月季雜交種子萌發(fā)影響因素研究

李曉亮， 王文智， 楊世先， 張建康， 董春富， 鮑劍暉， 廖文宏， 張軍云*

(1.玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪 653100； 2.通海錦海農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，云南 通海 652700； 3.峨山縣農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 峨山 653200)

0 引言

【研究意義】月季(RosahybridaL.)屬于薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)植物，原產(chǎn)中國，享有“花中皇后”的美譽(yù)，是我國十大名花之一，世界五大鮮切花之一，其品種多、花型優(yōu)美、花色豐富、花期長、株型豐富[1-4]，具有較高的觀賞和商業(yè)價(jià)值，在世界各地廣泛栽培，被應(yīng)用于園林綠化和鮮切花市場。雜交是月季育種的一個(gè)重要手段[1]，但月季種子發(fā)芽率普遍較低是一直以來困擾月季雜交育種的一大難題[5]。月季種子發(fā)芽率低主要由于其休眠性造成，關(guān)于其休眠機(jī)理主要有2種意見：一是與種皮不透性有關(guān)，二是與種子的內(nèi)源激素的抑制作用有關(guān)[6]。因此，研究月季雜交種子萌發(fā)對不同處理?xiàng)l件(種源自身?xiàng)l件及外界環(huán)境處理?xiàng)l件)的響應(yīng)程度，探明影響月季發(fā)芽的主要因子，對于促進(jìn)月季育種工作具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國內(nèi)學(xué)者對月季雜交種子采用低溫沙藏處理[2，7-8]、酸處理[6-9]、植物生長調(diào)節(jié)劑處理[2，6-7]、種胚組織培養(yǎng)[2，9-10]等進(jìn)行催芽萌發(fā)試驗(yàn)，結(jié)果顯示：低溫沙藏、植物生長調(diào)節(jié)劑2種處理方法能有效地提高月季種子的發(fā)芽率，月季種子的發(fā)芽率為12.70%～88.70%[2，6-8]?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于月季雜交種子萌發(fā)的研究基本上是通過小樣本(種子量≤100粒)、較短時(shí)間尺度、種子親本來源少(親本≤3個(gè))試驗(yàn)得出的結(jié)果，缺乏大樣本、長時(shí)間及多親本來源種子的萌發(fā)研究。因此，采用大樣本(400粒左右)、長時(shí)間尺度(播種后1年)、種子來源豐富(26個(gè)親本組合雜交)的種子，通過不同條件處理后研究月季種子的萌發(fā)率?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對不同親本來源、不同種齡的月季雜交種子進(jìn)行低溫層積和植物生長調(diào)節(jié)劑處理，探明親本來源、低溫層積時(shí)間、植物生長調(diào)節(jié)劑及種齡等對月季雜交種子萌發(fā)的主要效應(yīng)，弄清月季種子的發(fā)芽時(shí)間動(dòng)態(tài)，旨在更準(zhǔn)確地揭示月季雜交種子的萌發(fā)規(guī)律，為月季育種研究提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019年4月至2020年4月在玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)大棚進(jìn)行。采用2018年度 26個(gè)月季雜交組合收獲的429粒飽滿種子為供試材料。種子親本來源與種齡見表1。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將429粒供試種子隨機(jī)分4組經(jīng)不同低溫層積時(shí)間(0 d、10 d、30 d、100 d)處理后，參照閆海霞等[2]的方法，隨機(jī)分4組進(jìn)行不同植物生長調(diào)節(jié)劑(表2)處理后播種。經(jīng)1年盆栽萌發(fā)記錄，考察不同親本來源、種齡、低溫層積時(shí)間及植物生長調(diào)節(jié)劑條件下月季種子的萌發(fā)率。

表2 月季種子植物生長調(diào)節(jié)劑處理設(shè)計(jì)

1.2.2 試驗(yàn)過程

1) 種子收集。在玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院月季種質(zhì)資源圃進(jìn)行月季雜交試驗(yàn)，雜交方法和雜交后的管理按李洪權(quán)等[11-13]的方法進(jìn)行。茅祥耀[14]研究提出，當(dāng)月季雜交果實(shí)表皮由綠色變?yōu)槌赛S色、橙紅色或桔紅色時(shí)即為種子成熟。本研究根據(jù)該月季種子成熟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采收，采收后將月季雜交果實(shí)剝離果皮后取出種子，選擇飽滿種子作為供試種子。

記錄種子親本來源與種齡，種齡定義為月季授粉至采收的時(shí)間歷期。

2) 種子低溫層積處理。參考陳雪等[7-8]的方法，用4%的KMnO4溶液對種子消毒10 min，再清水洗干凈后晾干，將種子與濕沙(含水量約為40%)按1∶3的比例充分混合且種子不互相接觸，裝入果醬瓶后置于4℃冰箱冷藏。

3) 種子播種。按照椰糠∶珍珠巖=7∶2(體積比)將基質(zhì)攪拌均勻，并加入多菌靈對基質(zhì)消毒防止病菌滋生，pH保持在6.0～6.5。裝基質(zhì)入塑料花盆(上口徑12.7 cm，下口徑9.0 cm，高度11.5 cm)，用鑷子將經(jīng)低溫層積與植物生長調(diào)節(jié)劑處理的月季種子播于花盆，每盆播種1～5粒?；ㄅ璺胖糜诖笈?，2～3 d觀察1次，按實(shí)際情況適時(shí)澆水，保持基質(zhì)濕潤(手捏緊基質(zhì)時(shí)稍有水滲出但不滴水)，其他管理按照日常管理進(jìn)行。

4) 種子萌發(fā)觀察。2019年4月播種，至2020年4月試驗(yàn)結(jié)束。在1年試驗(yàn)期間，以2片子葉破出土面視為種子發(fā)芽，參考宋松泉等[15]的方法，統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003和SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同親本來源月季種子的發(fā)芽率

在26個(gè)親本組合雜交獲得的429粒種子中，1年內(nèi)共發(fā)芽17粒，發(fā)芽率為3.96%。不同親本來源的月季雜交種子其發(fā)芽率差異較大(表3)，僅有7對親本組合的種子發(fā)芽，占所有雜交組合的26.92%，絕大部分雜交組合(73.08%)的種子不發(fā)芽。在種子發(fā)芽的親本組合間，發(fā)芽率較高的親本組合是吻別×維西利亞、吻別×冷美人和粉佳人×墨紅，發(fā)芽率分別為30.0%、20.0%和16.67%。

表3 不同親本來源月季雜交種子的發(fā)芽率

2.2 不同低溫層積時(shí)間月季種子的發(fā)芽率

不同的低溫層積處理時(shí)間對月季雜交種子的發(fā)芽影響差異較大(圖1)，隨著層積處理時(shí)間增加，月季雜交種子發(fā)芽率表現(xiàn)出先增后減趨勢。層積處理100 d和未進(jìn)行層積處理(0 d)的發(fā)芽率均為0.23%，層積時(shí)間為30 d、10 d的處理，月季雜交種子的發(fā)芽率分別為2.10%和1.40%，較層積處理100 d和未進(jìn)行層積處理(0 d)的分別高1.87百分點(diǎn)和1.17百分點(diǎn)。

圖1 不同低溫層積時(shí)間月季種子的發(fā)芽率

2.3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理月季種子的發(fā)芽率

從圖2看出，空白對照(CK)、赤霉素、萘乙酸、赤霉素+萘乙酸處理的月季雜交種子的發(fā)芽率分別為1.40%、1.17%、0.93%、0.47%，說明植物生長調(diào)節(jié)劑赤霉素和萘乙酸對月季雜交種子發(fā)芽不具有促進(jìn)作用，甚至產(chǎn)生負(fù)向影響，可能與月季雜交種子本身對赤霉素和萘乙酸不敏感有關(guān)。

圖2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理月季的種子發(fā)芽率

2.4 不同種齡月季雜交種子的發(fā)芽率

發(fā)芽的月季雜交種子的種齡變化范圍為163～229 d，平均192.7 d，隨著種齡增加，月季雜交種子發(fā)芽率略呈平穩(wěn)至增加的變化趨勢。發(fā)芽率(y)與種齡(x)的回歸擬合方程(圖3)：y=0.000 1x2- 0.045 2x+ 4.813 6(R2= 0.022 7)，但回歸不顯著(P>0.05)，說明種齡對月季雜交種子的發(fā)芽率無明顯影響。

圖3 不同種齡月季種子的發(fā)芽率

2.5 月季種子發(fā)芽的時(shí)間動(dòng)態(tài)規(guī)律

從圖4看出，月季種子4月播種，播后第5個(gè)月開始發(fā)芽，即發(fā)芽始期在9月；發(fā)芽高峰期在播種后的第6～第8個(gè)月，即月季種子萌發(fā)時(shí)期集中在10—12月；播后9個(gè)月發(fā)芽結(jié)束，即發(fā)芽終期在翌年1月。月季從始發(fā)芽至發(fā)芽結(jié)束持續(xù)時(shí)間為5個(gè)月。

圖4 種子發(fā)芽的時(shí)間動(dòng)態(tài)規(guī)律

3 討論

月季雜交種子發(fā)芽率較低一直以來是困擾月季雜交育種的一大難題。對月季26對親本組合獲得的429粒雜交種子進(jìn)行不同條件的萌發(fā)研究，結(jié)果表明，播后能正常出苗的種子僅17粒，發(fā)芽率為3.96%。從種子親本來源看，在26對親本雜交組合中，僅有7對親本組合雜交種子具備發(fā)芽能力，占所有雜交組合的26.92%，絕大部分組合的種子不發(fā)芽。說明親本組合是影響月季種子萌發(fā)的重要因素，月季雜交種子的發(fā)芽率與品種本身的特性相關(guān)，與馬策[6]的觀點(diǎn)相同。在具備發(fā)芽能力的親本組合中，除1個(gè)組合的種子發(fā)芽率為30.00%外，其余組合的種子發(fā)芽率為9.09%～20.00%，與范莉娟等[1]提出的月季種子發(fā)芽率較低(一般小于20%)的結(jié)論一致。

低溫沙藏層積是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上解除種子胚生理后熟性休眠最常用的一種重要方法，對打破植物種子休眠具有綜合性效果，可促進(jìn)種子的發(fā)芽[16-17]。月季種子的休眠需經(jīng)較長時(shí)間的低溫層積處理方才解除[18]，研究表明，低溫層積處理能提高月季種子發(fā)芽率14.80～67.40百分點(diǎn)[2,8]，本研究中低溫層積處理30 d的月季雜交種子發(fā)芽率較對照(未進(jìn)行低溫層積處理)高1.87百分點(diǎn)，說明低溫層積處理是影響月季雜交種子發(fā)芽的主要因素[7-8]。陳雪等[7]研究表明，個(gè)別雜交組合的月季種子在低溫層積80 d時(shí)達(dá)種子發(fā)芽峰期，另有部分雜交組合的月季種子在低溫層積100 d時(shí)達(dá)種子發(fā)芽峰期，說明不同親本來源的種子對低溫層積時(shí)間需求不同。

植物生長調(diào)節(jié)劑可促使休眠種子中存在的抑制萌發(fā)物質(zhì)(如脫落酸)鈍化或失效、改變種子的新陳代謝及提高種子部分酶活性[17-19]，刺槐、五指毛桃、高山紅景天、文冠果、藍(lán)莓、番木瓜等經(jīng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理后種子發(fā)芽率獲得提高[20-25]，但在本研究中，NAA、GA3等植物生長調(diào)節(jié)劑對月季雜交種子發(fā)芽的影響并不明顯，可能與月季雜交種子本身對NAA、GA3不敏感有關(guān)。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)多種植物生長調(diào)節(jié)劑對不同親本雜交來源的月季雜交種子發(fā)芽影響方面的研究。

種齡是種子成熟度的重要衡量指標(biāo)，茅祥耀[14]研究提出，月季種子成熟度可根據(jù)果皮顏色加以判斷，果皮顏色呈橙黃色、橙紅色或桔紅色時(shí)月季雜交種子達(dá)成熟狀態(tài)。研究按照此標(biāo)準(zhǔn)采收雜交月季種子，并計(jì)算其種齡，保證參試種子的成熟度和種齡計(jì)算的科學(xué)性。研究結(jié)果表明，種子的種齡對發(fā)芽無顯著影響。本研究首次揭示月季雜交種子發(fā)芽時(shí)間動(dòng)態(tài)規(guī)律：雜交月季種子4月播種，在播后第5個(gè)月才逐漸開始萌發(fā)，即發(fā)芽始期在9月，10—12月為月季種子發(fā)芽高峰期，翌年1月發(fā)芽結(jié)束。該規(guī)律的提出可為月季雜交種子播期的選擇提供參考。

4 結(jié)論

親本來源及低溫層積時(shí)間是影響雜交月季種子萌發(fā)的兩大主要因子，26對親本組合獲得的429粒雜交種子，播后能正常出苗的種子僅17粒，發(fā)芽率為3.96%。在26對親本組合雜中，僅有7對親本組合雜交種子具備發(fā)芽能力，僅占所有雜交組合的26.92%，絕大部分組合的種子不發(fā)芽。低溫層積處理30 d的月季雜交種子發(fā)芽率最高，較對照(未進(jìn)行低溫層積處理)高1.87百分點(diǎn)。植物生長調(diào)節(jié)劑與種齡因素對雜交月季種子萌發(fā)無顯著影響。