幾個油用型牡丹新種質(zhì)選育研究

馬會萍，彭正鋒，冀含樂，王曉暉，王若晗，丁建蘭

(洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南洛陽 471022)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.) 是一種原產(chǎn)中國的名花[1]。因其花朵碩大、顏色豐富，象征著中華民族繁榮昌盛、富貴吉祥，是我國人們非常喜愛的觀賞花卉。其根可入藥，為我國傳統(tǒng)中藥“丹皮”的重要來源。近年來，隨著我國食用植物油需求量的增加及供給缺口的加大，人們發(fā)現(xiàn)牡丹種子可以榨油。牡丹籽油是以牡丹籽仁為原料，經(jīng)過壓榨、脫色、脫臭等工藝制成，是近些年逐漸發(fā)展成熟起來的一種高檔食用油。據(jù)研究，牡丹籽油含有豐富的油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸，尤其是ɑ-亞麻酸的含量很高，ɑ-亞麻酸對維持人體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性和細(xì)胞功能正常發(fā)揮起著重要作用，既是人類神經(jīng)大腦組織生長發(fā)育不可缺少的一類營養(yǎng)素[2-4]，又是人體自身不能合成的物質(zhì)。2011年牡丹籽油被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品。

油用牡丹是指具有結(jié)實(shí)力強(qiáng)，能夠用來生產(chǎn)種子、加工食用油的牡丹類型，生產(chǎn)上將牡丹植物中產(chǎn)籽出油率高(≥22%)的品種統(tǒng)稱為油用牡丹。國務(wù)院辦公廳〔2014〕第68號文件將油用牡丹作為我國11種重點(diǎn)發(fā)展的木本油料作物之一進(jìn)行發(fā)展推廣。隨著牡丹籽油在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展需求，油用牡丹的產(chǎn)業(yè)化栽培生產(chǎn)成為農(nóng)業(yè)熱點(diǎn)，而油用牡丹產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)就是推廣種植適應(yīng)性強(qiáng)的高產(chǎn)、高含油量的品種種苗。

1 油用牡丹新品種培育現(xiàn)狀

1.1 新品種培育起步晚、育種周期長牡丹品種的改良和育種工作一直是牡丹科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和主要內(nèi)容。長期以來，牡丹新品種培育以觀賞性和花期作為主要評價指標(biāo)，而作為油用型牡丹新品種的培育工作起步較晚，生產(chǎn)中更多的是栽種鳳丹和紫斑牡丹的實(shí)生苗。

隨著油用牡丹獲批重點(diǎn)發(fā)展的油料作物，科研工作者加大了油用牡丹的篩選和育種工作，取得了一定進(jìn)展。但目前缺乏有突破性的品種?，F(xiàn)階段采用的育種技術(shù)多為人工系統(tǒng)選擇和利用自然變異為主，也有“鳳丹”的輻射誘變育種[5-6]和化學(xué)誘變育種[5]的報(bào)道。在實(shí)生苗中選種是木本油料良種選育的重要途徑之一，“鳳丹”個體間差異顯著，變異豐富，選擇范圍較大，生長、結(jié)實(shí)性狀差異大，產(chǎn)量性狀之間存在相關(guān)性，可通過優(yōu)良單株(株系)選擇，培育豐產(chǎn)品種[7-9]。周家旺等[10]從?？底习吣档ぶ泻Y選出結(jié)籽量大、含油率高的優(yōu)良單株9個。西北農(nóng)林科技大學(xué)從“鳳丹”群體中選育出我國首個油用牡丹新品種——祥豐，該品種6年生種子產(chǎn)量3 045 kg/hm2，8年生種子產(chǎn)量4 650 kg/hm2，平均產(chǎn)量較常規(guī)“鳳丹”提高28%，出油率提高33%。洛陽農(nóng)林科學(xué)院對西北地區(qū)和中原地區(qū)牡丹品種進(jìn)行篩選時，發(fā)現(xiàn)“玉盤珍”“紫斑白”“白菊”“香玉”4 個品種在成花率、結(jié)實(shí)率和百粒重等園藝性狀以及不飽和脂肪酸等方面均有較好的表現(xiàn)，“景泰藍(lán)”“銀紅飛荷”2 個品種單產(chǎn)高于“鳳丹”，是培育油用牡丹新品種的優(yōu)良材料[11-12]。

牡丹的新品種培育如果不考慮外因的影響，組合設(shè)計(jì)科學(xué)合理，從授粉到選育審定成為一個品種至少需要10年。目前多家專業(yè)科研單位和國內(nèi)多個牡丹育種團(tuán)隊(duì)都在進(jìn)行這項(xiàng)工作，有一些油用牡丹新品種已經(jīng)通過鑒定、走向市場，但是相較于全國大面積種植所需油用牡丹品種仍較少，育種基礎(chǔ)薄弱，尤其是顯著高產(chǎn)、高含油量的油用型品種較少，針對不同地區(qū)、不同環(huán)境、地質(zhì)、氣候條件的適應(yīng)性高產(chǎn)品種更是欠缺，且種苗數(shù)量嚴(yán)重不足，因此大部分種植戶只能選擇種植實(shí)生苗。

1.2 實(shí)生苗與油用型品種產(chǎn)籽量差異大油用牡丹的生產(chǎn)如果使用實(shí)生苗，經(jīng)過有性種子繁殖，后代材料基因分離嚴(yán)重，且個體間不一致，結(jié)實(shí)率、產(chǎn)籽量、百粒重、含油量等方面存在較大差異化問題。筆者于2018年進(jìn)行了實(shí)生苗的產(chǎn)籽量調(diào)查，即在一塊用實(shí)生后代材料做種苗，且已經(jīng)定植4年的大田中，隨機(jī)圈定1個3 m×3 m樣方，調(diào)查自然雜交授粉結(jié)實(shí)的實(shí)生苗單株12株，通過結(jié)果分析表明，單株間的產(chǎn)籽量存在差異(表1)。

表1 實(shí)生苗結(jié)實(shí)情況Table 1 Seed setting of seedling

王占營等[11]通過研究可知，“佳麗”“藍(lán)蝶迎春”“銀紅飛荷”“景泰藍(lán)”“明眸”等油用型品種的結(jié)實(shí)數(shù)平均值為15.8個，百粒重平均值為33.03 g。通過對比可知，作為油料作物生產(chǎn)，想要獲得穩(wěn)定高產(chǎn)的牡丹籽，選用種植適應(yīng)性強(qiáng)、高產(chǎn)的油用牡丹品種是基礎(chǔ)。

2 油用型牡丹新種質(zhì)選育

2.1 試驗(yàn)材料根據(jù)育種目標(biāo)，主要培育高產(chǎn)油用型牡丹品種，雜交親本材料的選擇以生長勢、結(jié)實(shí)率、產(chǎn)籽率、枝條硬度等指標(biāo)為主，盡可能挑選優(yōu)勢明顯的親本組合。前期通過對洛陽農(nóng)林科學(xué)院牡丹研究所品種資源圃的品種進(jìn)行調(diào)查，篩選出用于人工定向雜交組合的父母親本試驗(yàn)材料12個(表2)。

表2 父母本材料的性狀特點(diǎn)Table 2 Character characteristics of parent material

2.2 選育方法雜交育種是種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑和方法，經(jīng)過選擇基因型不同的優(yōu)良親本進(jìn)行雜交，能夠創(chuàng)造更加豐富的遺傳變異，培育優(yōu)良新品種和新類型。牡丹品種的遺傳組成復(fù)雜，雜交可以實(shí)現(xiàn)基因的交流與重組，培育全新的性狀和類型[13]。牡丹的育種方法有人工雜交、分子育種、倍性育種、誘變育種、太空育種等[14]，人工雜交雖然費(fèi)工費(fèi)時，但操作方便、成本低廉，是目前使用最多的育種方法之一。

牡丹開花過程可分為初開期、盛開期、謝花期3個階段?；ǘ涑蹰_是指花蕾破綻露色1～2 d后，花瓣微微張開的過程，該時期最明顯的特點(diǎn)之一是雄蕊成熟。花瓣完全張開標(biāo)志著進(jìn)入盛開期，這一時期花徑最大，花型、花色充分顯現(xiàn)，雄蕊干枯，花粉散盡，柱頭上分泌大量黏液，為人工授粉的最佳時期。謝花期是指花瓣凋萎脫落的過程，雄蕊脫落，柱頭停止分泌黏液以至硬化。

油用型牡丹新種質(zhì)培育的育種方式為單雜交的正交法。于母本花朵初開時，去除全部雄蕊，注意保護(hù)柱頭，殘落遺留清理干凈，套上硫酸紙隔離袋。2 d后，等柱頭上分泌有大量黏液進(jìn)行授粉，隔天重復(fù)1次。做好標(biāo)記和記錄，10 d后去除紙袋。秋季采收后，剝種，稱重，消毒，沙藏后播種。

2.3 新品種選育試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果根據(jù)篩選材料的性狀特點(diǎn)，2011年春季設(shè)計(jì)試驗(yàn)組合12個，人工定向雜交授粉后結(jié)果見表3。

表3 油用型牡丹新品種培育人工雜交組合設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of artificial cross combinations for the cultivation of new oil peony

2.4 選育篩選結(jié)果2011年收獲的雜交種子，播種后于2015年開始結(jié)實(shí)。參照陳道明等[15]的調(diào)查指標(biāo)及調(diào)查方法，經(jīng)過5年的持續(xù)調(diào)查，通過對照結(jié)實(shí)數(shù)、產(chǎn)籽量、百粒重、株型、生長勢、抗性等指標(biāo)進(jìn)行比對，參照文獻(xiàn)[16]的標(biāo)準(zhǔn)，對后代材料性狀進(jìn)行篩選，初選出有明顯優(yōu)勢的后代材料(表4～13)。

表4 201116007的表現(xiàn)(彭綠♀×香玉♂)Table 4 201116007 performance (Penglv ♀ × Xiangyu ♂)

表5 201116008的表現(xiàn)(彭綠♀×香玉♂)Table 5 201116008 performance (Penglv ♀ × Xiangyu ♂)

表6 201116010的表現(xiàn)(彭綠♀×香玉♂)Table 6 201116010 performance (Penglv ♀ × Xiangyu ♂)

表7 201116012的表現(xiàn)(彭綠♀×晚黃♂)Table 7 201116012 performance (Penglv ♀ × Wanhuang ♂)

表8 201116203的表現(xiàn)(彭綠♀×晚黃♂)Table 8 201116203 performance (Penglv ♀ × Wanhuang ♂)

表9 201116205的表現(xiàn)(丹6♀×香玉♂)Table 9 201116205 performance (Dan 6 ♀ × Xiangyu ♂)

表10 201116212的表現(xiàn)(丹6♀×香玉♂)Table 10 201116212 performance (Dan 6 ♀ × Xiangyu ♂)

表11 201116302(丹7♀×文培紫♂)Table 11 201116302 performance(Dan 7 ♀ × Venpeizi ♂)

表12 201116304(丹9♀×香玉♂)Table 12 201116304 performance (Dan 9 ♀ × Xiangyu ♂)

表13 201116403(川后2♀×晚黃♂)Table 13 201116403 performance(Chuanhou 2 ♀ × Wanhuang ♂)

3 結(jié)論

3.1 親本材料的差異性根據(jù)育種目標(biāo)，主要培育高產(chǎn)油用型牡丹新種質(zhì)，雜交親本材料的選擇主要以生長勢、結(jié)實(shí)數(shù)、產(chǎn)籽量、枝條硬度等指標(biāo)為主。親本材料的生長和結(jié)實(shí)性狀對后代材料的分枝數(shù)、單株產(chǎn)量及莢果數(shù)的影響程度較大。

通過試驗(yàn)證明，“彭綠”“丹6”“丹7”“丹9”是非常優(yōu)良的母本材料，生長勢強(qiáng)，萌蘗力高，枝條硬長?！跋阌瘛薄巴睃S”是優(yōu)秀的父本材料?！跋阌瘛薄巴睃S”作為父本材料的后代，很好地遺傳了結(jié)實(shí)率高、單莢數(shù)量多的優(yōu)良性狀。尤其是“香玉”作為父本產(chǎn)生的后代材料在穩(wěn)定性、一致性和特異性方面表現(xiàn)突出。“文培紫”作為父本材料的后代，單莢數(shù)量中等，果莢偏瘦，種子偏小。“盤中取果”作為父本材料結(jié)實(shí)率不高，單莢數(shù)量少。

3.2 后代材料的特異性后代單株的產(chǎn)籽量與植株的萌蘗力和枝條數(shù)量有密切的相關(guān)關(guān)系，植株萌蘗力強(qiáng)、枝條粗壯數(shù)量多是篩選油用牡丹品種的重要指標(biāo)。201116012和201116203都是“彭綠”和“晚黃”的后代，萌蘗力強(qiáng)，產(chǎn)籽量大，生長勢強(qiáng)，落葉晚。201116007和201116008的結(jié)實(shí)數(shù)有明顯優(yōu)勢。

油用牡丹品種的果熟期一致、果莢不開裂是篩選油用牡丹的主要指標(biāo)，方便機(jī)械化采收。201116012和201116304的果熟期一致性高，且果莢不開裂。201116205和201116302的果熟期較早，適合產(chǎn)業(yè)化種植，生產(chǎn)中果熟期早，種子收購價格高，效益好。