茶樹品種金萱雜交親和性和配合力研究

李賽君，雷 雨，段繼華，黃飛毅，羅 意，康彥凱，丁 玎，陳宇宏，董麗娟

湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所/國家茶樹改良中心湖南分中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部湖南茶樹及茶葉加工科學(xué)觀測實驗站/湖南省茶樹品種與種苗工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410125

雜交是種質(zhì)資源創(chuàng)新最有效的手段[1-2]。但植物的受精作用是一個復(fù)雜的生理生化過程，受親本遺傳距離遠(yuǎn)近和父母本雜交親和性影響，受精后的幼胚或發(fā)育良好、或發(fā)育不正常、或發(fā)育中途停止以及或不發(fā)育[3]；雜交親和性在不同品種間有明顯的差異[4]。配合力是指品種間相互雜交的相對結(jié)合能力，一般體現(xiàn)在雜交種子性狀和F1代苗期表現(xiàn)，配合力不同，F(xiàn)1代種子出苗率和優(yōu)良目標(biāo)性狀單株出現(xiàn)概率不同；雜交F1代苗期株高、莖粗、葉片數(shù)等性狀因親本不同差異顯著[5]。一個品種的配合力高低，難以從其外部性狀加以區(qū)別，需經(jīng)過雜交配合力的測定，根據(jù)其后代的表現(xiàn)才能知道。茶樹是多年生植物，育種周期長，在育種實踐中可預(yù)先通過觀察性試驗了解品種的配合力。

金萱（臺茶12號）是臺灣省茶業(yè)改良場20世紀(jì)八十年代初育成的茶樹良種，生長勢強(qiáng)，產(chǎn)量高[6]。多地引種試驗[7-13]表明，金萱抗旱、抗寒、抗病蟲性強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng)，種植成活率高；制烏龍茶香氣濃郁，具有高雅奶香；制綠茶香氣高長。采用高香烏龍茶品種作為雜交親本，是選育優(yōu)異茶樹品種、提高紅、綠茶等茶葉香氣品質(zhì)的有效途徑[5]。

本試驗研究選用金萱與不同茶樹品種雜交，以期創(chuàng)制既保持金萱高產(chǎn)種性又具優(yōu)異品質(zhì)特色的茶樹新種質(zhì)；通過比較各組合雜交結(jié)實率、F1代出苗率、F1代苗期生長勢及優(yōu)良單株選擇率等優(yōu)勢程度，探討茶樹品種金萱的雜交親和性及綜合性狀配合力。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

茶樹雜交母本園及選種試驗地均設(shè)在湖南省長沙縣高橋鎮(zhèn)湖南省茶葉研究所品種試驗基地，地處東經(jīng) 113°19′、北緯 28°29′，海拔 64 m，年平均氣溫16.8℃，絕對最低溫-15℃，無霜期275 d，年降雨量 1 400 mm。土壤為第四紀(jì)紅壤，pH 值 4.6 ～ 4.8，肥力中等。

試驗時間為2009—2020年，試驗茶樹生長條件和茶園田間管理措施與生產(chǎn)茶園一致。

1.2 參試品種

參試茶樹品種為金萱、福鼎大白茶、白毫早、碧香早、尖波黃13號、鐵觀音、保靖黃金茶1號、藪北種、汝城白毛茶、安吉白茶、白牡丹、大紅袍、佛香3號、云抗10號和英紅9號等15個國家級或省級良種（表1）。

1.3 試驗方法

1.3.1 雜交組合選配

根據(jù)親本選配的一般原則[2]，以組合育種為主要類型[14]，選配雜交組合18個（含4個正反交）。其中，以金萱為母本，保靖黃金茶1號、碧香早、尖波黃13號、鐵觀音、藪北、云抗10號、英紅九號、佛香3號、汝城白毛茶、安吉白茶、白牡丹與大紅袍為父本，選配組合12個；其中保靖黃金茶1號、碧香早、尖波黃13號、鐵觀音、藪北、佛香3號和安吉白茶等7個父本花粉采自湖南省茶葉研究所茶樹資源圃，白牡丹和大紅袍引自福建武夷星茶業(yè)有限公司，云抗10號引自云南省農(nóng)科院茶葉研究所，英紅九號引自廣東（英德）茶葉研究所，汝城白毛茶引自湖南省汝城縣。以金萱為父本，保靖黃金茶1號、碧香早、尖波黃13號、鐵觀音、白毫早和福鼎大白茶為母本，選配組合6個。

1.3.2 雜交方法

花粉采集及人工去雄套袋授粉方法參照董麗娟[15]茶樹雜交授粉技術(shù)，花粉貯藏方法參照Lei[16]不同茶樹品種花粉貯藏及生活力的研究。

1.3.3 雜交組合結(jié)實率調(diào)查

于授粉后第二年霜降前后7 d內(nèi)采收F1代茶果和吊牌，計算結(jié)實率（采收茶果數(shù)/雜交授粉花數(shù)×100%）。將采收的茶果參考李賽君等[17]方法，貯藏備用。

1.3.4 F1代出苗率調(diào)查

參考羅意等[18]方法將雜交種子播種育苗，翌年5 ～ 6月份調(diào)查出苗率，每7 d調(diào)查一次，當(dāng)連續(xù)3次調(diào)查數(shù)穩(wěn)定一致時計為出苗數(shù)，計算F1出苗率（茶苗株數(shù)/播種粒數(shù)×100%）。

1.3.5 F1代優(yōu)良單株篩選鑒定

F1代優(yōu)良單株篩選標(biāo)準(zhǔn)為：達(dá)Ⅱ級苗標(biāo)準(zhǔn)（株高≥20.0 cm，莖粗≥2.0 mm），著葉數(shù)＞10片或一級分枝1、2個，且株型好、生長健壯、無病蟲害[19]，并進(jìn)行苗期生長勢評價。將篩選出的F1優(yōu)良單株按1.4 m×0.33 m規(guī)格單行單株定植建立選種圃，進(jìn)行早期產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等鑒定[3,20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交結(jié)實率和親和性

2.1.1 作為母本雜交

以金萱為母本的12個雜交組合結(jié)實率和出苗率因父本不同而有差異（表2）。結(jié)實率最高的為金萱×汝城白毛茶（38.72%），最低的為金萱×佛香3號（11.81%），平均為23.76%±9.43%，變異系數(shù)（cv）為39.69%。組合結(jié)實率高低按父本排列依次為汝城白毛茶（38.72%） ＞ 安吉白茶（36.05%） ＞ 尖波黃 13號（35.30%） ＞ 英紅九號（32.15%） ＞ 鐵觀音（23.76%） ＞ 大紅袍（23.36%） ＞ 碧香早（17.91%）＞ 白牡丹（19.28%） ＞ 保靖黃金茶1號（16.79%）＞ 云抗10號（16.11%） ＞ 佛香3號（13.53%）＞ 藪北（12.18%）。

表2 金萱作母本的雜交組合結(jié)實率、出苗率和親和性Table 2 Seed setting rate, seedling emergence rate and compatibility of hybrid combinations with Jinxuan as female parent

出苗率最高的為金萱×鐵觀音（85.05%），最低的為金萱×白牡丹（9.20%），平均為45.16%±23.46%，變異系數(shù)（cv）為51.95%。組合出苗率高低按父本排列依次為鐵觀音（85.05%） ＞ 安吉白茶（69.63%） ＞ 佛香 3 號（69.34%） ＞ 英紅九號（63.69%） ＞ 碧香早（58.06%） ＞ 保靖黃金茶 1 號（56.99%） ＞ 汝城白毛茶（42.86%） ＞ 云抗10號（39.22%） ＞尖波黃13號（27.91%） ＞ 大紅袍（24.50%） ＞藪北（20.16%） ＞ 白牡丹（9.20%）。

參考李賽君等[2]與羅意等[4]雜交親和性標(biāo)準(zhǔn)，以保靖黃金茶1號、碧香早、英紅九號、鐵觀音和安吉白茶為父本的組合，結(jié)實率和出苗率均分別高于15%和50%，組合雜交親和性強(qiáng)；以云抗10號、佛香3號、尖波黃13號、汝城白毛茶、大紅袍和白牡丹為父本的組合，或結(jié)實率高于15%，或出苗率高于50%，組合雜交親和性較強(qiáng)；金萱×藪北結(jié)實率與出苗率為12.18%（＜ 15%）和20.16%（＜ 50%），組合雜交親和性中等。結(jié)果表明金萱作母本整體表現(xiàn)為雜交親和性較強(qiáng)。

2.1.2 作為父本雜交

以金萱為父本的6個雜交組合結(jié)實率和出苗率因母本不同而有差異（表3），6個組合平均結(jié)實率為21.71%±11.11%，變異系數(shù)（cv）為51.17%；結(jié)實率最高的為鐵觀音×金萱（34.70%），最低的為保靖黃金茶1號×金萱，僅3.08%。組合結(jié)實率高低按母本排列依次為鐵觀音（34.70%） ＞ 碧香早（29.55%） ＞ 福鼎大白茶（26.76%） ＞ 尖波黃 13 號（18.62%） ＞ 白毫早（17.10%） ＞ 保靖黃金茶1號（3.53%）。

表3 金萱作父本的雜交組合結(jié)實率、出苗率和擇優(yōu)率Table 3 Seed setting rate, seedling emergence rate and selection rate of hybrid combinations with Jinxuan as male parent

出苗率最高的為金萱×碧香早（82.61%），最低的為金萱×保靖黃金茶1號（15.87%），平均為55.61%±24.40%，變異系數(shù)（cv）為43.88%。組合出苗率高低按母本排列依次為碧香早（82.61%） ＞ 福鼎大白茶（78.46%） ＞ 鐵觀音（60.76%） ＞ 尖波黃 13 號（49.27%） ＞ 白毫早（46.68%） ＞ 保靖黃金茶1號（15.87%）。

以碧香早、福鼎大白茶和鐵觀音為母本的組合，結(jié)實率和出苗率均分別高于15%和50%，組合雜交親和性強(qiáng)；以白毫早和尖波黃13號為母本的組合，結(jié)實率均高于15%，出苗率均接近50%，組合雜交親和性較強(qiáng)。結(jié)果表明金萱作父本整體表現(xiàn)為雜交親和性強(qiáng)。

2.1.3 正反雜交

金萱與同一個品種雜交，正反交結(jié)實率和出苗率不同，親和性也略有差異（表5）。其中：與碧香早、尖波黃13號和鐵觀音雜交，正反交親和性一致，均為強(qiáng)或較強(qiáng)；但與保靖黃金茶1號雜交，正交親和性強(qiáng)，反交則表現(xiàn)為弱。品種間雜交親和性的變異在很大程度上是由母本的差異引起，如佛手作雜交母本結(jié)實率極低，但作為父本與鐵觀音雜交, 結(jié)實率為23.4%，出苗率與成苗率分別為56.5%與53.8%[21]。本試驗研究中，組合保靖黃金茶1號×金萱雜交親和性弱，可能和母本保靖黃金茶1號雌蕊存在某些復(fù)雜的不親和基因[22]有關(guān)，特異性地識別并拒絕與其基因型相同的花粉[23]，試驗結(jié)果與保靖黃金茶1號自然雜交結(jié)實率低的大田現(xiàn)象一致。

表5 金萱正反交雜交組合結(jié)實率比較Table 5 Comparison of seed setting rate of Jinxuan reciprocal cross combinations

2.2 雜交F1代擇優(yōu)率和配合力

本試驗研究根據(jù)育種目標(biāo)，按F1代單株年生長量、新梢性狀、葉片特性等定向選擇具有雙親優(yōu)點或具有超親優(yōu)勢的F1代單株，連續(xù)3 ～4年，結(jié)果見表3和表4。

由表3可知，以金萱作母本的10個組合雜交F1代擇優(yōu)率平均為4.86%±3.33%，擇優(yōu)率最高的為金萱×藪北（12.00%），最低的為尖波黃13號×金萱（2.97%）。按父本排列依次為藪北（12.00%） ＞ 碧香早（11.11%） ＞ 汝城白毛茶（10.14%） ＞ 云抗 10 號（6.76%） ＞ 安吉白茶（6.38%） ＞ 保靖黃金茶1號（6.05%） ＞佛香 3 號（4.52%） ＞ 鐵觀音（4.40%） ＞ 尖波黃13號（3.97%） ＞ 英紅九號（1.97%）。

由表4可知，以金萱作父本的6個組合雜交F1代擇優(yōu)率平均為10.97%，其中最高的為保靖黃金茶1號×金萱（40.00%），最低為金萱×英紅九號（1.94%）。但作為親和性最弱的組合保靖黃金茶1號×金萱，擇優(yōu)率卻高達(dá)40%；調(diào)查中發(fā)現(xiàn)雙親優(yōu)點在F1代中優(yōu)勢明顯，凡出苗者幾乎全為優(yōu)秀，但這樣的組合屬于個例，為最大限度保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，計算各組合平均值時剔除該組合擇優(yōu)率。其他5個組合的平均擇優(yōu)率為5.17%±2.31%，略高于以金萱為母本的組合平均擇優(yōu)率（4.86%±3.33%），與金萱作父本親和性強(qiáng)于作母本的親和性的表現(xiàn)基本一致。組合擇優(yōu)率按母本排列依次為白毫早（8.95%） ＞ 福鼎大白茶（5.30%） ＞ 碧香早（4.86%） ＞ 鐵觀音（3.75%） ＞ 尖波黃 13 號（2.97%）。

配合力是指某一親本品種和其他若干品種雜交后，雜種后代在某個數(shù)量性狀上的平均表現(xiàn)。配合力好的品種作親本，在配置的各雜交組合中能產(chǎn)生較多的、穩(wěn)定的優(yōu)良品（株）系。金萱作母本的雜交組合F1代擇優(yōu)率平均為4.86%，作父本的雜交組合F1代擇優(yōu)率平均為5.17%，15個組合平均擇優(yōu)率為4.96%，均遠(yuǎn)高于保靖黃金茶1號2.35%擇優(yōu)率和優(yōu)異資源自然雜交后代0.04%擇優(yōu)率[24]。結(jié)果表明金萱作親本的雜交組合能產(chǎn)生較多的優(yōu)良單株，屬于配合力高的品種。

2.3 雜交 F1 代苗期生長勢

結(jié)果見表6。由表6可知，11個組合的雜交F1代單株均達(dá)Ⅱ級苗標(biāo)準(zhǔn)以上，其中有5個達(dá)Ⅰ級苗標(biāo)準(zhǔn)，苗期生長勢均表現(xiàn)為強(qiáng)。

表6 雜交組合F1苗期生長勢調(diào)查Table 6 Investigation on seedling growth vigor of Hybrid F1 with Jinxuan as parent

3 結(jié)論與討論

金萱是生長勢強(qiáng)、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合性狀優(yōu)良的茶樹品種。據(jù)姚明哲等[25]研究表明，茶樹品種金萱與大陸地區(qū)的茶樹品種具有較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系，遺傳距離上存在較大差異，可作為我國雜交育種的主要親本利用[26]。本試驗研究采用金萱作親本，根據(jù)“優(yōu)勢互補(bǔ)、特色突出”原則選配組合18個（含正反交4個），通過比較各組合雜交結(jié)實率、F1代出苗率和優(yōu)良單株選擇率等優(yōu)勢程度，探討金萱雜交親和性和綜合性狀配合力。結(jié)果表明，18個雜交組合結(jié)實率為3.53%（保靖黃金茶1號×金萱）～ 38.72%（金萱×汝城白毛茶），平均結(jié)實率為19.48%；出苗率為9.20%（金萱×白牡丹）～ 85.05%（金萱×鐵觀音），平均出苗率為59.62%；雜交F1代擇優(yōu)率為1.94%（金萱×英紅九號） ～ 12.00%（金萱×藪北），平均擇優(yōu)率為4.96%；雜交F1代單株苗期生長勢均達(dá)Ⅱ級苗以上。金萱作雜交親本，結(jié)實率高，具廣泛的親和性；其雜交F1代優(yōu)良單株選擇率高，具較高的配合力。

茶樹是多年生作物，育種周期長，茶樹育種基礎(chǔ)理論研究嚴(yán)重滯后于其他主要農(nóng)作物，控制茶樹抗性、株型及茶葉品質(zhì)等重要農(nóng)藝性狀的遺傳規(guī)律和相關(guān)基因的調(diào)控機(jī)制尚不明確，導(dǎo)致目前茶樹育種工作帶有很大的盲目性和隨意性，無法實現(xiàn)目標(biāo)性狀的定向育種[27]。本試驗對茶樹品種金萱的雜交親和性和綜合性狀配合力的研究，有助于茶樹雜交親本選擇、組合選配及目標(biāo)育種的定向選擇；但具體到某個數(shù)量性狀的配合力高低，還需通過測配雜交后代在該性狀上的表現(xiàn)才能明確。不過，在明確該有益性狀配合力高低的同時，結(jié)合目標(biāo)性狀關(guān)聯(lián)基因的挖掘和分子育種手段，可大幅提高育種效率。