小蒼蘭新株系紅玉的選育

羅遠(yuǎn)華，方能炎，樊榮輝，葉秀仙，鐘淮欽，林 兵，林榕燕，吳建設(shè)，黃敏玲

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350013）

0 引言

【研究意義】小蒼蘭（Freesia hybrida）是鳶尾科Iridaceae 香雪蘭屬Freesia多年生球根花卉，原產(chǎn)于南非好望角一帶，其色、香、姿俱佳，為世界著名的切花，深受消費(fèi)者的喜愛[1―2]。我國從20 世紀(jì)80 年代初開始有規(guī)模的引種小蒼蘭，長期以來商業(yè)化品種及生產(chǎn)用種球主要從荷蘭等地進(jìn)口[3—4]，種球不僅價格較高，而且經(jīng)多代無性繁殖，易受病毒浸染等引起種性退化[5]，生長勢下降、花莖變短、花色變淡等現(xiàn)象突出[6]，商品花質(zhì)量下降甚至消失[7]。因此，選育出適宜我國區(qū)域氣候條件的小蒼蘭新品種及建立本土化種球繁育技術(shù)，是我國小蒼蘭持續(xù)健康發(fā)展的必然選擇。【前人研究進(jìn)展】早在18 世紀(jì)中期至19 世紀(jì)后半期，歐洲已開始從南非引入不同花色的小蒼蘭原種進(jìn)行雜交育種工作。進(jìn)入20 世紀(jì)后，荷蘭、英國等育種家在前人育種的基礎(chǔ)上，通過品種間的反復(fù)交配、篩選淘汰，育成了如今豐富多彩的小蒼蘭園藝品種[1]。近年來，雖然小蒼蘭遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立加快了小蒼蘭分子育種的進(jìn)程[8]，但雜交育種仍然是培育小蒼蘭新品種的主要手段[9—10]。我國引進(jìn)的小蒼蘭種質(zhì)資源多為園藝品種，親緣關(guān)系較復(fù)雜[11—13]，這為小蒼蘭育種增加了一定的困難，雖有通過雜交育種[14—16]、突變選育[17]以及輻射誘變[18]等手段已育成了如‘上農(nóng)紅臺閣’、‘香玫’等品種，但總體上育成的栽培品種仍十分有限?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】福建屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，溫暖濕潤為氣候的顯著特色，適宜小蒼蘭的育種研究與種球繁育。以引進(jìn)保存的小蒼蘭種質(zhì)資源為材料，以適應(yīng)性好、耐逆性強(qiáng)、新花色等為育種目標(biāo)，系統(tǒng)開展雜交育種研究，選育出適宜福建氣候條件推廣應(yīng)用的小蒼蘭新品種，是保證小蒼蘭持續(xù)發(fā)展的工作重點(diǎn)。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過雜交，經(jīng)F1優(yōu)良單株選擇、多代無性繁殖培育，以期選育出花色新、適應(yīng)新好及耐逆性強(qiáng)的小蒼蘭新株系，滿足市場需要。

1 材料與方法

1.1 親本材料

1.1.1 母本 荷蘭引進(jìn)品種Freesia hybrida‘Red Lion’，花莖長35.0～50.0 cm，具分枝3～5 個；主花序長7.0～9.0 cm，著花9～11 朵，花徑3.5～4.5 cm；花被片上表面紅色（RHS：46B），花喉部上表面黃色（RHS：13B）；花型單瓣；具芳香。

1.1.2 父本 荷蘭引進(jìn)品種Freesia hybrida‘Royal Blue’，花莖長30.0～45.0 cm，具分枝3～5 個；主花序長6.0～9.0 cm，著花7～10 朵，花徑3.5～4.5 cm；花被片上表面紫色（RHS：87B），花喉部上表面白色（RHS：N155A）；花型單瓣；具芳香。

1.2 選育方法

以培育紫紅色花系小蒼蘭新株系為育種目標(biāo)，選擇性狀典型、生長健壯的親本植株進(jìn)行雜交，優(yōu)選雜交F1單株，經(jīng)多代無性系選擇繁育而成。

1.3 分子鑒定

采用改良CTAB 法提取花朵樣品基因組DNA，以 me3-em16（TGAGTCCAAACCGGAAT-GACTGC GTACGAATTCGG）為引物，對紅玉及其父母本進(jìn)行SRAP 分子標(biāo)記鑒定。

1.4 多年多點(diǎn)試驗(yàn)

1.4.1 品比試驗(yàn) 2013-2015 年，選取紅玉及其父、母本無性繁殖周徑5.0 cm 以上的種球，在福州晉安（年平均降水量約1 300 mm，平均氣溫19.6 ℃，冬季無霜凍）進(jìn)行多年試驗(yàn)。選擇富含有機(jī)質(zhì)的新地于10 月上旬露地種植，畦帶溝寬1.5 m，株行距5 cm×25 cm，種植面積15 m2。當(dāng)主花序第一、二朵花開放時，隨機(jī)選取30 株進(jìn)行性狀觀測；5 月上中旬收獲種球，計(jì)算種球繁殖系數(shù)。

1.4.2 多點(diǎn)試驗(yàn) 2017-2019 年，選取紅玉無性繁殖周徑5.0 cm 以上的種球，在福州晉安新店、福清東張（年平均降水量約1 400 mm，年平均氣溫19.3 ℃，冬季無霜凍）進(jìn)行露地種植，在政和鐵山（年平均降水量約1 700 mm，年平均氣溫17.9 ℃，冬季有霜凍）進(jìn)行薄膜大棚種植。選擇富含有機(jī)質(zhì)的新地于9 月下旬至10 月上旬種植，畦帶溝寬1.5 m，株行距5 cm×30 cm，種植面積150 m2。當(dāng)主花序第一、二朵花開放時，每個試驗(yàn)點(diǎn)隨機(jī)選取30 株進(jìn)行性狀觀測；5 月上中旬收獲種球，計(jì)算種球繁殖系數(shù)。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 用Excel 和SPSS 17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，采用Duncan 法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 選育過程

2006 年3 月，以Red Lion 為母本，以Royal Blue為父本進(jìn)行雜交，同年4 月獲得雜交種子后于9 月下旬進(jìn)行種子播種，2007 年3 月開花后根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)株選擇，篩選出植株健壯、花枝挺立、分枝性好，花型穩(wěn)定，花被片上表面為紫紅色（RHS：N74A），花喉部上表面為黃色（RHS：14A）的優(yōu)良單株，記為R1B1-1，于同年5 月進(jìn)行種球采收。2008-2012 年對R1B1-1 無性系進(jìn)行擴(kuò)繁及篩選，性狀穩(wěn)定，更名為紅玉；2013-2015 年紅玉與親本在福州晉安進(jìn)行品比試驗(yàn)，2016 年經(jīng)SRAP 分子標(biāo)記鑒定證實(shí)紅玉是Red Lion×Royal Blue 的真實(shí)雜交后代；2017-2019 年在福州新店、福清東張及政和鐵山進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)。紅玉選育流程見圖1。

圖 1 小蒼蘭紅玉選育流程Fig. 1 Breeding processes of Red Jade

2.2 株系表現(xiàn)

2.2.1 特征特性 小蒼蘭新株系紅玉為秋植球根花卉，葉片線狀劍形，2 列排列，綠色，長30.0～45.0 cm、寬1.3～1.7 cm；花莖直立，長30.0～45.0 cm、粗0.4～0.6 cm，具3～5 個分枝；花序與花序軸呈近直角狀橫折，花偏生上側(cè)，順次開放；主花序長6.0～9.0 cm，著花7～10 朵，花徑3.5～4.5 cm；花型單瓣，具芳香；花被片上表面紫紅色（RHS：N74A），花喉部上表面黃色（RHS：14A）；球莖圓錐形或卵圓形。福州10 月上旬種植，始花期2 月下旬至3 月上旬，花期30～40 d；5 月上中旬種球成熟，繁殖系數(shù)6～8；全生育期210～225 d。紅玉花被片上表面主色較好地結(jié)合了母本的紅色與父本的紫色，表現(xiàn)為紫紅色，花色新穎；喉部上表面主色偏母本，為黃色，但顏色區(qū)域縮小。紅玉及其父母本花朵特征見圖2。

圖 2 紅玉及其父母本花朵特征Fig. 2 Floral characteristics of Red Jade and its parents

2.2.2 品比表現(xiàn) 紅玉及其父、母本在福州晉安10 月上旬種植，開花時間在翌年2 月下旬至4 月上旬，整體花期30～40 d；種球成熟時間在5 月上中旬。2014-2015 年紅玉及其父母本在福州晉安品比試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)于表1。結(jié)果表明，紅玉的葉長、花莖長、花莖粗、分枝數(shù)、主花序長及花徑等性狀與其父、母本差異不顯著，主花序小花數(shù)、種球繁殖系數(shù)與父本無顯著差異，但分別顯著低于母本和高于母本；紅玉主要性狀介于父、母本之間，為中間型雜交后代。此外，母本Red Lion 無性系群體部分植株開花時，花被片上表面顏色表現(xiàn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)褪色、變淡，紅玉及父本Royal Blue 花色穩(wěn)定。

2.2.3 多點(diǎn)試驗(yàn)表現(xiàn) 紅玉多點(diǎn)試驗(yàn)主要性狀統(tǒng)計(jì)于表2。結(jié)果表明，紅玉在政和鐵山薄膜大棚中種植時，其花莖長、花莖粗與福州晉安、福清東張露地種植時差異顯著，這與薄膜大棚中光照較弱有關(guān)；葉長、分枝數(shù)、主花序長、主花序小花數(shù)、花徑及繁殖系數(shù)等性狀在3 個試驗(yàn)點(diǎn)的差異不顯著。紅玉在福州、福清及政和3 地種植時花型、花色等性狀表現(xiàn)一致且穩(wěn)定，其平均葉長41.8 cm、花莖長41.3 cm、花莖粗4.9 mm、分枝數(shù)3.9 個、主花序長7.2 cm、主花序小花數(shù)8.9 朵、花徑3.9 cm、繁殖系數(shù)6.7。

表 1 紅玉與父母本品比試驗(yàn)主要性狀表現(xiàn)Table 1 Major characteristics of Red Jade and its parents

表 2 紅玉多點(diǎn)試驗(yàn)主要性狀表現(xiàn)Table 2 Major characteristics of Red Jade exhibited in multi-point test

2.2.4 適應(yīng)性 紅玉喜疏松、肥沃、排水良好的砂質(zhì)土壤，忌連作；喜溫暖、濕潤、陽光充足的環(huán)境，冬季最低氣溫高于0 ℃時可露地種植；選用健康種球及采用科學(xué)的管理措施，菌核病、花葉病、蚜蟲等主要病、蟲害發(fā)生均較輕。

2.3 分子鑒定結(jié)果

利用篩選出的SRAP 引物me3-em16 對紅玉及親本等3 個樣品DNA 進(jìn)行了分子檢測，從圖3 中可以看出，紅玉擴(kuò)增出父、母本的特異條帶各1 條。結(jié)果表明，紅玉為Red Lion 和Royal Blue 的真實(shí)雜交后代。

圖 3 紅玉及其父母本SRAP 分子鑒定結(jié)果Fig. 3 SRAP molecular identification on Red Jade and its parents

3 討論與結(jié)論

花色是決定小蒼蘭的重要觀賞指標(biāo)之一。研究表明小蒼蘭花色與花色苷種類、花色苷含量密切相關(guān)[19—20]，還與細(xì)胞內(nèi)酸堿度、金屬離子種類和濃度以及外部環(huán)境因子等有關(guān)[21]。本研究中紅玉的母本Red Lion 無性繁殖的后代群體部分植株開花時，花被片上表面顏色出現(xiàn)褪色、變淡，失去觀賞價值，這可能與病毒浸染導(dǎo)致的種性退化有關(guān)[5]，但其作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

小蒼蘭生產(chǎn)用種球長期無性繁殖其后代始終是前代營養(yǎng)體發(fā)育的延續(xù)，容易將病毒等傳給下一代種球，使后代生活力逐漸降低，引起種性退化[6、22]。小蒼蘭自交結(jié)實(shí)率低，甚至不育[23]，但有性繁殖能有效脫除病毒，復(fù)壯種球。本研究以Red Lion×Royal Blue 進(jìn)行雜交并優(yōu)選雜交F1單株，經(jīng)多代無性系選擇培育出紫紅色小蒼蘭新株系紅玉，經(jīng)品比試驗(yàn)及多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，紅玉具有花色新穎、性狀穩(wěn)定、適應(yīng)性好等特點(diǎn)，適宜在福建省無霜凍的地區(qū)及具有相似氣候條件的地區(qū)露地推廣種植，豐富了小蒼蘭切花、盆栽及景觀利用等對品種多樣化的需求。結(jié)果也證實(shí)有性雜交與無性繁殖相結(jié)合是小蒼蘭新品種選育的重要途徑。