‘紫巖素’大花蕙蘭與墨蘭3個(gè)品種雜交坐果的研究

曾碧玉　李惠華　常強(qiáng)　王偉　蘇明華

摘 要 為篩選出易栽培種植開(kāi)花、耐高溫且抗性強(qiáng)的大花蕙蘭新種質(zhì)，開(kāi)展了‘紫巖素大花蕙蘭與墨蘭品種‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨的雜交研究。結(jié)果表明：正交和反交的坐果率差異較大；以‘紫巖素為母本、墨蘭作父本雜交的坐果率高，授粉后第210天，與 ‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨的雜交坐果率分別為81.5%、89.8%和78.0%；以墨蘭為母本、‘紫巖素作父本雜交時(shí)落果嚴(yán)重，授粉后第210天，‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨的坐果率分別只有0.0%、0.0%和10.3%；‘紫巖素與墨蘭3個(gè)品種正交和反交的果莢，其果長(zhǎng)及果寬的生長(zhǎng)發(fā)育曲線均呈“S”型；以‘紫巖素為母本的各雜交組合果長(zhǎng)于授粉后100～210 d達(dá)到最大值（≈8.70 cm），果寬于授粉后180～210 d達(dá)到最大值（≈18.65 mm）；以‘紫巖素為父本的各雜交組合果長(zhǎng)于授粉后120～210 d時(shí)達(dá)到最大值（≈4.20 cm），果寬于授粉后150～210 d時(shí)達(dá)到最大值（≈8.60 mm）。

關(guān)鍵詞 大花蕙蘭；墨蘭；雜交；坐果；果莢生長(zhǎng)

中圖分類號(hào) S682.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract To screen new Cymbidium hybridium germplasm with the advantage of easy cultivation and flowering， high-temperature resistance， strong resistance， cross were done between hybrid C. hybridium ‘Ziyansu：and 3 cultivars（C. sinense‘Jinzui， C. sinense ‘Qijian Baimo and C. sinense‘Qijian Heimo） in C. sinense. Results showed that there was a large difference in fruit setting rate between 3 orthogonal cross combinations and 3 reciprocal cross combinations. The fruit setting rate of 3 orthogonal cross combinations was high for the cross combinations with C. sinense ‘Ziyansu as seed parent and with C. sinense ‘Jinzui， C. sinense ‘Qijian Baimo and C. sinense ‘Qijian Heimo as pollen parents. The fruit setting rate on 210 days after pollination was 81.5%， 89.8% and 78.0%， respectively. However， the fruit setting rate of 3 reciprocal cross combinations was low with C. sinense ‘Ziyansu as seed parent and with C. sinense ‘Jinzui， C. sinense ‘Qijian Baimo and C. sinense ‘Qijian Heimo as pollen parents. The fruit setting rate on 210 days after pollination was 0.0%， 0.0% and 10.3%， respectively. The fruit growth curves of orthogonal and reciprocal cross combinations showed S-shape. The elongation of fruits stopped on 100-210 days after pollination （≈8.70 cm） and the increase of fruit width stopped on 180-210 days after pollination（≈18.65 mm）in 3 orthogonal cross combinations. The elongation of fruits stopped on 120-210 days after pollination（≈4.20 cm） and the increase of fruit width stopped on 150-210 days after pollination（≈8.60 mm）in 3 reciprocal cross combinations.

Key words Cymbidium hybridium； Cymbidium sinense；Cross；Fruit setting；Fruit growth

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.007

大花蕙蘭（Cymbidium hybridium）與墨蘭（C. sinense）均屬蘭科蘭屬植物。大花蕙蘭為蘭屬植物中一部分大花附生種類及其雜交種[1]。墨蘭為蘭屬地生蘭類植物，五大類傳統(tǒng)國(guó)蘭之一。目前雜交育種仍是蘭科植物育種的重要手段。國(guó)際上常利用以墨蘭為代表的中國(guó)蘭與蘭屬其他原生種或雜交種大花蕙蘭雜交，主要用于培育具香味、緊湊株型或早開(kāi)花型及抗性強(qiáng)的大花蕙蘭品種[2]。

近十多年來(lái)，雖然國(guó)內(nèi)有不少關(guān)于大花蕙蘭與墨蘭雜交育種的研究報(bào)道[3-8]。但是，由于大花蕙蘭品種遺傳背景及倍性復(fù)雜，有二倍體、三倍體、四倍體及非整數(shù)倍體[5， 9-10]，大花蕙蘭為母本與墨蘭雜交結(jié)實(shí)率較低[3-8]，難以成功獲得雜交組合。筆者在先前研究中發(fā)現(xiàn)，以具國(guó)蘭血統(tǒng)的大花蕙蘭雜交品種為母本與墨蘭進(jìn)行雜交，可提高雜交結(jié)實(shí)率[5]?；诖耍狙芯窟x取具國(guó)蘭血統(tǒng)的大花蕙蘭雜交品種：‘紫巖素（‘Ziyansu）與廣東四大名墨中的‘金咀（‘Jinzui）、 ‘企劍白墨（‘Qijian Baimo）和‘企劍黑墨（‘Qijin Heimo）3個(gè)品種進(jìn)行雜交，對(duì)其雜交坐果情況及果莢生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，以期為篩選出易栽培種植開(kāi)花、耐高溫且抗性強(qiáng)的新種質(zhì)提供基礎(chǔ)，并為蘭屬新品種的雜交育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

大花蕙蘭優(yōu)良雜交品種‘紫巖素以及墨蘭品種‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨均從福建省廈門(mén)市亞熱帶花卉中心購(gòu)買，種植于福建省亞熱帶植物研究所蘭花資源圃內(nèi)。 ‘紫巖素花徑6.0～7.7 cm，花色為紅褐色、彩心花。‘金咀和‘企劍黑墨花徑為5.3～6.5 cm，花色為深紅褐色、彩心花?！髣Π啄◤綖?.7～6.3 cm，花色為淺綠色、素心花。供試親本性狀詳見(jiàn)曾碧玉等[11]研究中表1所述。

1.2 方法

1.2.1 人工授粉 雜交試驗(yàn)于2010年開(kāi)始，把‘紫巖素作為母本及父本，分別與墨蘭‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨3個(gè)品種進(jìn)行雜交。雜交分區(qū)組進(jìn)行，每個(gè)品種分為3個(gè)區(qū)組。授粉于上午08∶00～10∶00進(jìn)行。授粉時(shí)，母本取開(kāi)花后3～4 d的花朵，先用鑷子去掉唇瓣及柱頭上的花粉塊，取待開(kāi)放的父本花粉塊放置于母本的柱頭蕊腔內(nèi)；每個(gè)花枝授粉不超過(guò)3朵花；以上所用工具均用95%酒精消毒。在以墨蘭為母本進(jìn)行雜交時(shí)，則先將未開(kāi)放花朵套袋，以防蟲(chóng)媒傳粉，待花朵開(kāi)放后3～4 d即可作為母本，雜交后重新套袋，授粉1周后摘除紙袋。

1.2.2 果莢大小測(cè)量 授粉后觀察花的形態(tài)變化，并按一定的時(shí)間間隔隨機(jī)選取3個(gè)果莢測(cè)量其果長(zhǎng)及果寬。果長(zhǎng)及果寬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)參照涂美智等[12]研究方法并稍做修改，即果長(zhǎng)計(jì)量為果莢基部至花萼著生處長(zhǎng)度，用軟尺測(cè)量；果寬計(jì)量為果莢最大直徑，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量。定期統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)組坐果數(shù)，取平均值，計(jì)算坐果率。坐果率/%=（坐果數(shù)/授粉花朵數(shù)）×100。以果皮翠綠并泛黃，果莢基本發(fā)育成熟時(shí)計(jì)算結(jié)果率。結(jié)果率/%=（果莢成熟時(shí)坐果數(shù)/授粉花朵數(shù)）×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)分析軟件中的one-way ANOVA（LSD和Duncan檢驗(yàn)）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘紫巖素大花蕙蘭與墨蘭3個(gè)品種正反交的雜交坐果率

以‘紫巖素大花蕙蘭為母本，分別與‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭進(jìn)行雜交（正交），分別授粉了66、50及41朵花。由表1可知，‘紫巖素ב金咀組合在授粉后第120天坐果率顯著下降，之后分別于授粉后第210天和第330天坐果率再次出現(xiàn)顯著性下降。由此表明‘紫巖素ב金咀組合在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中存在3個(gè)落果高峰區(qū)間，分別為授粉后90～120、180～210和300～330 d。‘紫巖素ב企劍白墨組合授粉后第180天坐果率顯著下降，此后再無(wú)顯著性下降，說(shuō)明其只有1個(gè)落果高峰區(qū)間，即授粉后150～180 d?！蠋r素ב企劍黑墨組合授粉后第30天坐果率顯著下降，至第90天坐果率再次顯著下降，表明其存在2個(gè)落果高峰區(qū)間，即授粉后0～30和60～90 d。說(shuō)明‘紫巖素大花蕙蘭與‘金咀、 ‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭的正交組合在雜交后都存在落果高峰期，但不同墨蘭品種組合的落果高峰區(qū)間存在明顯的差異。

以‘金咀、 ‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭為母本分別與‘紫巖素大花蕙蘭進(jìn)行雜交（反交），分別授粉了36、46及19朵花。由表2可知，3個(gè)組合均分別在授粉后第30天和第60天坐果率顯著性下降?！鹁住痢蠋r素組合在授粉后第30天坐果率下降至66.7%，在第60天再次顯著性下降，坐果率僅為2.8%，由此表明其存在2個(gè)落果高峰區(qū)間，分別為授粉后0～30、30～60 d。‘企劍白墨ב紫巖素組合在授粉后第30天坐果率下降至86.9%，之后分別在第60天和第180天再次出現(xiàn)顯著性下降，坐果率分別降至6.5%和0.0%，說(shuō)明其存在3個(gè)落果高峰區(qū)間，分別為授粉后0～30、30～60和150～180 d?！髣谀痢蠋r素組合在授粉后第30天坐果率下降為36.5%，第60天再次顯著性下降，坐果率為10.3%，表明其存在2個(gè)落果高峰區(qū)間，分別為授粉后0～30、30～60 d。由上可知，3個(gè)反交組合落果高峰區(qū)間基本一致，主要分布于授粉后0～30和30～60 d。

以‘紫巖素大花蕙蘭為母本與‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭雜交，坐果率及結(jié)果率均很高；授粉后第120天，推測(cè)果莢基本完成雙受精過(guò)程，此時(shí)坐果率分別達(dá)89.5%、97.9%和80.6%；第210天，果莢基本成熟，結(jié)果率分別為81.5%、89.8%和78.0%；第300天時(shí)，果莢完全成熟并開(kāi)始開(kāi)裂，此時(shí)坐果率分別為81.5%、87.9%和78.0%（表1）。以‘金咀、‘企劍白墨及‘企劍黑墨墨蘭為母本與‘紫巖素大花蕙蘭雜交，坐果率及結(jié)果率均較低；授粉后第120天，推測(cè)果莢基本完成雙受精過(guò)程，此時(shí)坐果率分別為2.8%、6.5%和10.3%；第210天，果莢基本成熟，結(jié)果率分別為0.0%、0.0%和10.3%；第300天時(shí)，果莢完全成熟并開(kāi)始開(kāi)裂，此時(shí)坐果率分別為 0.0%、0.0%和10.3%（表2）?？梢?jiàn)，‘紫巖素大花蕙蘭與‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭雜交，正交坐果率及結(jié)果率均很高，利于雜交組合的獲得并改良種質(zhì)；而反交坐果率及結(jié)果率均較低，難于獲得雜交組合。因此，為獲得易栽培種植開(kāi)花、具香味及抗性強(qiáng)的大花蕙蘭新種質(zhì)，以大花蕙蘭雜交種為母本與墨蘭進(jìn)行雜交為佳。

2.2 ‘紫巖素大花蕙蘭為母本與墨蘭3個(gè)品種雜交果莢的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)

‘紫巖素大花蕙蘭為母本分別與墨蘭3個(gè)品種雜交，3個(gè)正交組合果莢的果長(zhǎng)及果寬生長(zhǎng)發(fā)育曲線均呈“S”型（圖1）。授粉后2～3 d可見(jiàn)柱頭膨大，萼瓣片開(kāi)始失水皺縮或卷曲；10～12 d子房開(kāi)始膨大；隨后果莢快速增長(zhǎng)，果長(zhǎng)于100～210 d時(shí)達(dá)到最大值（≈8.70 cm），果寬于180～210 d時(shí)達(dá)到最大值（≈18.65 mm）；隨后出現(xiàn)不同程度的縮小后增長(zhǎng)而后又縮小的波動(dòng)（圖1）。‘紫巖素ב金咀組合在子房開(kāi)始膨大后，果莢快速伸長(zhǎng)（≈0.034 cm/d），在授粉后第150天達(dá)到最大值（≈9.17 cm），隨后出現(xiàn)縮小后伸長(zhǎng)而后縮小的波動(dòng)（圖1-Ⅰ）；果寬也快速增長(zhǎng)（≈0.090 mm/d），在第180天達(dá)到最大值（≈19.87 mm），隨后出現(xiàn)一定程度的縮小（圖1-Ⅱ）。‘紫巖素ב企劍白墨組合在子房開(kāi)始膨大后，果莢快速伸長(zhǎng)（≈0.021 cm/d），在授粉后第210天達(dá)到最大值（≈8.70 cm），隨后出現(xiàn)極輕微的縮?。▓D1-Ⅰ）；果寬也快速增長(zhǎng)（≈0.070 mm/d），在第210天達(dá)到最大值（≈17.99 mm）；隨后出現(xiàn)輕微的縮?。▓D1-Ⅱ）?！蠋r素ב企劍黑墨組合在子房開(kāi)始膨大后，果莢快速伸長(zhǎng)（≈0.039 cm/d），授粉后第100天達(dá)到最大值（≈8.23 cm），隨后出現(xiàn)縮小后伸長(zhǎng)再后縮小伸長(zhǎng)的波動(dòng)（圖1-Ⅰ）；果寬也快速增長(zhǎng)（≈0.080 mm/d），第180天達(dá)到最大值（≈18.09 mm），隨后出現(xiàn)縮小后增長(zhǎng)的波動(dòng)（圖1-Ⅱ）。

以‘紫巖素ב企劍白墨組合為例說(shuō)明‘紫巖素為母本與墨蘭雜交授粉后花及果莢發(fā)育動(dòng)態(tài)（圖2），剛授粉后的花形態(tài)如（圖2-A）；授粉后第3天可見(jiàn)柱頭膨大（圖2-B）；不同時(shí)期果莢形態(tài)如圖（2-C～H）。果實(shí)呈梭形，外形與大花蕙蘭為母本的果莢相類似；果皮翠綠或墨綠，近成熟時(shí)果皮呈現(xiàn)綠中泛黃。成熟時(shí)干燥失水，果莢從頂端開(kāi)始沿背縫線開(kāi)裂。

2.3 ‘紫巖素大花蕙蘭為父本與墨蘭3個(gè)品種雜交果莢的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)

‘紫巖素大花蕙蘭 為父本分別與墨蘭3個(gè)品種雜交，由于落果較為嚴(yán)重。因此，后期只對(duì)所剩果莢進(jìn)行測(cè)量，也由于嚴(yán)重落果后掛果數(shù)小于3，無(wú)法進(jìn)行平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算。

3個(gè)反交組合果莢的果長(zhǎng)及果寬生長(zhǎng)發(fā)育曲線均呈“S”型；授粉后約1周可見(jiàn)穴腔閉合、柱頭膨大，授粉后約2周可見(jiàn)子房膨大，隨后果莢增長(zhǎng)較為迅速，果長(zhǎng)于授粉后120～210 d達(dá)到最大值（≈4.20 cm）（圖3-Ⅰ），果寬于150～210 d達(dá)到最大值（≈8.60 mm）（圖3-Ⅱ）。以‘企劍黑墨ב紫巖素組合為例說(shuō)明‘紫巖素為父本與墨蘭雜交授粉后花及果莢發(fā)育動(dòng)態(tài)圖4。授粉后的花形態(tài)如（圖4-A）；授粉后第3天可見(jiàn)柱頭膨大（圖4-B）；不同時(shí)期果莢形態(tài)如圖（4-C～H）。果實(shí)呈梭形，外形與墨蘭自交果實(shí)相類似，但果莢比墨蘭自交果實(shí)??；果皮呈現(xiàn)翠綠或墨綠，近成熟時(shí)果皮呈現(xiàn)綠中泛黃。成熟時(shí)干燥失水，果莢從頂端開(kāi)始沿背縫線開(kāi)裂。

3 討論與結(jié)論

本研究選取了帶國(guó)蘭血統(tǒng)的‘紫巖素大花蕙蘭與‘金咀、‘企劍白墨及‘企劍黑墨墨蘭進(jìn)行了正反交，對(duì)不同發(fā)育時(shí)期的坐果率及結(jié)果率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：以‘紫巖素為母本的雜交結(jié)果率高，分別為81.5%、89.8%和78.0%。本研究結(jié)果證明選用具國(guó)蘭血統(tǒng)的大花蕙蘭雜交種為母本與墨蘭雜交，能大幅度提高雜交結(jié)果率，是改良新種質(zhì)的有效途徑。

前人研究顯示大花蕙蘭為母本與墨蘭的雜交結(jié)果率較低[3-8]，難以獲得雜交組合。而本研究中，帶國(guó)蘭血統(tǒng)的‘紫巖素大花蕙蘭為母本與墨蘭3個(gè)品種雜交，結(jié)果率高，其原因可能有： ‘紫巖素與墨蘭3個(gè)品種間的親和性好；‘紫巖素與墨蘭3個(gè)品種之間親緣關(guān)系較近， 并推測(cè)‘紫巖素帶有墨蘭血統(tǒng)。

墨蘭大多數(shù)為二倍體，選用的墨蘭3個(gè)品種中除‘金咀的染色體數(shù)目為2n=41，為非整數(shù)倍體外；‘企劍白墨和‘企劍黑墨的染色體數(shù)目均為2n=40，為二倍體[13]。通常二倍體植株作為母本進(jìn)行雜交成功率較大，雖然‘金咀是非整數(shù)倍體，但筆者前期研究發(fā)現(xiàn)其作為母本與大花蕙蘭雜交相對(duì)較易獲得雜交組合[5]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以墨蘭為母本與‘紫巖素雜交坐果率卻極低。可見(jiàn)，不能單純從品種的倍性選取親本（母本或是父本）。因此，雖然 ‘紫巖素 作為母本為佳，但還無(wú)法推測(cè) ‘紫巖素為二倍體植株，其倍性還需要進(jìn)一步的證實(shí)。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)， ‘金咀、 ‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭為母本與‘紫巖素雜交的落果高峰區(qū)間基本一致，主要分布于授粉后0～30和30～60 d。墨蘭傳粉約70 d胚珠開(kāi)始發(fā)育，傳粉后約85 d胚囊成熟，從傳粉至受精的時(shí)間間隔為90～100 d[14]，推測(cè)落果成因主要是受精前障礙。第1個(gè)落果高峰可能是由于親本基因型之間不協(xié)調(diào)、父本‘紫巖素花粉活力不夠高、花粉管伸長(zhǎng)異?；蚴茏璧?。而第2個(gè)落果高峰可能是由于母本胚珠無(wú)法發(fā)育或難于正常發(fā)育，也可能是花粉管伸長(zhǎng)異?；蚴茏枰灾聼o(wú)法穿過(guò)花柱將精子帶到胚囊完成雙受精。

果實(shí)生長(zhǎng)曲線一方面反映了果實(shí)自身的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，也可為果實(shí)的采收播種提供依據(jù)[10]。同時(shí)由于不同類型的雜交果莢外形、大小明顯不同，也是區(qū)分不同類型雜交的依據(jù)之一。果莢生長(zhǎng)發(fā)育后期，果長(zhǎng)及果寬出現(xiàn)不同程度的縮小后增長(zhǎng)而后又縮小增長(zhǎng)的單次或多次波動(dòng)，可能由于果莢養(yǎng)分吸收變緩或是失水萎縮所致[5-8，10，15-17]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，‘紫巖素大花蕙蘭與‘金咀、‘企劍白墨和‘企劍黑墨墨蘭雜交，正反交組合果莢果長(zhǎng)及果寬生長(zhǎng)發(fā)育曲線均呈“S”型，與大花蕙蘭與墨蘭的雜交組合果莢生長(zhǎng)曲線趨勢(shì)一致。

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