攸县油茶F2代4个优良单株花器特征观测及花粉特性分析

向 晖，袁德义，高 超，廖 婷，唐 静

(中南林业科技大学 经济林育种与栽培国家林业局重点实验室，湖南 长沙 410004)

油茶(Camellia oleifera Abel)是我国特有的重要木本粮油植物［1－3］。生产实践中，油茶花多果少、坐果率低的现象十分严重［4］。而油茶中的攸县油茶具有植株矮小、抗炭疽病能力强、产量稳定、丰产性能好的特点。以攸县油茶为母本，普通油茶为父本杂交产生一批优良的杂种后代，以种间杂交后代的4株优良单株攸杂031(YZ－031)、攸杂032(YZ－032)、攸杂033(YZ－033)、攸杂034(YZ－034)为对象，观测分析了花器特征和花粉特性，旨在为油茶杂交育种、提升坐果率提供参考。

1 试验地概况

试验地点位于中南林业科技大学生科楼油茶苗圃(112.99°E，28.14°N)。属大陆型亚热带季风气候，年平均气温17℃，年降水量1200 ～1700 mm，年平均无霜期260～310 d，≥10℃年积温5500 ℃，年平均日照时数1700 h，土壤为红壤，pH值为5.4左右。

2 材料与方法

2.1 试验材料

以(攸县油茶ד湘林1号”)ד茶陵166”的杂交后代4个优良单株攸杂031、攸杂032、攸杂033、攸杂034为试材，每株分别采集含苞待放的花蕾备用。

2.2 试验方法

2.2.1 单花开放进程及花期观察 每株标记3朵单花，拍照观察其开放进程;于2012年2月试验植株第1朵花前，观测记录始花期、盛花期、末花期、最后1朵花谢日期4个物候指标;用游标卡尺测量花器特征。

2.2.2 花粉数量及P/O值测定 采用纤维素酶法测定花粉数量［5－6］。纤维素酶浓度为10 g/L，每管用量为1mL，每管完整花药数为10枚。用移液枪吸取2 μL溶液滴划于载玻片上，观察并统计花粉数量，重复3次。计算公式为:N=(n×500)/10，公式中:N为每枚花药花粉量(粒/花药);n表示载玻片上花粉粒总数。在解剖镜下观察统计胚珠，计算得出P/O值。计算公式为:P/O=花粉数量/胚珠数。

2.2.3 不同温度下花粉萌发率的测定 采用固体培养基萌发法测定室温、4℃、－20℃、－70℃条件下的花粉萌发率。具体方法参照廖婷［5］等人的研究。培养基的配比为:100 g/kg蔗糖+10 g/kg琼脂+0.1 g/kg H3BO3。

3 结果与分析

3.1 单花开放进程分析

由表1可知，4株油茶的单花开放历时十分相近。攸杂031和攸杂034为18 d，攸杂032和攸杂033为17 d。根据张志强［7］等人的研究，长的花寿命是保障植物繁殖成功的重要机制之一。一般油茶花寿命为5～10 d［8－10］，而试验植株单花开放历时为17～18 d，花寿命显著延长，为繁殖坐果提供了保障。在单花开放进程中，天气是最主要的影响因素。阴雨天单花开放进程缓慢，晴天开放迅速。其次，温度的影响也较大，温度低则单花开放进程缓慢，温度高则开放迅速。

表1 单花开放进程观测Tab.1 Observation of single－flower blossom

3.2 花期分析

试验表明(表2)，4株油茶花期历时差异不明显，均属于持续开花模式，即基本上每天或几个星期产生少量新的花［11］。攸杂034开花最早、花期最长，为55 d;攸杂032开花最晚、花期最短，为41 d。油茶一般在10～12月的冬季开花［10，12］，而试验植株均在春季开花，结合表1可知，其单花开放历时长，花繁密浓香，吸引了大量昆虫传粉。根据邓园艺等［8］的研究，蜜蜂是油茶的有效传粉昆虫，蝇类和蝶类为随机访问者。而蜜蜂属于变温动物，在一定范围内，温度越高，它们的活动能力就越强。显然，春季更适合昆虫的传粉活动，春季开花避开了冬季寒冷的天气，减少了低温霜冻给植株体带来的伤害，这对提高油茶的授粉成功率及坐果率有着十分积极的作用。

表2 花期观测Tab.2 Observation of flowering period

3.3 花的生物学特性

从试验数据来看(表3)，不同油茶植株的花器特征差异明显。通过数据可知，攸杂034的花瓣最长，为33.10 mm，花较其他3株大，其花丝、花柱也明显长于其他试验植株;攸杂032的雄蕊数和胚珠数最多。根据张志强等［7］的研究，大的花展示能吸引更多的传粉者，同时也增加了同株异花授粉的机会。结合表1、表2分析可知，4株油茶中，攸杂034的异花授粉成功系数较大。

表3 花器特征Tab.3 The flower characteristics

3.4 花粉数量和P/O值测定分析

对试验植株进行花粉数量和P/O值测定分析，表4显示，不同油茶植株的单花药花粉数量不同。攸杂031、攸杂032、攸杂033、攸杂034的单花药花粉数量分别为9250 、7050 、5950 和8300 粒。攸杂033的花粉数量与其他3株差异显著，含量最少。依据Cruden(1977)的标准［13］:当P/O值为2108 .0～195525 .0时，为专性异交型植物。通过计算得，攸杂031、攸杂032、攸杂033、攸杂034的P/O值分别为 27171 .9、23005 .3、20400 .0、29568 .8，这表明油茶为专性异交型植物。攸杂 031、攸杂 032、攸杂033、攸杂034 的单花花粉数量分别为:43.4、43.7、28.6 和 47.3 万粒，明显高于普通油茶的 22 万粒［14］，这表明，试验植株授粉成功系数大，更有利于提高坐果率。

3.5 不同温度下花粉萌发率的测定分析

由图1～图4可知，不同贮藏温度对油茶花粉萌发率有显著影响，且随着贮藏时间的延长，花粉萌发率均呈下降趋势。在室温贮藏条件下，花粉萌发率下降趋势最明显，11 d后，4株油茶的花粉萌发率均降低到5%以下;在－20℃贮藏条件下，花粉萌发率下降趋势最缓，保存29 d后，4株油茶的花粉萌发率仍然在40%左右;在－70℃贮藏条件下，花粉短期贮藏萌发率均较高，但长期贮藏均低于4℃和－20℃贮藏条件下的花粉萌发率，参照袁德义等人的研究［2］:推断可能是由于花粉在极低温冰冻状态下，细胞内结冰，使原生质脱水及造成不可逆的机械性损伤;当恢复室温培养时，由于原生质来不及吸水而被撕裂损伤，由此引起花粉的萌发率显著降低，具体原因还有待进一步研究。可见，－20℃为油茶花粉的最佳贮藏温度。

表4 单花药花粉数量Tab.4 The pollen number of single－anther

图1 室温贮藏对油茶花粉生活力的影响Fig.1 The effect of normal atmospheric

图2 4℃贮藏对油茶花粉生活力的影响Fig.2 The effect of 4 ℃ on camellia’s pollen vitality temperature on camellia’s pollen vitality

图3 －20℃贮藏对油茶花粉生活力的影响Fig.3 The effect of －20 ℃ on camellia’s pollen vitality

图4 －70℃贮藏对油茶花粉生活力的影响Fig.4 The effect of －70 ℃ on camellia’s pollen vitality

4 结论与讨论

试验对(攸县油茶ד湘林1号”)ד茶陵166”的杂交后代4个优良单株进行花器特征和花粉特性分析，研究结果表明:较一般油茶而言，试验植株花期和单花开放历时更长，单花花粉数量更多，且均在春季开花，花多而香;花粉贮藏温度为－20℃时最佳。

试验表明油茶属专性异交型植物，杂交育种是提升油茶坐果率，培育优良新品种，加快油茶产业化进程的重要途径。根据性状遗传的基本规律［15］:F2代群体内必然出现性状的分离和重组，F2代与F1代相比，杂种优势的表现显著地下降，因此学术界对F2代能否被利用存有不同的看法。本研究通过对攸县油茶F2代4个优良单株的单花开放进程、花期、生物学特性、花粉数量以及花粉萌发率进行测定，发现较F1代而言，其杂种优势要弱，但性状分离并不大，且与纯种亲本比较杂种优势明显，即能被利用度高。另一方面，通过试验研究，确定了此杂交组合具备明显的优良性，这为今后的油茶杂交组合选配及种间杂交育种工作积累了一定的经验。如果继续杂交，所得F3代是否仍具备杂种优势，则有待进一步研究。

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