不同色系杜鵑品種雜交育種試驗(yàn)

摘 要：以杜鵑花色創(chuàng)新為主要育種目標(biāo)，選取紅色、紫色、粉色、白色、黃色、復(fù)色6個不同色系45個杜鵑品種作為試驗(yàn)材料進(jìn)行雜交育種試驗(yàn)，共設(shè)計23個色系組合、55個雜交組合。試驗(yàn)結(jié)果表明：在55個雜交組合中，22個雜交組合雜交結(jié)實(shí)；以紫色系杜鵑品種作母本的雜交組合整體結(jié)實(shí)情況較好，以白色系杜鵑品種作母本的雜交組合整體結(jié)實(shí)情況較差；同一杜鵑品種作母本與不同父本雜交，結(jié)實(shí)率存在明顯差異，說明父本選擇對雜交成功率的影響較大；22個雜交組合的雜交種子萌芽率為38%～92%，平均萌芽率為69.5%，說明雜交杜鵑的播種繁殖較為容易。

關(guān)鍵詞：杜鵑品種；不同色系；雜交育種

中圖分類號：S685.21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-7909-（2023）11-71-6

0 引言

杜鵑是杜鵑花科杜鵑花屬植物，是我國的傳統(tǒng)十大名花之一，是城市綠化、庭院美化的重要植物。目前，我國自主選育的杜鵑新品種數(shù)量相對較少，用于綠地栽培的品種較為單一，培育花色特異的新品種是我國杜鵑產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問題［1］。針對該問題，可從雜交后代中選育出新型花色或花色豐富的品種［2-4］。筆者以花色創(chuàng)新為主要育種目標(biāo)，開展不同色系杜鵑品種的雜交育種試驗(yàn)，以期選育出新型花色或花色豐富、觀賞價值更高的杜鵑品種。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取浙江農(nóng)林大學(xué)校內(nèi)45個杜鵑園藝栽培品種（見表1），于2020年4月開始進(jìn)行雜交試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

將45個杜鵑品種分為紅色、紫色、粉色、白色、黃色、復(fù)色共6個色系，利用不同色系品種進(jìn)行雜交育種，共設(shè)計23個色系組合、55個雜交組合（見表2），每個雜交組合重復(fù)30次。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 柱頭可授性檢測。采用聯(lián)苯胺-過氧化氫法［5］檢測母本材料雌花柱頭可授性：采集盛花期母本雌花柱頭，將其浸入聯(lián)苯胺-過氧化氫反應(yīng)液（1%聯(lián)苯胺、3%過氧化氫和水的體積比為4∶11∶22）中觀察，若柱頭具可授性，則柱頭周圍會出現(xiàn)大量氣泡。

1.3.2 花粉活力測定。采用TTC染色法［6］測定父本材料花粉活力：采集盛花期父本的雄蕊花粉，將其置于載玻片上，滴0.5%TTC溶液，而后將載玻片置于20 ℃恒溫箱觀測花粉活力情況。

1.3.3 套袋與授粉。通過前期傳粉生物學(xué)研究，于開花前3 d對母本去雄，并套袋隔離，待柱頭有黏液滲出時采集相應(yīng)父本花粉進(jìn)行授粉，授粉后套袋，并掛好標(biāo)簽，授粉10 d后去掉隔離袋，檢查標(biāo)簽。每個雜交組合30次重復(fù)，即授粉30朵。

1.3.4 雜交果實(shí)膨大率、坐果率、結(jié)實(shí)率統(tǒng)計。雜交授粉完成后，分別于2020年6月、8月、11月統(tǒng)計各雜交組合果實(shí)膨大率、坐果率、結(jié)實(shí)率［7］。其計算公式分別為

果實(shí)膨大率=雜交果實(shí)膨大的花朵數(shù)/授粉的花朵數(shù)×100% （1）

坐果率=坐果的花朵數(shù)/授粉的花朵數(shù)×100% （2）

結(jié)實(shí)率=結(jié)籽的花朵數(shù)/授粉的花朵數(shù)×100% （3）

1.3.5 播種與萌芽率統(tǒng)計。于2022年11月，待雜交果實(shí)自然開裂后分別進(jìn)行采種。播種基質(zhì)選用較細(xì)腐殖土［8］，結(jié)實(shí)的每雜交組合隨機(jī)選取100粒種子均勻播撒在基質(zhì)中，置于20 ℃人工氣候室，每日噴水保持濕潤直至種子萌芽，14 d后統(tǒng)計萌芽數(shù)量，計算萌芽率，計算公式為

萌芽率=發(fā)芽的種子數(shù)/參與試驗(yàn)的種子總數(shù)×100%（4）

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 柱頭可授性

由圖1可知，38個母本材料的柱頭在聯(lián)苯胺-過氧化氫反應(yīng)液中均產(chǎn)生較多氣泡，具有較強(qiáng)可授性，適宜作為雜交母本材料。除柱頭高度瓣化的杜鵑品種不能作為母本外，其他品種可以根據(jù)花色和外形直接確定是否作母本，母本選擇多樣化。

2.2 花粉活力

只有將具有活力的父本花粉授粉至適宜的柱頭，才能保證受精過程順利進(jìn)行。若父本花粉活力較差，花粉傳到柱頭上不能萌發(fā)，會增大授粉失敗的概率，降低結(jié)實(shí)率［9-10］。由圖2可知，23個父本材料的花粉均具有活力，但其中白鳳、紅蘋果、風(fēng)輪3個品種具有活力的花粉數(shù)量較少，授粉時可通過增加授粉量提高授粉成功率。相對于母本選擇的多樣性，父本選擇較為局限，因?yàn)槎霹N品種中雄蕊瓣化品種占比較大，部分品種無花藥，且花粉活力的差異明顯。這也使得在杜鵑雜交育種中父本的選擇對雜交結(jié)實(shí)率的影響相較于母本更加明顯。

2.3 各雜交組合果實(shí)膨大率、坐果率、結(jié)實(shí)率

由表3可知，雜交授粉完成后，55個雜交組合中25個雜交組合的雜交果實(shí)膨大，其他雜交組合敗育，22個雜交組合收獲雜交種子。雜交組合是否出現(xiàn)果實(shí)膨大、是否坐果可以檢驗(yàn)種間雜交親和性［11］。例如，在用黃色品種輝煌作母本的雜交組合中，有兩個組合出現(xiàn)了果實(shí)膨大；用輝煌作父本時，與如意、紫蝴蝶雜交均出現(xiàn)了果實(shí)膨大。這說明輝煌有能夠克服遠(yuǎn)緣雜交障礙獲得雜交子代的可能性。但雜交果實(shí)膨大并不意味雜交結(jié)實(shí)。在25個雜交果實(shí)膨大的雜交組合中，2-2組合、8-2組合、16-3組合雖然出現(xiàn)了雜交果實(shí)膨大，但數(shù)量較少，后期未成功雜交結(jié)實(shí)，原因可能是自然流產(chǎn)和缺乏胚乳形成等［12］。

由表3可知，在以紅色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，1-1組合、2-1組合、2-3組合均雜交結(jié)實(shí)，其中1-1組合、2-3組合果實(shí)膨大率、坐果率和結(jié)籽率均較高，2-2組合僅出現(xiàn)少數(shù)果實(shí)膨大（果實(shí)膨大率為17%，無坐果和結(jié)實(shí)）；在以紫色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，5-1組合、5-2組合、5-3組合、6-2組合、6-3組合、8-1組合均雜交結(jié)實(shí)，8-2組合僅少數(shù)果實(shí)膨大（果實(shí)膨大率為3%，無坐果和結(jié)實(shí)）；在用粉色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，9-1組合、9-2組合、9-3組合、10-1組合、10-2組合、11-2組合、11-3組合、12-1組合均雜交結(jié)實(shí)；在用白色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，僅14-2組合雜交結(jié)實(shí)，16-3組合少數(shù)果實(shí)膨大、坐果但無結(jié)實(shí)；在用黃色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，18-1組合、19-1組合雜交結(jié)實(shí)；在用復(fù)色系杜鵑品種作母本的雜交組合中，21-1組合、22-1組合雜交結(jié)實(shí)。

在55個雜交組合中，如意、多麗、粉蝴蝶等品種作為母本與不同父本雜交時，結(jié)實(shí)率均較高；紫蝴蝶、迎春等品種作父本與不同母本雜交時，除10-3組合、17-1組合外，其他組合均雜交結(jié)實(shí)。這說明如意、多麗、粉蝴蝶、紫蝴蝶、迎春是適宜進(jìn)行雜交育種的親本材料。

2.4 萌芽率

由表4可知，22個結(jié)實(shí)的雜交組合得到的雜交種子的萌芽率在38%～92%，平均萌芽率為69.5%，2-3組合萌芽率最高（92%）、8-1組合萌芽率最低（38%）。22個雜交組合親本的雜交親和性較強(qiáng)，雜交種子萌芽率整體較高。

3 結(jié)論與討論

此次試驗(yàn)結(jié)果表明，參試的不同色系母本材料的柱頭可授性均較強(qiáng)，父本材料的花粉活力存在差異，但均具有活力。雜交過程中的敗育現(xiàn)象可能發(fā)生在受精前、受精后的各個階段［13］，花粉粒與柱頭、花粉管與花柱之間也會存在障礙，且這種生殖障礙也有可能導(dǎo)致雜交敗育。因此，除花粉活力和柱頭可授性之外，還需進(jìn)一步深入研究花粉管生長發(fā)育情況，從而探明導(dǎo)致雜交敗育的因素。

從雜交結(jié)實(shí)情況看，55個雜交組合中雜交敗育組合30個，25個雜交組合的雜交果實(shí)膨大，22個雜交組合收獲雜交種子；以紫色系杜鵑品種作母本的雜交組合整體結(jié)實(shí)情況較好，以白色系杜鵑品種作母本的雜交組合整體結(jié)實(shí)情況較差。此試驗(yàn)結(jié)果還表明，同一杜鵑品種作母本與不同父本雜交，結(jié)實(shí)率差異明顯。這與王偉等［14］得出的結(jié)論一致，說明父本選擇對雜交成功率的影響較大。雜交未結(jié)實(shí)的組合，可能存在親本不親和的情況。

種子的萌芽率可以作為判斷種子活力高低和雜交親和性的指標(biāo)［15］。在22個雜交結(jié)實(shí)的雜交組合中，雜交種子萌芽率最高為92%，最低為38%，平均萌芽率為69.5%。這說明此次試驗(yàn)中雜交種子萌芽率整體較高，易繁殖出苗。此外，種子的貯藏方法和播種的基質(zhì)、溫度、水分、光照等條件都會影響種子的萌芽率。

花色是杜鵑育種中最重要的觀賞性狀。杜鵑花色遺傳相關(guān)研究表明，雜交子代會出現(xiàn)超親本的花色變異。通過此次試驗(yàn)，獲得了一批豐富的杜鵑雜交品系資源，可為杜鵑雜交育種提供更多的理論依據(jù)。

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