‘紫岩素’大花蕙兰与墨兰3个品种杂交坐果的研究

2015-05-30曾碧玉李惠华常强王伟苏明华

热带作物学报 2015年7期

曾碧玉　李惠华　常强　王伟　苏明华

摘要为筛选出易栽培种植开花、耐高温且抗性强的大花蕙兰新种质，开展了‘紫岩素大花蕙兰与墨兰品种‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨的杂交研究。结果表明：正交和反交的坐果率差异较大；以‘紫岩素为母本、墨兰作父本杂交的坐果率高，授粉后第210天，与 ‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨的杂交坐果率分别为81.5%、89.8%和78.0%；以墨兰为母本、‘紫岩素作父本杂交时落果严重，授粉后第210天，‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨的坐果率分别只有0.0%、0.0%和10.3%；‘紫岩素与墨兰3个品种正交和反交的果荚，其果长及果宽的生长发育曲线均呈“S”型；以‘紫岩素为母本的各杂交组合果长于授粉后100～210 d达到最大值（≈8.70 cm），果宽于授粉后180～210 d达到最大值（≈18.65 mm）；以‘紫岩素为父本的各杂交组合果长于授粉后120～210 d时达到最大值（≈4.20 cm），果宽于授粉后150～210 d时达到最大值（≈8.60 mm）。

关键词大花蕙兰；墨兰；杂交；坐果；果荚生长

中图分类号 S682.31 文献标识码 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

大花蕙兰（Cymbidium hybridium）与墨兰（C. sinense）均属兰科兰属植物。大花蕙兰为兰属植物中一部分大花附生种类及其杂交种[1]。墨兰为兰属地生兰类植物，五大类传统国兰之一。目前杂交育种仍是兰科植物育种的重要手段。国际上常利用以墨兰为代表的中国兰与兰属其他原生种或杂交种大花蕙兰杂交，主要用于培育具香味、紧凑株型或早开花型及抗性强的大花蕙兰品种[2]。

近十多年来，虽然国内有不少关于大花蕙兰与墨兰杂交育种的研究报道[3-8]。但是，由于大花蕙兰品种遗传背景及倍性复杂，有二倍体、三倍体、四倍体及非整数倍体[5， 9-10]，大花蕙兰为母本与墨兰杂交结实率较低[3-8]，难以成功获得杂交组合。笔者在先前研究中发现，以具国兰血统的大花蕙兰杂交品种为母本与墨兰进行杂交，可提高杂交结实率[5]。基于此，本研究选取具国兰血统的大花蕙兰杂交品种：‘紫岩素（‘Ziyansu）与广东四大名墨中的‘金咀（‘Jinzui）、 ‘企剑白墨（‘Qijian Baimo）和‘企剑黑墨（‘Qijin Heimo）3个品种进行杂交，对其杂交坐果情况及果荚生长发育动态进行研究，以期为筛选出易栽培种植开花、耐高温且抗性强的新种质提供基础，并为兰属新品种的杂交育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

大花蕙兰优良杂交品种‘紫岩素以及墨兰品种‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨均从福建省厦门市亚热带花卉中心购买，种植于福建省亚热带植物研究所兰花资源圃内。 ‘紫岩素花径6.0～7.7 cm，花色为红褐色、彩心花。‘金咀和‘企剑黑墨花径为5.3～6.5 cm，花色为深红褐色、彩心花。‘企剑白墨花径为4.7～6.3 cm，花色为浅绿色、素心花。供试亲本性状详见曾碧玉等[11]研究中表1所述。

1.2 方法

1.2.1 人工授粉杂交试验于2010年开始，把‘紫岩素作为母本及父本，分别与墨兰‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨3个品种进行杂交。杂交分区组进行，每个品种分为3个区组。授粉于上午08∶00～10∶00进行。授粉时，母本取开花后3～4 d的花朵，先用镊子去掉唇瓣及柱头上的花粉块，取待开放的父本花粉块放置于母本的柱头蕊腔内；每个花枝授粉不超过3朵花；以上所用工具均用95%酒精消毒。在以墨兰为母本进行杂交时，则先将未开放花朵套袋，以防虫媒传粉，待花朵开放后3～4 d即可作为母本，杂交后重新套袋，授粉1周后摘除纸袋。

1.2.2 果荚大小测量授粉后观察花的形态变化，并按一定的时间间隔随机选取3个果荚测量其果长及果宽。果长及果宽计量标准参照涂美智等[12]研究方法并稍做修改，即果长计量为果荚基部至花萼着生处长度，用软尺测量；果宽计量为果荚最大直径，用数显游标卡尺测量。定期统计每个区组坐果数，取平均值，计算坐果率。坐果率/%=（坐果数/授粉花朵数）×100。以果皮翠绿并泛黄，果荚基本发育成熟时计算结果率。结果率/%=（果荚成熟时坐果数/授粉花朵数）×100。

1.3 数据处理

数据分析采用SPSS 11.5统计分析软件中的one-way ANOVA（LSD和Duncan检验）分析。

2 结果与分析

2.1 ‘紫岩素大花蕙兰与墨兰3个品种正反交的杂交坐果率

以‘紫岩素大花蕙兰为母本，分别与‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰进行杂交（正交），分别授粉了66、50及41朵花。由表1可知，‘紫岩素×‘金咀组合在授粉后第120天坐果率显著下降，之后分别于授粉后第210天和第330天坐果率再次出现显著性下降。由此表明‘紫岩素×‘金咀组合在果实发育过程中存在3个落果高峰区间，分别为授粉后90～120、180～210和300～330 d。‘紫岩素×‘企剑白墨组合授粉后第180天坐果率显著下降，此后再无显著性下降，说明其只有1个落果高峰区间，即授粉后150～180 d。‘紫岩素×‘企剑黑墨组合授粉后第30天坐果率显著下降，至第90天坐果率再次显著下降，表明其存在2个落果高峰区间，即授粉后0～30和60～90 d。说明‘紫岩素大花蕙兰与‘金咀、 ‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰的正交组合在杂交后都存在落果高峰期，但不同墨兰品种组合的落果高峰区间存在明显的差异。

以‘金咀、 ‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰为母本分别与‘紫岩素大花蕙兰进行杂交（反交），分别授粉了36、46及19朵花。由表2可知，3个组合均分别在授粉后第30天和第60天坐果率显著性下降。‘金咀×‘紫岩素组合在授粉后第30天坐果率下降至66.7%，在第60天再次显著性下降，坐果率仅为2.8%，由此表明其存在2个落果高峰区间，分别为授粉后0～30、30～60 d。‘企剑白墨×‘紫岩素组合在授粉后第30天坐果率下降至86.9%，之后分别在第60天和第180天再次出现显著性下降，坐果率分别降至6.5%和0.0%，说明其存在3个落果高峰区间，分别为授粉后0～30、30～60和150～180 d。‘企剑黑墨×‘紫岩素组合在授粉后第30天坐果率下降为36.5%，第60天再次显著性下降，坐果率为10.3%，表明其存在2个落果高峰区间，分别为授粉后0～30、30～60 d。由上可知，3个反交组合落果高峰区间基本一致，主要分布于授粉后0～30和30～60 d。

以‘紫岩素大花蕙兰为母本与‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰杂交，坐果率及结果率均很高；授粉后第120天，推测果荚基本完成双受精过程，此时坐果率分别达89.5%、97.9%和80.6%；第210天，果荚基本成熟，结果率分别为81.5%、89.8%和78.0%；第300天时，果荚完全成熟并开始开裂，此时坐果率分别为81.5%、87.9%和78.0%（表1）。以‘金咀、‘企剑白墨及‘企剑黑墨墨兰为母本与‘紫岩素大花蕙兰杂交，坐果率及结果率均较低；授粉后第120天，推测果荚基本完成双受精过程，此时坐果率分别为2.8%、6.5%和10.3%；第210天，果荚基本成熟，结果率分别为0.0%、0.0%和10.3%；第300天时，果荚完全成熟并开始开裂，此时坐果率分别为 0.0%、0.0%和10.3%（表2）。可见，‘紫岩素大花蕙兰与‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰杂交，正交坐果率及结果率均很高，利于杂交组合的获得并改良种质；而反交坐果率及结果率均较低，难于获得杂交组合。因此，为获得易栽培种植开花、具香味及抗性强的大花蕙兰新种质，以大花蕙兰杂交种为母本与墨兰进行杂交为佳。

2.2 ‘紫岩素大花蕙兰为母本与墨兰3个品种杂交果荚的生长发育动态

‘紫岩素大花蕙兰为母本分别与墨兰3个品种杂交，3个正交组合果荚的果长及果宽生长发育曲线均呈“S”型（图1）。授粉后2～3 d可见柱头膨大，萼瓣片开始失水皱缩或卷曲；10～12 d子房开始膨大；随后果荚快速增长，果长于100～210 d时达到最大值（≈8.70 cm），果宽于180～210 d时达到最大值（≈18.65 mm）；随后出现不同程度的缩小后增长而后又缩小的波动（图1）。‘紫岩素×‘金咀组合在子房开始膨大后，果荚快速伸长（≈0.034 cm/d），在授粉后第150天达到最大值（≈9.17 cm），随后出现缩小后伸长而后缩小的波动（图1-Ⅰ）；果宽也快速增长（≈0.090 mm/d），在第180天达到最大值（≈19.87 mm），随后出现一定程度的缩小（图1-Ⅱ）。‘紫岩素×‘企剑白墨组合在子房开始膨大后，果荚快速伸长（≈0.021 cm/d），在授粉后第210天达到最大值（≈8.70 cm），随后出现极轻微的缩小（图1-Ⅰ）；果宽也快速增长（≈0.070 mm/d），在第210天达到最大值（≈17.99 mm）；随后出现轻微的缩小（图1-Ⅱ）。‘紫岩素×‘企剑黑墨组合在子房开始膨大后，果荚快速伸长（≈0.039 cm/d），授粉后第100天达到最大值（≈8.23 cm），随后出现缩小后伸长再后缩小伸长的波动（图1-Ⅰ）；果宽也快速增长（≈0.080 mm/d），第180天达到最大值（≈18.09 mm），随后出现缩小后增长的波动（图1-Ⅱ）。

以‘紫岩素×‘企剑白墨组合为例说明‘紫岩素为母本与墨兰杂交授粉后花及果荚发育动态（图2），刚授粉后的花形态如（图2-A）；授粉后第3天可见柱头膨大（图2-B）；不同时期果荚形态如图（2-C～H）。果实呈梭形，外形与大花蕙兰为母本的果荚相类似；果皮翠绿或墨绿，近成熟时果皮呈现绿中泛黄。成熟时干燥失水，果荚从顶端开始沿背缝线开裂。

2.3 ‘紫岩素大花蕙兰为父本与墨兰3个品种杂交果荚的生长发育动态

‘紫岩素大花蕙兰为父本分别与墨兰3个品种杂交，由于落果较为严重。因此，后期只对所剩果荚进行测量，也由于严重落果后挂果数小于3，无法进行平均值及标准误差计算。

3个反交组合果荚的果长及果宽生长发育曲线均呈“S”型；授粉后约1周可见穴腔闭合、柱头膨大，授粉后约2周可见子房膨大，随后果荚增长较为迅速，果长于授粉后120～210 d达到最大值（≈4.20 cm）（图3-Ⅰ），果宽于150～210 d达到最大值（≈8.60 mm）（图3-Ⅱ）。以‘企剑黑墨×‘紫岩素组合为例说明‘紫岩素为父本与墨兰杂交授粉后花及果荚发育动态图4。授粉后的花形态如（图4-A）；授粉后第3天可见柱头膨大（图4-B）；不同时期果荚形态如图（4-C～H）。果实呈梭形，外形与墨兰自交果实相类似，但果荚比墨兰自交果实小；果皮呈现翠绿或墨绿，近成熟时果皮呈现绿中泛黄。成熟时干燥失水，果荚从顶端开始沿背缝线开裂。

3 讨论与结论

本研究选取了带国兰血统的‘紫岩素大花蕙兰与‘金咀、‘企剑白墨及‘企剑黑墨墨兰进行了正反交，对不同发育时期的坐果率及结果率进行统计分析结果发现：以‘紫岩素为母本的杂交结果率高，分别为81.5%、89.8%和78.0%。本研究结果证明选用具国兰血统的大花蕙兰杂交种为母本与墨兰杂交，能大幅度提高杂交结果率，是改良新种质的有效途径。

前人研究显示大花蕙兰为母本与墨兰的杂交结果率较低[3-8]，难以获得杂交组合。而本研究中，带国兰血统的‘紫岩素大花蕙兰为母本与墨兰3个品种杂交，结果率高，其原因可能有： ‘紫岩素与墨兰3个品种间的亲和性好；‘紫岩素与墨兰3个品种之间亲缘关系较近，并推测‘紫岩素带有墨兰血统。

墨兰大多数为二倍体，选用的墨兰3个品种中除‘金咀的染色体数目为2n=41，为非整数倍体外；‘企剑白墨和‘企剑黑墨的染色体数目均为2n=40，为二倍体[13]。通常二倍体植株作为母本进行杂交成功率较大，虽然‘金咀是非整数倍体，但笔者前期研究发现其作为母本与大花蕙兰杂交相对较易获得杂交组合[5]。本研究结果发现，以墨兰为母本与‘紫岩素杂交坐果率却极低。可见，不能单纯从品种的倍性选取亲本（母本或是父本）。因此，虽然 ‘紫岩素作为母本为佳，但还无法推测 ‘紫岩素为二倍体植株，其倍性还需要进一步的证实。

本研究结果发现， ‘金咀、 ‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰为母本与‘紫岩素杂交的落果高峰区间基本一致，主要分布于授粉后0～30和30～60 d。墨兰传粉约70 d胚珠开始发育，传粉后约85 d胚囊成熟，从传粉至受精的时间间隔为90～100 d[14]，推测落果成因主要是受精前障碍。第1个落果高峰可能是由于亲本基因型之间不协调、父本‘紫岩素花粉活力不够高、花粉管伸长异常或受阻等。而第2个落果高峰可能是由于母本胚珠无法发育或难于正常发育，也可能是花粉管伸长异常或受阻以致无法穿过花柱将精子带到胚囊完成双受精。

果实生长曲线一方面反映了果实自身的生长发育规律，也可为果实的采收播种提供依据[10]。同时由于不同类型的杂交果荚外形、大小明显不同，也是区分不同类型杂交的依据之一。果荚生长发育后期，果长及果宽出现不同程度的缩小后增长而后又缩小增长的单次或多次波动，可能由于果荚养分吸收变缓或是失水萎缩所致[5-8，10，15-17]。本研究结果发现，‘紫岩素大花蕙兰与‘金咀、‘企剑白墨和‘企剑黑墨墨兰杂交，正反交组合果荚果长及果宽生长发育曲线均呈“S”型，与大花蕙兰与墨兰的杂交组合果荚生长曲线趋势一致。

参考文献

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