‘晓明一号’紫薇杂交育种研究

王晓明， 曾慧杰， 李永欣， 王湘莹， 乔中全， 蔡 能

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.长沙湘莹园林科技有限公司， 湖南 长沙 410004)

‘晓明一号’紫薇杂交育种研究

王晓明1， 曾慧杰1， 李永欣1， 王湘莹2， 乔中全1， 蔡 能1

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.长沙湘莹园林科技有限公司， 湖南 长沙 410004)

为选育出紫薇优良新品种，以‘红火球紫薇’和‘红叶紫薇’为试验材料，开展紫薇杂交育种试验。研究结果表明： 紫薇杂交授粉适宜时间为早上07:00—08:00，结实率最高可达92%，杂交种子萌发率达56.3%～62.2%；从“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”杂交子代中选育出的紫薇新品种‘晓明1号’，其新叶浅紫红色，成熟叶绿色，花色深紫红(60A)，部分花瓣边缘略带白边；6月中旬始花，花期长达4个月；花序平均长和宽分别为25.5 cm、17.3 cm，花径3.99 cm。‘晓明1号’兼有双亲的优良特性，其性状能稳定遗传，具有花色艳丽、花期长、花量大、生长较快等特点。

紫薇； 杂交； 育种； ‘晓明1号’

紫薇(lagerstroemiaindica)是我国夏季的主要观花树种，适应性强，花色艳丽，花期长达3个月，观赏价值很高，且用途广泛，抗污染能力强[1-2]。紫薇既可用于城市园林绿化美化，又可用于高速公路等绿化及防沙、护坡，其植株还可入药，花朵可提取香精。国外对紫薇育种非常重视，美国、日本都曾选育出一批紫薇新品种[1-6]。如美国选育出近30个抗病的紫薇栽培品种和‘tonto’等矮生品种，以及数个大红花色品种；日本培育出矮化品种‘日本百日红’等[2-6]。我国也选育出一些紫薇品种，如北京林业大学选育出‘垂枝白’、‘白密香’等，湖北省林业科学研究院选育出‘赤霞’等，湖南省林业科学院选育出‘红火球’、‘红火箭’、‘红叶’、‘湘韵’等[2-11]。在紫薇杂交育种方面，美国Egolf用屋久岛紫薇与当地紫薇进行了杂交，选育出了20多个抗白粉病的栽培新品种；D.Egolfca采用当地紫薇(L.indica)、屋久岛紫薇(L.fauriei)和福建紫薇(L.limii)作为亲本进行种间杂交，培育出了2个开鲜红色花朵的紫薇品种，名为‘Arapaho’和‘Cheyenne’；Pounders等人采用大花紫薇为亲本，与紫薇种间杂交，获得了杂种实生苗[2-6]；国内蔡明、陈彦、任翔翔等开展了紫薇开花、授粉特性及杂交育种研究[12-14]；李志军对紫薇辐射育种进行了初探，为选育紫薇优良新品种奠定了一定基础[15]。

本研究针对我国紫薇优良新品种缺乏等问题，以‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇为亲本，开展杂交育种研究，从杂交后代籽播苗中选择优良植株。经过生物学特征、物候期观察及品种比较试验，选育出了杂交紫薇优良新品种‘晓明1号’。

1 试验区概况

试验地位于长沙市杜家冲试验林场，地处113°01′30″E，28°06′40″N；属低山丘陵地貌，平均海拔85 m。该区属亚热带季风湿润气候区，其年均气温17.1 ℃，年均日照1496～1850 h，年均降雨量1400～1900 mm，无霜期264天，年均相对湿度80%。试验地土壤为第四纪红色粘土发育的酸性红壤，土层厚度46 cm，砂砾含量37%，土壤pH值5.6，土壤有机质含量14.21 g/kg，速效氮含量75.14 mg/kg，速效磷含量3.44 mg/kg，速效钾含量32.15 mg/kg。

2 材料与方法

2.1试验材料

以‘红叶’紫薇(L.indica‘Pink Velour’)和‘红火球’紫薇(L.indica‘Dynamite’)为正反杂交育种亲本材料。

2.2研究方法

2.2.1 紫薇杂交育种试验

(1) 杂交亲本开花习性观察。以种植于湖南省林业科学院试验林场的‘红叶紫薇’和‘红火球紫薇’为试验对象，观测时间为2006年7月上旬。分别选取3株无病虫害的紫薇植株，在每株上选取具有代表性、无病虫害的花枝进行标记，连续5天从04:00—07:00每隔20 min对标记花枝的开花情况进行观察记录。

(2) 杂交育种试验。将‘红叶’紫薇与‘红火球’紫薇进行自交和正反杂交试验，即“红叶紫薇♂×红叶紫薇♀”、“红火球紫薇♂×红火球紫薇♀”、“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”、“红火球紫薇♂×红叶紫薇♀”4个组合。杂交前选择发育正常、生长健壮、无病虫害的紫薇植株作为杂交亲本，选用主茎花或一级分枝中部的大小适中的花蕾作杂交用。在花蕾将要完全开放时，去掉花瓣和雄蕊，套袋保护；待柱头出现粘液，花药出现粉状颗粒时，进行人工授粉。各杂交组合分别授粉100朵，授粉时间为早上07:00—08:00，分别统计杂交组合结实率，进行育性分析。

(3) 杂交种子发芽试验。人工授粉3周后，果实成熟由绿变褐，将外果皮木质化的果实从母本植株上采收，放入干燥的硫酸纸袋中。按顺序将采收的不同杂交组合果实摊开晾晒，室内温度保持在20～25 ℃，待果实自然开裂后，收集种子。

播种时先将种子去翅，经过40 ℃温水浸泡24 h后，用镊子点播于装有经消毒的草炭土基质的穴盘，播种后再覆盖一薄层基质，覆膜保湿。将点播好的穴盘置于光照14 h/天、温度26 ℃、湿度不小于50%的光照培养箱中，培养2～4周后种子萌发[6]。

2.2.2 杂交优良品种选育 2008年7—8月在湖南省林业科学院，以‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇为亲本，开展正反杂交育种研究。2009年2月将杂交种子播于穴盘，置于光照培养箱内催芽；3月播种于大田(株行距30 cm×30 cm)。2009—2010年在“红叶紫薇×红火球紫薇”杂交实生苗中筛选优良变异植株。2011年剪取优良变异植株枝条，进行扦插繁殖和嫁接繁殖，并对扦插苗和嫁接苗进行植物学特性观测。2012年进行品种比较试验，参试品种为‘晓明1号’紫薇、‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇，按随机区组设计，每小区5株，5次重复，株行距为1.5 m×1.5 m。2012—2015连续4年，每年观测其生长情况和开花性状，比较品种之间植物学特性。

2.2.3 开花特性调查 调查花期，并在盛花期选取植株中上部光照充分且生长正常的花进行观测。每株随机选择10个花枝，用英国皇家园林协会植物比色卡(RHS，2015)比对花色，用直尺和电子数显卡尺分别测量花序、花径、花蕾、花萼、花瓣等。

2.2.4 叶片特性调查 选择健康枝条上的成熟叶片进行观测。每株随机选择5个枝条，观察叶形，用直尺测量枝条上成熟叶片的长度和宽度，用英国皇家园林协会植物比色卡比对叶色。

2.2.5 生长量调查 每重复选择3株生长健壮、无病虫害的植株进行数据调查。在紫薇植株春梢停止生长后，每株随机选择10个当年生主枝，调查叶片及枝条性状，用直尺和电子数显卡尺分别测量枝条长度(枝条基部至花序顶端)、粗度(当年生枝条基部1 cm处测量)。

3 结果与分析

3.1紫薇杂交育种试验

3.1.1 杂交亲本开花习性 在长沙地区7月中旬晴朗天气里，父本‘红叶’紫薇花蕾的花瓣逐渐展开时间为早上05:00—07:00，随着花瓣展开，柱头、长雄蕊、短雄蕊逐渐伸展露出；约07:00，花药开始自中缝开裂，出现粉状颗粒，柱头出现粘液。母本‘红火球’紫薇花蕾的花瓣逐渐展开时间为早上05:20—07:00，柱头、长雄蕊、短雄蕊逐渐伸展露出；约07:00，柱头出现粘液，花药出现粉状颗粒。如遇雨天或早晨气温较低，开花时间会推迟，花药散粉时间会推迟，雨天花药不能正常散粉。如果花萼张开，但之前没有开放，花朵则会直接萎蔫凋谢。

3.1.2 不同时间段杂交效果 ‘红叶紫薇’和‘红火球紫薇’的花药散粉时间约为07:00，故设07:00为第1个授粉时间点。设计“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”、“红火球紫薇♂×红叶紫薇♀”2个杂交组合，于早上07:00至中午11:00间，每隔1 h进行1次杂交授粉，每个处理各授粉25朵。不同时间段授粉的效果见表1。

从表1可知：紫薇杂交的效果与授粉的时间密切相关，07:00—08:00杂交的效果最好，结实率88%～92%；09:00以后杂交的结实率逐步降低，11:00的仅为40%多。其原因可能是因为随着温度的升高，花粉的活力逐步下降，柱头的可授性也随之降低。

表1 不同时间的杂交效果Tab 1 Thehybrideffectatdifferenttime时间杂交组合授粉朵数结实数结实率(%)07：00红叶紫薇♂×红火球紫薇♀252392红火球紫薇♂×红叶紫薇♀25228808：00红叶紫薇♂×红火球紫薇♀252288红火球紫薇♂×红叶紫薇♀25228809：00红叶紫薇♂×红火球紫薇♀251976红火球紫薇♂×红叶紫薇♀25208010：00红叶紫薇♂×红火球紫薇♀251560红火球紫薇♂×红叶紫薇♀25145611：00红叶紫薇♂×红火球紫薇♀251248红火球紫薇♂×红叶紫薇♀251040

3.1.3 杂交组合结实率 从表2可以看出：‘红叶’紫薇、‘红火球’紫薇自交组合的结实率分别为94.0%和92.0%，表明2个亲本的花粉育性正常，其柱头的可授性强；‘红叶’紫薇与‘红火球’紫薇的杂交组合也表现出育性较强的特点，正反交的结实率都在90%以上，2个杂交组合之间的结实率差别不大。

表2 杂交组合结实率Tab 2 Thehybridseedsettingrate杂交组合授粉朵数结实数结实率(%)红叶紫薇♂×红叶紫薇♀1009494 0红火球紫薇♂×红火球紫薇♀1009292 0红叶紫薇♂×红火球紫薇♀1009191 0红火球紫薇♂×红叶紫薇♀1009090 0

3.1.4 杂交种子发芽试验 收集到“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”与“红火球紫薇♂×红叶紫薇♀”2个杂交组合的成熟果实170个，种子4100粒。2个杂交组合平均每果种子数、种子萌发率见表3。

表3 杂交种子萌发率Tab 3 Thegerminationrateofhybridseed杂交组合平均种子数(粒)萌发率(%) 红叶紫薇♂×红火球紫薇♀23 8±2 156 3红火球紫薇♂×红叶紫薇♀25 1±1 562 2

“红火球紫薇♂×红叶紫薇♀”组合种子的萌发率为62.2%，稍高于“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”组合的萌发率(56.3%)。

3.2紫薇杂交优良品种选育

在“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”的子代中，发现1株苗木兼具了双亲的优良特性，遂将该植株选定为优良变异植株。对其扦插苗和嫁接苗的生物学特性观测结果表明，无性繁殖的植株能稳定保持母株的优良特性，将该变异品种暂定名为‘晓明1号’(Lagerstroemiaindica‘Xiaoming 1’)。进一步品种比较试验结果表明，‘晓明1号’兼具了双亲的优良特性，具有花色艳丽、花期长、花量大、生长较快等特点。

3.2.1 ‘晓明1号’紫薇开花特性 ‘晓明1号’紫薇与其亲本紫薇的开花特性见表4。从花色上看，‘晓明1号’紫薇为深紫红色(RHS,60A)，处于‘红火球’的猩红(RHS,N66B)和‘红叶’玫红(RHS,46A)之间，略更接近‘红火球’的花色；在阴天时‘晓明1号’紫薇的部分花瓣出现白边，而‘红火球’也有类似现象。这表明‘晓明1号’紫薇花色的特征更多的遗传来自母本‘红火球’紫薇。

表4 ‘晓明1号’紫薇开花特性Tab 4 FlowercharacteristicsofL indicahybridizing‘XiaomingNo 1’紫薇品种花色花径(cm)花序长(cm)花序宽(cm)花序着花数(个)花萼长(mm)花瓣数(个)晓明1号60A3．9925．517．3117．711．146红叶N66B3．8122．016．896．310．846红火球46A3．9026．718．291．312．566花瓣长(mm)瓣爪长(mm)瓣爪颜色花蕾长(mm)花蕾宽(mm)花蕾颜色花蕾缝合线突起花香程度15．434．76与花色一致9．017．78红色强无16．046．48与花色一致8．577．27红色强淡香16．685．54与花色一致10．418．85红色强无

从花的大小而言，在花蕾时期‘晓明1号’的花蕾平均大小为9.01 mm×7.78 mm,其花蕾的长度和宽度均大于‘红叶’紫薇的(8.57 mm×7.27 mm)，但小于‘红火球’紫薇的(10.41 mm×8.85 mm)，花蕾形状圆润饱满；在花蕾展开后，‘晓明1号’单花的花瓣和瓣爪长的平均值分别为15.43 mm、4.76 mm,均小于2个亲本的，但花径(3.99 cm)相对较大,大于‘红叶’的(3.81 cm)和‘红火球’的(3.90 cm)；从花序的长、宽来看，‘红火球’(26.7 cm×18.2 mm)>‘晓明1号’(25.5 cm×17.3 mm)>‘红叶’(22.0 cm×16.8 mm)。此外，‘晓明1号’的花序着花数可达118个，超过了父本的(96.3个)和母本的(91.3个)。

芳香程度是植物开花的一个重要性状。父本‘红叶’具有淡香，而母本‘红火球’不带香味，‘晓明1号’作为子代，与母本‘红火球’相似，花无香味。

以上结果表明，‘晓明1号’的花色性状遗传更多的来自母本‘红火球’紫薇，有可能母本基因在紫薇花色性状遗传上占主导地位。

3.2.2 ‘晓明1号’紫薇叶片特性 由表5可知： ‘晓明1号’的叶片形状与‘红叶’、‘红火球’一样，都是椭圆形，略接近‘红火球’一些；‘晓明1号’的平均叶长5.49 cm(4.4～7.3 cm)，稍小于‘红叶’叶长(5.57 cm)(4.3～7.8 cm)，明显小于‘红火球’叶长(6.33 cm)(5.0～8.1 cm)；‘晓明1号’的叶宽3.88 cm(3.0～5.2 cm)，同样是略短于‘红叶’的(3.93 cm)(3.1～5.5 cm)，显著短于‘红火球’的(4.63 cm)(3.4～6.4 cm)，叶片大小总体而言要小于亲本。

表5 ‘晓明1号’紫薇叶片特性Tab 5 LeafcharacteristicsofL indicahybridizing‘XiaomingNo 1’紫薇品种叶形叶长(cm)叶宽(cm)嫩叶颜色成熟叶颜色叶缘波状起伏叶背密被柔毛程度晓明1号椭圆5．493．88浅紫红色绿色弱低红叶椭圆5．573．93紫红色绿色很弱低红火球椭圆6．334．63浅红色青绿色弱低

‘晓明1号’紫薇新叶浅紫红色，成熟叶绿色，与‘红叶’紫薇接近，表明‘晓明1号’的叶色性状受父本影响更大，父本基因在紫薇叶色性状遗传上可能占主导地位。

3.2.3 ‘晓明1号’紫薇枝条生长量 从表6可以看出: 当年生春梢长度以母本‘红火球’紫薇的(105.8 cm)最高，父本‘红叶’紫薇的(98.8 cm)次之，子代‘晓明1号’紫薇的比双亲的略低，平均长度为95.1 cm；‘晓明1号’当年生春梢的平均粗度为1.23 cm，比父本‘红叶’紫薇的粗度(1.29 cm)略细，比母本‘红火球’紫薇的粗度(1.21 cm)稍粗。总体而言，‘晓明1号’紫薇的枝条生长量与其亲本相当，具有生长快的特点。

表6 ‘晓明1号’紫薇春梢生长量Tab 6 GrowthvolumeofspringshootsofL indicahybridizing‘XiaomingNo 1’(cm)品种2011年2012年2013年2014年平均长度粗度长度粗度长度粗度长度粗度长度粗度晓明1号77 51 0189 31 1497 61 37116 01 4195 11 23红叶80 31 1291 61 25105 41 31118 11 4898 81 29红火球98 30 95105 51 14107 21 33112 21 42105 81 21

3.2.4 ‘晓明1号’紫薇物候期 经连续4年观测，‘晓明1号’紫薇在湖南省林业科学院试验林场的物候期见表7。‘晓明1号’的萌芽期一般是3月中旬，6月中旬始花，7—9月是盛花期，10月中旬是末花期。

表7 ‘晓明1号’紫薇物候期Tab 7 PhenologicalphaseofL indicahybridizing‘XiaomingNo 1’品种萌芽期初花期盛花期末花期果实成熟期落叶期晓明1号3月中旬6月中旬7—9月10月中旬10—11月12月上旬红叶3月中旬6月上旬7—9月10月下旬10—11月11月中旬红火球3月中旬6月中旬7—9月10月中旬10—11月11月中旬

‘晓明1号’紫薇与杂交亲本相比，萌芽期一致，都是3月中旬，而初花期则要比父本‘红叶’紫薇要迟7天左右，与母本‘红火球’紫薇相当，至10月中旬为末花期，花期可长达120多天，具有很高的观赏价值。

3.2.5 ‘晓明1号’紫薇植物学特性 ‘晓明1号’为直立小乔木，植株干皮褐色，小枝四棱明显，小枝柔毛密度低，当年生春梢枝条平均长度95.10 cm、粗度1.20 cm；叶片呈椭圆或阔椭圆形，叶缘波状起伏弱，叶背密被柔毛程度低，叶片长6.2～7.5 cm、宽3.8～4.7 cm，嫩叶浅紫红色，成熟叶绿色；圆锥花序，花序平均长18.67 cm、宽19.50 cm，花序平均着花数为118个；花蕾缝合线突起较强，花蕾平均长9.19 mm、宽8.72 mm，花径3.99 cm；花瓣6片，平均长14.93 mm；长雄蕊数为6个，短雄蕊数为39～43个；子房上位，蒴果。

4 结论与讨论

(1) 杂交育种是紫薇优良新品种选育的有效方法。‘晓明1号’紫薇的亲本‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇的花粉活力正常、柱头可授性强，有利于开展杂交育种，其正反杂交也表现出较强的育性，正反交的结实率都在90%以上。紫薇花瓣、柱头、雄蕊伸展时间为早上05:00—07:00，紫薇杂交授粉适宜时间是早上07:00—08:00。这与陈彦、任翔翔等的研究结果一致[9-10]。‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇杂交的结实率可高达88%～92%。杂交种子经过40 ℃温水浸泡24 h后，萌发率达到56.3%～62.2%。

(2) 在“红叶紫薇♂×红火球紫薇♀”杂交子代中选育出的‘晓明1号’紫薇，兼具双亲的优良特性，且能稳定遗传。‘晓明1号’紫薇当年生春梢的平均长度为95.1 cm，平均粗度为1.23 cm，新叶浅紫红色，成熟叶绿色，平均叶长5.49 cm , 叶宽3.88 cm；花色为深紫红色(60A)，部分花瓣边缘略带白边；平均花序长25.5 cm，花序宽17.3 cm，平均花径3.99 cm，花萼长11.14 mm，花瓣长15.43 mm，花蕾大小9.01 mm×7.78 mm；萌芽期一般是3月中旬，6月中旬始花，7—9月是盛花期，10月下旬为末花期，花期达120天以上。总体而言，‘晓明1号’紫薇的叶片特性、开花特性、春梢生长量、物侯期等性状多处于父本和母本之间，兼具了‘红叶’紫薇和‘红火球’紫薇双亲的优良特性，具有花色艳丽、花期长、花量大、生长较快等特点。

(3) 在紫薇杂交育种试验中发现‘晓明1号’的叶色性状受父本影响更大，父本基因在紫薇叶色性状遗传上可能占主导地位，而其花色性状遗传更多的来自母本‘红火球’紫薇，有可能母本基因在紫薇花色性状遗传上占主导地位。这些有可能为紫薇定向杂交育种提供理论依据。至于叶片、花色性状的分子遗传机理，有待进一步研究。

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ResearchonbreedingofLagerstroemiaindicahybridizing‘XiaomingNo.1’

WANG Xiaoming1, ZENG Huijie1, LI Yongxin1, WANG Xiangying2,QIAO Zhongquan1, CAI Neng1

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China;2.Changsha Xiangying Garden Technology Co., Ltd, Changsha 410004, China)

In order to breed new varieties ofLagerstroemiaindica,we tookL.indica‘Pink Velour’ andL.indica‘Dynamite’ as testing materials to study the cross breeding ofL.indica.Results showed that，7:00-8:00 am is the best time for artificial pollination，seed setting rate up to 92%，the germination rate of hybrid seed is 56.3%～62.2%.L.indicahybridizing‘Xiaoming No.1’had been selected from the F1 offsprings betweenL.indica‘Pink Velour’(♂) andL.indica‘Dynamite’(♀)，whose young leaves color are mauve，mature leaves are green，flower are dark mauve (60A) and some flower petals edge with a slightly white edge.It begin to flower in the middle of June, a long florescence with four months.The average length，width of inflorescence and flower diameter are 25.5 cm，17.3 cm and 3.99 cm respectively.L.indicahybridizing‘Xiaoming No.1’ has fine properties of both parents，which can be steadily inherite and has the character of showy brightly colored flowers，long flowering period,large amount of flowers and faster growth speed.

Lagerstroemiaindica; hybridizing; breeding; ‘Xiaoming No.1’

2016-08-04

湖南省科技重点研发计划项目(2016NK2162)；湖南省科技重点研发计划项目(2016NK2100)。

王晓明(1964-)，男，湖南省永兴县人，研究员，博士，主要从事木本花卉与木本药用植物育种、栽培技术研究。

S 685.99

A

1003 — 5710(2016)06 — 0001 — 06

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 06. 001

(文字编校：唐效蓉)