唐菖蒲遺傳性狀分析

邵小斌，趙統(tǒng)利，朱朋波，湯雪燕，孫明偉，王江英

(1.連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江蘇 連云港 222000； 2.江蘇金萬禾農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇 連云港 222000)

唐菖蒲(Gladiolushybridus)為鳶尾科唐菖蒲屬多年生球根花卉[1]，花形別致，花色豐富[2]，是世界著名“四大切花”之一[3]，素有“切花之王”之美譽。唐菖蒲顏色豐富，瓶插壽命長，用途廣泛，現(xiàn)有栽培品種很多，達(dá)1萬種以上[4]。在國內(nèi)外切花市場上占有很重要的地位，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值[5]。目前，我國的栽培品種和生產(chǎn)用球90%從國外引進(jìn)，僅很少由國內(nèi)培育和繁殖，雖然也選育出一些新品種，但能在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的不多，品種繁殖育種工作明顯不足[6]。本研究采用不同育種方式，旨在探索唐菖蒲遺傳規(guī)律及主要性狀之間的相互關(guān)系，為培養(yǎng)出優(yōu)良的唐菖蒲品種提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

以從荷蘭引進(jìn)的唐菖蒲品種阿斯特和紀(jì)念品(表1)為材料，進(jìn)行雜交育種試驗。

表1 親本的主要性狀

1.2 方法

2014年8月31日種植于連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院東辛農(nóng)場試驗地3號日光溫室內(nèi)，種植密度為40粒·m-2。分別進(jìn)行正反交，并以其中親本阿斯特進(jìn)行自交。當(dāng)年11月23日起，每天上午9:30—11:00進(jìn)行雜交或自交。每株留低部位花3朵，其余摘除?；ò晡赐耆_放時去除雄蕊，并套袋。在父本的花瓣已完全開放，但花藥未開裂時，用鑷子輕輕摘取花藥，放在容器內(nèi)備用，標(biāo)注父本名稱。雜交時，用利器挑取花粉，放在容器內(nèi)。雌蕊3裂柱頭呈羽毛狀時，用軟毛筆蘸取花粉,輕抹于雌蕊雜交后，掛上標(biāo)牌，注明雜交或自交日期、父母本。每個組合3株，共9朵花。8周后種子成熟。第二年的3月下旬露地播種，當(dāng)年收獲開花種球。2016年3月上旬露地種植。

1.3 親本及后代數(shù)據(jù)測量

在唐菖蒲第1朵花完全開放時，測量株高、花軸長、小花數(shù)、花莖粗度、花朵橫徑，記錄開花日期及顏色。

株高是指地面到植株花序最頂端的距離，花軸長是指第1小花基部到花序頂端的距離，小花數(shù)是指花序上所有小花的數(shù)目，花莖粗度是指花序最下部一朵花基部的莖稈直徑。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬分析法計算6個性狀綜合隸屬值，運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法計算6個性狀遺傳權(quán)重，利用SPSS19.0軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計算出父母本及F1代各性狀隸屬函數(shù)值，求出平均隸屬函數(shù)值。用皮爾生積矩法求出它們的相關(guān)系數(shù)，并以此計算出遺傳性狀的權(quán)重。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交后代性狀

以品種阿斯特為母本，紀(jì)念品為父本進(jìn)行雜交。計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數(shù)值及花色見表2。序號1為母本阿斯特，序號2為父本紀(jì)念品，序號3-30為F1代。

由表3可知，株高、花軸長相關(guān)系數(shù)最高，分別達(dá)到了0.930和0.911，小花橫徑相關(guān)系數(shù)最小為0.441，而生長期表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)為-0.408。

表2 正交各性狀綜合隸屬函數(shù)值及平均隸屬函數(shù)值

表3 正交各性狀的相關(guān)性及權(quán)重分析

2.2 反交父母本及其后代性狀

以品種紀(jì)念品為母本，阿斯特為父本，進(jìn)行反交，計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數(shù)值及花色見表4。序號1為母本紀(jì)念品，序號2代表父本阿斯特，序號3～14為F1代。結(jié)果分別見表4、表5。由表5可知，粗度、花軸長相關(guān)系數(shù)均為0.83，小花數(shù)為0.81，生長期相關(guān)系數(shù)為0.04，未呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

2.3 自交及其后代性狀

以品種阿斯特自交，計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數(shù)值及花色見表6。序號1為親本，序號2～7為F1。由表6、表7可知，小花數(shù)相關(guān)系數(shù)最高，為0.61，生長期相關(guān)系數(shù)為-0.26，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

2.4 F1代數(shù)量性狀比較

由表8可知，3種育種方式F1代的株高、小花橫徑、生長期等性狀沒有顯著差別。在花軸長、小花數(shù)、莖粗等性狀上，反交和自交的F1代與正交的F1代有顯著差別，反交和自交方式的F1代的花軸長比正交F1代長、小花數(shù)多、莖粗比正交F1代大。株高上雖然3個F1代之間沒有明顯差別，但反交、自交株高均值明顯高于正交。

表4 反交各性狀綜合隸屬函數(shù)值及平均隸屬函數(shù)值

表5 反交各性狀相關(guān)性及權(quán)重分析

表6 自交各性狀隸屬函數(shù)值及平均隸屬函數(shù)值

表7 自交系性狀相關(guān)性及權(quán)重分析

通過表1和表8發(fā)現(xiàn)，自交系后代主要性狀完全來自于親本阿斯特，但其F1代性狀均沒有超越親本。在正交和反交的F1中，除了生長期比親本短外，其他的主要性狀亦沒有超越親本，但是反交的F1主要性狀比正交好，在花軸長、小花數(shù)、莖粗等性狀上達(dá)到了顯著差異。

表8 F1代性狀均值的對比

注：同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母表示組間差異達(dá)顯著(P<0.05)。

2.5 不同育種方式對成球數(shù)量及花色的影響

每種育種方式均選取3株共9朵花進(jìn)行雜交或自交，由表9可知，每種處理所獲得開花種球數(shù)量差異較大。以阿斯特作為母本，成球率較高，開花種球有28粒，而以阿斯特作為父本，開花種球只有12粒，阿斯特自交時，成球率最低，獲得開花種球僅6粒。

由表9可知，所有F1代中，分離出了紅色、復(fù)色、粉色，紅色數(shù)量最多，在46個子代中，開紅色花的植株有33株、粉色5株、復(fù)色2株。在正交的28個子代，與親本顏色相同的各1株，在反交的12子代中，沒有出親本顏色。在自交6個子代中，出現(xiàn)了3種顏色，分別為紫色4株、紅色1株、黃色1株。

2.6 主要性狀與株高之間的關(guān)系

由于正交F1數(shù)量多，有28個，因此，其親本及其F1代為研究對象，以探討唐菖蒲株高與其他主要性狀關(guān)系。

表9 不同育種方式對花色的影響

2.6.1 株高與花軸長之間回歸關(guān)系

根據(jù)已測量的數(shù)據(jù)，求出回歸截距a=-15.5，回歸系數(shù)b=9.87，并求得t=9.87(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與花軸長之間是呈直線關(guān)系的。直線方程y=-15.4+0.5x，相關(guān)系數(shù)為0.88。以此直線方程和相關(guān)數(shù)據(jù)繪制圖1。

圖1 株高與花軸長的回歸直線

2.6.2 株高與莖稈粗度之間回歸關(guān)系

根據(jù)已測量的數(shù)據(jù)，求出截距a=-0.12，回歸系數(shù)b=0.01，以此求得t=6.52(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與莖稈之間是呈直線關(guān)系的。直線方程y=-0.12+0.01x，相關(guān)系數(shù)為0.78。以此直線方程和相關(guān)數(shù)據(jù)繪制圖2。

圖2 株高與莖稈粗度的回歸直線

2.6.3 株高與小花數(shù)量之間回歸關(guān)系

根據(jù)已測量的數(shù)據(jù)，求得t=4.35(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與小花數(shù)之間是呈直線關(guān)系的。直線方程y=-3.75+0.14x，相關(guān)系數(shù)為0.76。以此直線方程和相關(guān)數(shù)據(jù)繪制圖3。

圖3 株高與小花數(shù)量的回歸直線

2.6.4 株高與小花橫徑之間回歸關(guān)系

根據(jù)已測量的數(shù)據(jù)，求得t=1.63(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與小花橫徑之間無直線回歸關(guān)系。

2.6.5 株高與生長期之間回歸關(guān)系

根據(jù)已測量的數(shù)據(jù)，求出t=-2.31(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與生長期之間是呈直線關(guān)系的。直線方程y=115.25-0.19x。以此直線方程和相關(guān)數(shù)據(jù)繪制圖4。

圖4 株高與生長期的回歸直線

3 小結(jié)與討論

3.1 F1主要性狀表現(xiàn)

通過表2、表4、表6發(fā)現(xiàn)，無論何種育種方式，子代的平均隸屬函數(shù)值大多數(shù)是小于親本的，也就是說，子代綜合遺傳性狀弱于親本。親本阿斯特、紀(jì)念品是流行多年的商業(yè)品種，它們的綜合性狀確實比較優(yōu)良，通過它們之間雜交，很難獲得更優(yōu)的新品種。我們是不是可以通過親本之間連續(xù)自交，獲得純合品種，然后再通過雜交，獲得F1代。

3.2 F1花色遺傳

由表9可知，唐菖蒲花色遺傳規(guī)律復(fù)雜，后代均表現(xiàn)出很大的分離，這與馬國華等[7]的研究是一致的。在正交處理方式，F(xiàn)1出現(xiàn)了5種顏色，紅色最多，有22株，親本顏色最少，各1株，粉色出現(xiàn)3株。在反交的處理方式中，紅色最多，有10株，沒有出現(xiàn)親本顏色，出現(xiàn)1株粉色。在自交的處理方式中，出現(xiàn)紅色1株，親本顏色4株，粉色1株。在3種處理方式中，均出現(xiàn)紅色，粉色，親本顏色出現(xiàn)最少。因此，唐菖蒲在花色方面，未呈明顯的偏母性或偏父性遺傳，紅色性狀具有較強的遺傳力。

3.3 株高與主要性狀的關(guān)系

通過計算，發(fā)現(xiàn)株高與花軸長、莖稈粗度、小花數(shù)量等唐菖蒲主要性狀呈正相關(guān)，今后的育種目標(biāo)可以定位于株高。選育切花品種時，篩選出株高的品種，植株高，花軸會相應(yīng)變長、莖稈會相應(yīng)變粗、小花數(shù)量也會變多。