油茶人工授粉研究*

張應(yīng)中 王明懷 徐煲鏵 梁瑞友 劉偉新 盧紹強(qiáng) 呂宇宙

（1.廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州510520；2.韶關(guān)市曲江區(qū)國有小坑林場(chǎng)，廣東 韶關(guān)，512162）

不同類型的親本進(jìn)行雜交可以獲得性狀的重新組合，雜交后代中可能出現(xiàn)雙親優(yōu)良性狀的組合，甚至出現(xiàn)超親代的優(yōu)良性狀，使后代獲得較大的遺傳改良，出現(xiàn)可利用的雜種優(yōu)勢(shì)[1-2]，并在林木或經(jīng)濟(jì)林的品種改良和生產(chǎn)中發(fā)揮出巨大作用，是林木育種的基本途徑之一。通過油茶雜交育種試驗(yàn)，一方面獲得潛在優(yōu)良后代，另一方面，可以測(cè)定親本配合力和親和力，為油茶栽培品種配置提供科學(xué)指導(dǎo)。本研究應(yīng)用人工控制授粉方法和技術(shù)，開展普通油茶（Camellia oleifera Abel.）人工雜交控制授粉試驗(yàn)，測(cè)定不同材料組合親和力、自交不親和性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

韶關(guān)市曲江區(qū)國有小坑林場(chǎng)，位于E113°35′，N24°15′，地處南嶺山地的大庾嶺南緣，屬亞熱帶氣候區(qū)，年均氣溫20.3℃，年日照時(shí)數(shù)1 706 h，年均積溫6 529.4℃，年均降雨量1 530 mm，極端最高溫度40.2℃、最低溫度-5.3℃，每年霜期約15 d。油茶林地為紅壤，土層厚達(dá)1 m 以上，適合油茶生長、發(fā)育。

1.2 試驗(yàn)材料

2014 年，在位于廣東省的國家級(jí)油茶良種基地——韶關(guān)市曲江區(qū)國有小坑林場(chǎng)2009 年?duì)I建的普通油茶優(yōu)良無性系混系試驗(yàn)林中，經(jīng)表型選擇初步選擇了76 棵優(yōu)良單株，對(duì)其進(jìn)行人工控制授粉試驗(yàn)。優(yōu)良單株根據(jù)樹形、果色、果形、花期等生物學(xué)特征分為14 類，分類情況見表1。

表1 優(yōu)良單株分類Tab.1 Table of excellent individual plant classification

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 人工控制授粉試驗(yàn) 根據(jù)試驗(yàn)單株的14 種分類情況（表1），2014 年11 月3 日-5 日，分別開展油茶不同類型單株間、同類型單株間的人工雜交控制授粉試驗(yàn)，以及部分單株同株同花、同株異花的自交試驗(yàn)，具體雜交組合及自交情況見表2。

傳統(tǒng)的油茶人工控制授粉一般采用花期授粉[3-4]，本次人工控制授粉采用蕾期授粉新技術(shù)[5]，并在此基礎(chǔ)上有少許改進(jìn)。基本步驟為：選處于蕾期階段的母本花蕾，剪除全部花瓣和雄蕊，然后用父本的雄蕊直接對(duì)去雄后母本雌蕊柱頭進(jìn)行授粉，最后套袋標(biāo)記。

具體方法為：

授粉時(shí)間：每天上午9:00 時(shí)至下午4:00 時(shí)進(jìn)行去雄雜交。

采集父本：雜交前1 天，剪取父本樹冠上發(fā)育好、處于蕾期階段的花枝，帶回實(shí)驗(yàn)室插在盛有自來水的瓶中，在隔離條件下進(jìn)行水培，次日花開后即可用于授粉；或者選處于蕾期階段的花朵，用剪刀小心剪下雄蕊，放置于透明硫酸紙袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，放置于干燥箱中晾干備用。

母本去雄：雜交前，選處于蕾期階段的花蕾，用手指捏住花蕾基部，用不銹鋼剪刀從花瓣基部剪除全部花瓣，然后將雄蕊剪除干凈，注意不要傷及花柱及子房。

蕾期授粉：用攝子輕夾帶花藥的花絲，讓花粉囊在柱頭上反復(fù)輕觸，確保有花粉粒落在柱頭，需用2-3 個(gè)花絲反復(fù)操作，授粉后可以看見柱頭表面灑落的黃色花粉。

套隔離袋：母本授粉后用硫酸紙袋套住雌蕊，紙袋下部用回形針封口，并做好標(biāo)記。套袋過程要預(yù)防碰傷花柱及子房。

1.3.2 拆隔離袋方法比較 選取5 棵單株進(jìn)行人工控制授粉（套隔離袋），于11 月12 日實(shí)施了6 種不同拆袋方法對(duì)授粉結(jié)果影響試驗(yàn)，分別是（1）去除隔離袋頂端別針，（2）去別針后子房周圍覆濕的藥棉保濕保溫，（3）隔離袋頂端2 邊各剪1 cm 寬通風(fēng)口，（4）隔離袋保存不動(dòng)；（5）完全去除隔離袋，（6）隔離袋頂端和基部各剪1 cm 寬通風(fēng)口。經(jīng)檢查受精不成功則不參與去袋試驗(yàn)。

1.3.3 套隔離袋與隔離管比較 2014 年11 月12 日，選取4 棵單株進(jìn)行人工控制授粉，采用油茶控制授粉新方法——吸管套柱法[6]，人工授粉完成后，用直徑4.5 mm，長4 cm 塑料管，一端蘸白乳膠套在子房基部，另一端用訂書機(jī)封口，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙袋。

1.4 調(diào)查方法

2015 年4 月6 日，對(duì)雜交組合及拆袋試驗(yàn)進(jìn)行完全拆袋并進(jìn)行座果率調(diào)查。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交組合座果率分析

各類型母本與父本雜交組合試驗(yàn)結(jié)果見表2。本次試驗(yàn)共有1 064 朵花授粉，座果370 個(gè)，平均座果率為34.8%。自由授粉共觀察6 749 朵花，座果3 038 個(gè)，座果率為45.0%。同類型單株間雜交結(jié)果表明，其座果率普遍較低，類型3 中15 個(gè)雜交組合，座果率為0 的有5 個(gè)，平均座果率為27.0%，類型6 中3個(gè)雜交組合，座果率為0 的有2 個(gè)，平均座果率為3.3%，同類型單株間雜交平均座果率為25.0%。不同類型間雜交組合有27 個(gè)，除單株59（11 類）×67（3 類）組合座果率為0 外，其余組合座果多數(shù)較高，平均座果率為39.8%。其中1 類母本與3 類父本、3 類母本與1 類父本、3 類母本與6 類父本、8 類母本與6 類父本、14 類母本與3 類及軟枝父本組合平均座果率分別為37.8%、37.4%、48.8%、61.3%、74.5%，都比平均組合座果率高。人工控制授粉座果率比自由授粉高的有組合46×34、35×32、56×32、29×33、72×41、76×33、33×35、54×8、37×6、37×13、4×軟3、47×4、57×41、73×軟2 共14 個(gè)組合，分別提高10.9、22.9、3.3、7.9、8.2、3.9、12.4、2. 7、29.9、16.6、14.5、16.2、2.6、7.6 個(gè)百分點(diǎn)，人工控制授粉座果率最高為37×6 組合，比自由授粉提高了29.9 個(gè)百分點(diǎn)。

各父母本座果率排序見表3-4，按父本統(tǒng)計(jì)，平均座果率超所有雜交組合平均座果率的有35、33、8、32、軟2、4、41、34、10、14，父本67 與40 授粉座果較差。同一父本與不同母本雜交組合座果率差異較大，如父本32 分別與母本雜交，座果率分別為6.7%、56.0%、33.3%、61.3%、43.3%。按母本統(tǒng)計(jì)，平均座果率超所有雜交組合平均座果率的有61、29 等17 個(gè)。同一母本與不同父本雜交組合座果率差異較大，如母本37 與父本6、13 雜交座果率分別為40.0%、26.7%。

本次試驗(yàn)有3 對(duì)正反交，分別是6×40、40×6，8×9，9×8，41×67、67×41，座果率分別為0%、10%，0%，10%，0%、10%。

2.2 自交授粉

部分單株自花授粉結(jié)果見表2，全部18 個(gè)單株同株同花授粉，僅有2 個(gè)單株54、59 各有1 個(gè)果，座果率為10%，17 個(gè)單株同株異花授粉，僅有2 個(gè)單株54、59 各有1 個(gè)果，座果率為10%，其余都無果。

2.3 去袋方法試驗(yàn)

分別用單株32×6、33×35、71×33、72×33、76×33 等5 個(gè)組合開展去袋試驗(yàn)，結(jié)果見表5，可見，6 種去袋方法中，去袋方法2、3、5 效果較好，座果率為72%、68%、65.4%，去袋方法1、4、6 稍差一些，座果率都為50%。

2.4 套管試驗(yàn)

分別用單株74×61、53×61、25×61、27×61 組合進(jìn)行套管試驗(yàn)，結(jié)果見表6，人工控制授粉（套管）93 朵花，座果49 個(gè)，平均座果率為52.7%，而各單株自由授粉平均座果率為62.4%，座果率差異不大。

表2 人工控制授粉雜交組合及自花授粉情況Tab.2 Cross combination of artificial control pollination and self pollination

表3 人工控制授粉父本座果率排序Tab.3 The order table of the fruit set rate of the male parent by artificial pollination

表4 人工控制授粉母本座果率排序Tab.4 The order table of the fruit set rate of the female parent by artificial pollination

序號(hào)No.座果率/%Fruit set rate 21 71 40 11 27.5 22 32 60 18 30.0 23 37 20 6 30.0 24 14 30 10 33.3 25 38 15 5 33.3 26 65 30 10 33.3 27 61 30 11 36.7 28 29 10 4 40.0 29 72 41 17 41.5 30 60 30 13 43.3 31 66 30 13 43.3 32 33 42 22 52.4 33 46 30 16 53.3 34 76 48 26 54.2 35 4 11 6 54.5 36 35 25 14 56.0 37 54 33 19 57.6 38 63 30 18 60.0 39 64 30 18 60.0 40 47 31 19 61.3 41 56 31 19 61.3 42 73 30 22 73.3 43 57 17 13 76.5母本Female parent授粉花數(shù)Pollination flowers座果數(shù)Fruit set number

表5 去袋試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Bag removal test result

表6 人工控制授粉套管試驗(yàn)Tab.6 Artificial control pollination casing test

3 結(jié)論與討論

油茶人工雜交控制授粉試驗(yàn)結(jié)果表明，同類型單株間雜交，其座果率較低，部分組合座果率為0，同類型的部分單株不排除為同一無性系，同類型單株即使屬不同無性系，其親緣關(guān)系也可能比不同類型單株間親緣關(guān)系近，因此，其座果率比不同類型單株間要低。

本次試驗(yàn)所有雜交組合平均座果率為34.8%。不同類型單株間雜交組合有28 個(gè)，除單株59（11 類）×67（3 類）組合座果率為0 外，其余組合座果多數(shù)較高。不同類型間雜交座果率差異較大，其中1 類母本與3 類父本、3 類母本與1 類父本、3 類母本與6 類父本、8 類母本與6 類父本、14 類母本與3 類及軟枝父本雜交組合平均座果率比所有雜交組平均組合座果率高。座果率比自由授粉高的有46×34 等14 個(gè)組合，座果率最高為組合37×6、比自由授粉提高了29.9%。父本有較高座果率的有35、33、8、32、軟2、4、41、34、10、14 等10 株，母本有較高座果率的有61、29 等17 株。同一父本與不同母本，或同一母本與不同父本雜交組合座果率差異較大。

自花授粉試驗(yàn)結(jié)果表明，油茶自花授粉，包括同株同花、同株異花授粉座果率極低，分別僅有1 個(gè)果，僅為10%座果率，莊瑞林[3]對(duì)普通油茶自花授粉有同樣結(jié)果，但張乃燕[7]關(guān)于岑軟及桂軟系列無性系同株同花授粉研究表明，岑軟2、3 號(hào)有60%、64.3%座果率，其余無性系座果率也為0，生產(chǎn)上常成片單一種植岑軟2 號(hào)或岑軟3 號(hào)也能正常結(jié)果，表明其自花授粉有較高座果率，對(duì)此仍需進(jìn)一步探討自花授粉過程機(jī)理以進(jìn)一步闡明原因。

人工雜交控制授粉去袋試驗(yàn)表明，方法（2）去別針后子房覆藥棉保濕保溫、方法（3）2 邊各剪1 厘米寬通風(fēng)口、方法（5）完全去袋這幾種方式座果率較高，這幾種去袋方式都是可以應(yīng)用的。為操作簡便性，在授粉一周后采用完全去袋方式是較好的選擇。另外，為預(yù)防冬天極端低溫或者在較寒冷地區(qū)應(yīng)用，可采用2 邊各剪1 厘米寬通風(fēng)口方式，有利于保護(hù)幼果不受凍害。

不同類型單株間雜交組合平均座果率為39.8%，自由授粉座果率為45.0%，結(jié)果表明，人工控制授粉新技術(shù)成熟可行。同時(shí)吸管套柱法試驗(yàn)也表明，套管與自由授粉座果率差異不大。因此，人工控制授粉中，采用套管也是可行的辦法，操作起來可以提高效率。

人工控制授粉新技術(shù)采用蕾期授粉，有別于傳統(tǒng)的林果樹木的控制授粉，減少了工作量?；ㄆ谑诜蹠r(shí)，前1 天去雄套袋，次日雜交后再套袋，工作量約為蕾期授粉的2 倍；在雜交父本的處理方面，免去采集父本花粉的步驟，直接用父本的花藥涂搽母本雌蕊柱頭，提高工作效率。

致謝： 華月珊、康英鑫參與了授粉試驗(yàn)工作，在此表示感謝！