鈍葉酢漿草品種間雜交結(jié)實性分析*

唐小云，徐蓮歡，常健超，林吳白羽，許巧賢，吳沙沙

(1.福建農(nóng)林大學 風景園林與藝術學院，福建 福州350002；2.浙江省東陽玉米研究所，浙江 東陽 322105)

酢漿草屬(Oxalis)隸屬于酢漿草科(Oxalidaceae)，是春、夏、秋、冬四季均可觀賞的重要花卉，主要分布在南美洲、非洲開普地區(qū)和墨西哥中部[1]。按照種植季節(jié)和生長習性，可分為四季酢漿草、春植酢漿草和秋植酢漿草三類。其中，秋植酢漿草主要是球莖類，其種類豐富，形態(tài)各異，具有豐富的花色、葉形、葉色多樣性，多用于盆栽觀賞。根據(jù)種球形態(tài)、株型生長特點、種植養(yǎng)護手法等又可分為鈍葉系列、冰淇淋系列、芙蓉系列、長發(fā)系列、桃之輝系列等，其中鈍葉酢(O.obtusa)又稱為OB系酢漿草，是秋植類酢漿草中品種資源最為豐富的一類[2]。OB系列的酢漿草花期相對較晚，因此被歸類為晚花品種。并且其花期較長，最早可在12月開花，盛花期在2—4月，花期長達半年。OB系列不僅品種繁多，花色豐富，而且種球繁殖穩(wěn)定、養(yǎng)護管理簡單及抗寒性較強。酢漿草屬植物是典型的異型花柱植物，大部分植物具有二型花柱或三型花柱的繁育類型，一般認為二型花柱是從三型花柱演化而來[3-4]。該屬植物植株矮小，其花色豐富、花型小巧可愛，且花和葉都具有較高的觀賞價值，適合作為盆栽和地被種植，近年來深受園藝愛好者的喜愛，具有較好的應用前景。

目前關于酢漿草屬的研究主要集中在遺傳多樣性[5-6]、微形態(tài)特征觀察[7]、觀賞性評價[8-10]、組織培養(yǎng)[11-12]與花色分類[13]等方面，而關于其雜交育種的研究則較少。國內(nèi)酢漿草屬植物雜交育種工作主要由園藝愛好者主導，之午[14]對秋植酢漿草進行種間雜交，選育出了4個性狀更好，花色新奇的品種。國內(nèi)育種家張道道培育了大量的OB系酢漿草，如鈍葉酢‘櫻花果凍’(O.obtusa‘Sakura Jelly’)、鈍葉酢‘白文鳥’(O.obtusa‘White Mannikin’)等;長發(fā)系酢漿草,如暗紫長發(fā)酢(O.hirta‘Dark’)、糖果長發(fā)酢(O.hirta‘Candy’)等；糖果盒系列酢漿草以及三色系列酢漿草等。這些酢漿草新品種不僅觀賞價值較高，而且還具有較高的市場經(jīng)濟價值。遺憾的是，目前還未有相關文章記載這些酢漿草新品種信息；也由于酢漿草屬尚未納入到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新品種植物保護名錄，還不能進行新品種權(quán)的申請，但已經(jīng)完成了該屬植物新品種DUS測試指南，該屬新品種權(quán)即將可以申請。

為培育更多OB系酢漿草新品種滿足市場需求，本研究通過OB系酢漿草不同品種的雜交試驗，探討各雜交組合的授粉、結(jié)實規(guī)律，分析不同品種的親和特性，在選育觀賞性狀優(yōu)良的酢漿草屬植物新種質(zhì)的同時，探究酢漿草屬植物不同花柱類型：長花柱型(L)、中花柱型(M)和短花柱型(S)之間異型等高花柱花粉雜交親和性的差異，為雜交親本的選配及優(yōu)良新品種的培育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 酢漿草屬植物材料

正確選擇雜交親本是雜交育種成敗的關鍵，育種者可根據(jù)育種目標，選擇雜交親本，減少雜交育種的盲目性[15]。根據(jù)酢漿草屬植物的育種目標(花色、花香、株型、開花特性等性狀)選擇出OB系48個品種進行雜交試驗(圖1，表1)。

表1 雜交親本花柱類型及其主要觀賞性狀

圖1 部分OB系酢漿草雜交親本

1.2 試驗方法

2023年2—4月，于OB系酢漿草花期在浙江省東陽市玉米研究所酢漿草屬植物種質(zhì)資源圃進行雜交授粉。授粉方法采用常規(guī)雜交方法，用鑷子夾取父本花粉粒均勻觸涂到等高母本柱頭上，授粉時注意避免損傷柱頭。每個雜交組合授粉后用70%酒精對鑷子消毒，防止發(fā)生花粉混雜。授粉后立即套袋，掛上標簽，注明雜交組合名稱及授粉時間，每個雜交組合授粉20～30朵。授粉后做好養(yǎng)護工作，保證母本植株正常生長。

預實驗結(jié)果表明：若具有親和性，約6～8 d內(nèi)便可觀察到蒴果膨大；若不具有親和性，約7～10 d內(nèi)便可觀察到蒴果枯萎。故待授粉花朵子房發(fā)育6～10 d時，對其蒴果的膨大情況和數(shù)量進行觀察和統(tǒng)計。利用①式進行蒴果膨大率的計算。

蒴果膨大率(%)=(膨大的蒴果數(shù)量/該組合的授粉花朵數(shù))×100%

①

每個雜交組合的種子成熟時間不同(大約25～35 d左右)，因此需定期觀察蒴果生長發(fā)育情況，及時統(tǒng)計結(jié)實率(②)；待授粉后20 d左右對膨大的蒴果進行套袋，所用袋子為透明的紗網(wǎng)袋，用于種子的收集，待種子收集完畢后計算每個雜交組合平均單果種子數(shù)(③)。

結(jié)實率(%)=(結(jié)實數(shù)/該組合的授粉花朵數(shù))×100%

②

平均單果種子數(shù)=種子總粒數(shù)/蒴果個數(shù)

③

2 結(jié)果分析

2.1 以長花柱作母本的雜交結(jié)實情況

以長花柱型(L)品種為母本，配制24個雜交組合，共授粉568朵花(表2)。在配制的24個雜交組合中，有19個雜交組合獲得了正常成熟的種子，占雜交組合數(shù)的79.17%，蒴果膨大率為38.46%～100.00%，結(jié)實率為2.78%～85.19%，平均單果種子數(shù)3.3～53.3粒。其中，‘番紅花’(L)ב極光’(M)、‘番紅花’(L)ב漣漪’(S)、‘小紅帽’(L)ב米白’(S)3個雜交組合結(jié)實率達80%以上，表現(xiàn)出較強的親和性；‘橙夢’(L)ב銀月’(M)等5個雜交組合結(jié)實率為0，表現(xiàn)出極不親和性。但‘橙夢’(L)ב銀月’(M)授粉后觀察到蒴果膨大，蒴果膨大率為40.9%。

表2 以長花柱作母本的雜交組合配置的結(jié)實情況

‘甜心’‘報春花’‘巖漿’‘番紅花’‘紅心皇后’‘珊瑚’‘小紅帽’‘霞光2.0’作為母本的雜交組合均能獲得雜交種子?！葔簟?L)ב面紗’(S)平均單果種子數(shù)最高，為53.3粒，‘珊瑚’(L)ב銀月’(M)最低，僅為3.3粒。

‘莫倫’作為母本與短花柱型雜交時均不能獲得雜交種子，而與中花柱型雜交時均能獲得雜交種子，這說明‘莫倫’適合與中花柱型品種雜交；‘橙夢’‘蜜桃奶油’作為母本與中花柱型品種雜交時均不能獲得雜交種子，而與短花柱型品種雜交時均能獲得雜交種子，這說明‘橙夢’‘蜜桃奶油’適合與短花柱型品種雜交；‘淺肌’不論是與中花柱型還是短花柱型品種雜交均不能獲得雜交種子，這說明‘淺肌’不適合作為育種母本材料。

2.2 以中花柱作母本的雜交結(jié)實情況

以中花柱型(M)品種為母本，配制22個雜交組合，共授粉476朵花(表3)。在配制的22個雜交組合中，14個雜交組合獲得了正常成熟的種子，占雜交組合數(shù)的63.64%，蒴果膨大率為5.00%～100.00%，結(jié)實率為5.00%～90.00%，平均單果種子數(shù)為2.0～32.4粒。其中只有‘極光’(M)ב玫瑰清風’(S)結(jié)實率達80%以上，表現(xiàn)出較強的親和性；‘伊麗莎白’(M)ב銅紅’(S)等8個雜交組合結(jié)實率為0，表現(xiàn)出極不親和性。但‘星云’(M)ב火燒云’(L)等5個雜交組合授粉后觀察到蒴果膨大，其蒴果膨大率為5.00%～96.67%。

表3 以中花柱作母本的雜交組合配置及結(jié)實情況

‘銀月’‘黃色細瓣’‘極光’無論是與長花柱型還是短花柱型雜交均能獲得雜交種子?！y月’作為母本與長花柱型和短花柱型雜交的平均單果種子數(shù)均較低，為2.0粒和2.2粒；‘黃色細瓣’作為母本與長花柱型和短花柱型的雜交結(jié)實率差異顯著，與短花柱型雜交結(jié)實率為44%，與長花柱型雜交結(jié)實率僅為5%。

‘伊麗莎白’與其他短花柱型雜交時均能獲得雜交種子，但與‘銅紅’雜交時結(jié)實率為0%；‘芬達’與‘絲綢’雜交時結(jié)實率為0%，但與‘銅紅’雜交時結(jié)實率為71.43%，說明‘銅紅’作為父本更適合與‘芬達’雜交。

‘胭脂月’‘星云’作為母本的雜交組合結(jié)實率均為0，這說明‘胭脂月’‘星云’不適合作為母本育種材料。

2.3 以短花柱作母本的雜交結(jié)實情況

以短花柱型(S)品種為母本，配制23個雜交組合，共授粉496朵花(表4)。在配制的23個雜交組合中，14個雜交組合獲得了正常成熟的種子，占雜交組合數(shù)的60.87%，蒴果膨大率為5.00%～100.00%，結(jié)實率為5.00%～90.91%，平均單果種子數(shù)為1.0～85.0粒，其中‘大馬士革玫瑰’(S)ב甜心’(L)等4個雜交組合的結(jié)實率達80%以上，表現(xiàn)出較強的親和性，‘丁香灰’(S)ב絲帶’(M)等9個雜交組合結(jié)實率為0，表現(xiàn)出極不親和性，但‘蠟筆’(S)ב絲帶’(M)、‘銅紅’(S)ב杏仁奶油’(M)授粉后觀察到蒴果膨大，其蒴果膨大率為25.00%和55.00%。

表4 以短花柱作母本的雜交組合配置及結(jié)實情況

‘面紗’‘大馬士革玫瑰’‘漣漪’等6個短花柱型品種與長花柱型雜交均獲得了雜交種子，其中‘大馬士革玫瑰’(S)ב甜心’(L)的平均單果種子數(shù)最高，為85.0粒，‘蠟筆’(S)ב紅心皇后’(L)的平均單果種子數(shù)最低，僅為1.0粒。‘淑女’‘銅紅’‘絲綢’3個短花柱型材料與長花柱型材料雜交結(jié)實率均為0。

‘鋰輝石’‘淑女’‘龍焰’‘絲綢’4個短花柱型材料與中花柱型材料雜交均獲得雜交種子，雜交結(jié)實率為5.00%～85.71%，平均單果種子數(shù)為4.0～23.4粒。‘蠟筆’‘朱砂’‘大家閨秀’‘銅紅’與中花柱型材料雜交均未獲得雜交種子。

‘丁香灰’與‘小仙女’雜交結(jié)實率高達90.91%，與‘絲帶’雜交結(jié)實率為0，這說明‘丁香灰’與中花柱型材料雜交具有親和性，‘絲帶’不適合作為父本與‘丁香灰’雜交。

3 討論與結(jié)論

綜合分析得出，以長花柱型作母本的雜交親和性總體較高，所配組合的雜交成功率達到79.17%，但也有部分雜交組合不結(jié)實，表現(xiàn)出極不親和性；以中花柱型作母本的雜交親和性次之，所配組合的雜交成功率達到63.64%；以短花柱型作母本的雜交親和性最低，所配組合的雜交成功率為60.87%。唐星林等[16]對異型花柱植物小報春(Primulaforbesii)與巖生報春(P.saxatilis)種間雜交結(jié)實性研究中發(fā)現(xiàn)，以長花柱作母本的雜交結(jié)實率高于以短花柱作母本的雜交結(jié)實率。而在異型花柱植物連翹(Forsythiasuspensa)的研究中發(fā)現(xiàn)，不同花柱類型花粉形態(tài)不同外，花粉生活力和花粉萌發(fā)率也有顯著不同，短花柱型花粉活力和萌發(fā)率都明顯高于長花柱型[17]，茜草科(Rubiaceae)的研究中同樣也有類似結(jié)論，短花柱結(jié)實率和繁殖成功率要高于長花柱[18]。鈍葉系酢漿草長花柱植物結(jié)實率較高的原因可能是因為長花柱的柱頭位于最上層，更容易接受異花花粉，但具體原因還有待進一步研究。異型花柱植物異型等高授粉親和性存在差異，而且酢漿草屬植物以長花柱型做母本的雜交親和性較高。因此，在酢漿草屬植物雜交工作中，選取長花柱型作做雜交母本可提高雜交結(jié)實率。并且在酢漿草屬植物相關研究中還未見對不同花柱類型的花粉活力及其萌發(fā)率的相關報道，為更好的促進該屬植物的育種研究，該方面值得深入研究。

OB系酢漿草不同親本的雜交結(jié)實率差異較大，同一母本不同父本或同一父本不同母本的雜交結(jié)實率差異也很大，而可結(jié)實的父母本雜交也有不結(jié)實的情況，如‘報春花’與‘面紗’雜交，‘面紗’為父本時，其結(jié)實率為42.86%，為母本時其結(jié)實率為10%，這與袁雪等[19]在紫牡丹(Paeoniadelavayi)以及龍莉等[20]在威寧短柱油茶(CamelliaweiningensisY.K.Li.)雜交實驗中觀察到的結(jié)果類似。這說明OB系酢漿草雜交結(jié)實率與父母本的選擇有關，同時在授粉過程可能受天氣、人為因素等外界影響。因此，在選擇雜交親本時，除考慮性狀互補外，還需考慮選擇親本雜交結(jié)實性高的品種，同時選擇晴朗天氣、規(guī)范授粉操作等，來提高雜交結(jié)實率至關重要[21]。

不同雜交組合正反交結(jié)實性差異明顯，其中‘橙夢’作母本與‘銀月’進行雜交時，其結(jié)實率為0，但反交時結(jié)實率達到76.67%；‘紅心皇后’作母本與‘漣漪’進行雜交時，結(jié)實率為73.33%，反交時結(jié)實率僅為20%?？梢?，OB系酢漿草不同品種正反交結(jié)果差異較大，各雜交組合的親和性各異，其中并無明顯規(guī)律。除酢漿草屬植物之外，在其他觀賞性植物雜交時也出現(xiàn)正反交結(jié)實性差異明顯的情況，如蘭屬(Cymbidium)植物[22]、月季(Rosachinensis)[23]、萱草屬(Hemerocallis)植物[24]等。因此，在雜交過程中應及時對結(jié)果進行總結(jié)，篩選雜交親和性較強的組合，再根據(jù)育種目標進行雜交，以期獲得理想的性狀。

OB系酢漿草品種間人工授粉后，存在蒴果均有不同程度的膨大，但會出現(xiàn)其雜交結(jié)實率低甚至為0的情況，這可能與雜交親本之間的親緣關系、親本的染色體倍性、植株生長情況等有關。因此，在雜交過程中，應結(jié)合親本之間的親緣關系、親本的染色體倍性選擇親本，并提供植株正常生長的環(huán)境及養(yǎng)分，明確最佳授粉時期[25]，有助于提高育種效率和雜交成功率，獲得雜交種子，為進一步選育新品種提供科學依據(jù)。