(duì)不同品種越橘影響不同，這可能與越橘的基因型等因素有關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)中用相同濃度的赤霉素處理，正反交越橘組合的雜交種子發(fā)芽率以及不同雜交組合的種子萌發(fā)率也是不同的，這也可以從側(cè)面說(shuō)明，越橘不同基因型對(duì)其種子萌發(fā)率有顯著影響。另外，本實(shí)驗(yàn)中，雜交種子的萌發(fā)率普遍偏低。層積處理的種子不能發(fā)芽，對(duì)照的“北陸”種子用相同的赤霉素處理也未見(jiàn)發(fā)芽，由此可見(jiàn)，越橘種子發(fā)芽率低應(yīng)是正?，F(xiàn)象。當(dāng)然，本實(shí)驗(yàn)中正反交雜交種子的不同萌發(fā)率除受基因型影響外，是否還受其他因素的影響，還需要今后作進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論

由本次研究可知，用赤霉素處理，可以促進(jìn)越橘種子萌發(fā)，提高萌發(fā)率，有利于縮短育種實(shí)驗(yàn)時(shí)間，加速育種進(jìn)程。同時(shí)，不同基因型的雜交種子對(duì)赤霉素處理的響應(yīng)是不同的。今后用赤霉素處理越橘雜交種子時(shí)，應(yīng)對(duì)不同基因型的雜交種子篩選最適宜的赤霉素濃度或處理時(shí)間，以獲得越橘種子的最佳萌發(fā)率。

致謝：感謝吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)吳林教授提供雜交實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及配套的越橘父母本品種。感謝楊瑞芹、葛春梅等為本實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展所提供的有益幫助。

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（責(zé)編：張宏民）