比利时杜鹃与几种野生杜鹃杂交亲和性研究

李叶芳 尹杨萍 杜 娟 关文灵 杨 婷

( 云南农业大学园林园艺学院，云南 昆明 650201)

杜鹃花属（Rhododendron）是杜鹃花科（Ericaceae）中最大的属，是世界著名的木本花卉，具有极高的观赏价值。全世界的杜鹃花大约有1 000种，中国约有571种，是名副其实的世界杜鹃花的分布中心[1]，然而我国杜鹃花资源的开发利用和育种与世界先进国家相比存在很大差距[2]。截止2004年，国际上登记的杜鹃花新品种已经有28 000个[3]，目前已超过30 000个[4]。而我国常见栽培的杜鹃种类和品种很少，园艺栽培品种总数不到400个[5-6]，而且大多是从国外引进的，自主研发的新品种却非常少，截止于2004年，进行登记的品种仅有34个[7-8]，虽然近几年有部分科研人员在开展杜鹃育种工作，并陆续有新品种登记，但育种进展仍比较慢。这与我国拥有丰富杜鹃花资源的国情是极不相称的[7]。因此，充分利用我国现有的、丰富的杜鹃花资源，进行种质创新，选育出适合我国城乡绿化、家庭盆栽的杜鹃花品种，对促进我国杜鹃花产业的发展具有重要意义。

比利时杜鹃（Rhododendron hybridum）又名西洋鹃，最早在欧洲的荷兰、比利时育种成功，尤以比利时繁殖、栽培和输出最多，因此得名比利时杜鹃，是比利时园艺学家用毛白杜鹃（R.mucronatum）、皋月杜鹃（R. indicum）、映山红（R. simsii）等反复杂交选育而成[8-9]。因其株型矮壮紧凑、花色花型丰富、花期长等特点，越来越受到人们的青睐。目前已成为全国杜鹃园艺品种中连续花期最长、销售市场最大的类群[10-12]。但比利时杜鹃在园林绿化中存在退化严重的现象。利用我国丰富的野生杜鹃资源，对比利时杜鹃进行遗传改良，有望培育出适应性更强、品质更优的杜鹃新品种。

本研究以比利时杜鹃为母本，以常绿杜鹃亚属（Hymenanthes sub.）、映山红亚属（Tsutsusi sub.）、杜鹃亚属（Rhododendron sub.）、糙叶杜鹃亚属（Pseudorhodorastrum sub.）、羊踯躅亚属（Pentanthera sub.）的11个野生种及1个栽培种为父本进行杂交研究，探讨比利时杜鹃与它们杂交的亲和性，旨在为我国杜鹃的杂交育种提供科学依据和中间材料，促进我国野生杜鹃资源的开发利用和种质创新。

1 材料及方法

1.1 试验材料

选择植株生长健壮、无病虫害、花苞饱满、柱头发育良好的比利时杜鹃品种“铁红”作为杂交母本，以常绿杜鹃亚属、映山红亚属、杜鹃亚属、糙叶杜鹃亚属、羊踯躅亚属的11个野生种及1个栽培种为父本（见表1）。试验在云南农 业 大 学园林园艺学院苗圃（102°74′68″E，25°12′79″N）大棚内进行。

表 1 杂交父本基本信息Table 1 Basic information of hybrid father

1.2 试验方法

1.2.1 花粉萌发率测定

从野外采集12种杜鹃的花药，放置于自封袋内，再保存于便携式冰壶中并带回实验室。在实验室将花粉取出并收集到小试管内，放置于硅胶干燥器中干燥48 h，密封并保存于4 ℃冰箱备用。用离体培养法测定12种杜鹃花粉生活力，培养基为100 g/L蔗糖+20 mg/L H3BO3+40 mg/L CaCl2+0.4%琼脂。将已撒过花粉的装有培养基的培养皿密封，置于干燥培养箱内培养，培养箱温度为25 ℃，4 h后观察花粉萌发情况，以后隔2 h观察1次，直到没有萌发为止。每个处理重复3次，每个视野花粉不少于50粒。因为杜鹃花花粉为四合体，所以在统计花粉萌发数时，只要有1个萌发即视为萌发，以花粉管长度超过花粉直径为萌发标准。按公式（1）计算花粉萌发率

1.2.2 授粉套袋

开花前3～4 d，即花苞膨大松散而未开放前，去除雄蕊和花冠，此时，雄蕊未成熟，柱头未分泌粘液，可避免自交授粉。待柱头分泌较多粘液时即可授粉，于早上8：00—10：00进行人工授粉，每个杂交组合授粉花朵数不低于48朵。授粉后套袋，第2天重复授粉1次。给已授粉的花朵挂上标签，并注明授粉时间及父本中文名。为避免影响叶片的光合作用，授粉后3 d除去杂交袋。

1.2.3 坐果率、结实率和萌发率的测定

定期观察子房发育情况，及时统计子房膨大数，按公式（2）计算坐果。当膨大的果实果皮变褐时即可采收，并统计果实内种子数量及其饱满种子数，每个杂交组合统计3个果实，取平均值，按公式（3）计算结实率。对每个杂交组合随机抽取50粒饱满的种子，培养皿内垫2层滤纸，将种子均匀撒在滤纸上，用滴管将滤纸滴湿，将其置于25 ℃培养箱内培养，培养皿内每日加水保湿，每天观察统计种子萌发情况，每个处理重复3次，按公式（4）计算种子萌发率。

2 结果与分析

2.1 父本杜鹃的萌发率

由图1可知，所有父本花粉萌发率在30%以上，可用于杜鹃花的杂交授粉试验。同时可以看出，映山红花粉萌发率最高，为70%，明显高于其他种类；其次是云南杜鹃和云上杜鹃，分别为61%和56%；其他各种类杜鹃花粉活力为30%～50%，其中高尚杜鹃的花粉萌发率最低，为30%。

图1 不同父本杜鹃花粉萌发率Fig. 1 Pollen germination rate of different male Rhododendron

2.2 坐果率、结实率与杂交种子萌发率分析

由表3可知，比利时杜鹃自交坐果率很低，仅有1.25%，且种子萌发率为0，说明自交不亲和。比利时杜鹃与不同的杜鹃杂交，其坐果率、结实率及种子萌发率各不相同，反映出比利时杜鹃与这几种杜鹃的杂交亲和性是不同的。其中露珠杜鹃、云上杜鹃、富源杜鹃作为父本的坐果率为0，杂交完全不亲和；马缨杜鹃、基毛杜鹃作为父本杂交，其坐果率分别为1.35%和5.81%，虽然得到了杂交种子，但种子萌发率为0，也属于杂交不亲和。云锦杜鹃、映山红、羊踯躅、金踯躅作为父本杂交具有较高的坐果率、结实率及种子萌发率，杂交亲和性强。大白花杜鹃、高尚杜鹃及云南杜鹃作为父本杂交虽然获得较多杂交种子，但种子萌发率很低，仅为5%、5%及1%，因此认为具有弱亲和性。

表 2 几种杜鹃的杂交亲和性Table 2 The affinity of several Rhododendron

3 结论与讨论

在所有杂交组合中，比利时杜鹃×映山红的结实率和种子萌发率最高，因而认为其亲和性最强。资料表明，比利时杜鹃是用映山红亚属的毛白杜鹃、皋月杜鹃、映山红等反复杂交选育而成[11]，具有映山红的血统，因此比利时杜鹃×映山红的双亲具有非常近的亲缘关系。这也预示了杜鹃杂交亲和性与亲本间的亲缘关系密切相关，亲缘关系近的杂交亲和性强，更易获得杂交后代。但在杂交后代的性状上可能难以有较大的突破。

比利时杜鹃属于映山红亚属，其与常绿杜鹃亚属的几个种的杂交亲和性差异很大，其中与云锦杜鹃具有很高的杂交亲和性，但与露珠杜鹃、大白花杜鹃、高尚杜鹃及马缨杜鹃的杂交亲和性很差。比利时杜鹃与杜鹃亚属的几个种的杂交其亲和性也表现出类似结果。比利时杜鹃与羊踯躅亚属的羊踯躅和金踯躅杂交表现出较好亲和性。上述表明，不同亚属的杜鹃之间进行远缘杂交是有机会获得杂交后代的。这或许可以说明杜鹃种间杂交亲和性与其经典的形态学分类地位关系不大。耿兴敏等[13]、庄平[14]有关杜鹃亚属间杂交的研究结果中也发现类似的情况。这为杜鹃花属植物选育提供了更多机会和新的思路，因此在杜鹃杂交育种中，可不拘泥于亲缘关系近的亚属内的种间杂交，应大胆尝试经典分类系统中不同亚属杜鹃之间的远缘杂交，这样更有可能创制出杜鹃新种质，在杜鹃育种上取得新突破。

庄平[15]在对杜鹃亚属植物种间杂交的研究中发现，杂交不可育或败育情况有3种：不能坐果、不能结实和可结实而种子不能发芽。而本研究中，比利时杜鹃与不同亚属的杜鹃种类进行远缘杂交，其不亲和与败育的情况有不能坐果和可结实但不能萌发，其中比利时杜鹃×露珠杜鹃、比利时杜鹃×云上杜鹃、比利时杜鹃×富源杜鹃等3个杂交组合为不能坐果型，比利时杜鹃×马缨花、比利时杜鹃×基毛杜鹃等2个杂交组合为可结实而种子不能发芽型。不能坐果型可能是前合子期不亲和与后合子期不亲和的综合表现，而可结实而种子不能发芽型则可以肯定为后合子期种子发育过程败育所致[16]。具体的不亲和与败育机制有待于通过形态解剖、生理生化等手段开展深入研究。

耿兴敏等[17]研究表明延迟授粉法（柱头过成熟时授粉）可以克服大部分杜鹃远缘杂交受精前障碍，提高远缘杂交结实率；花粉培养液处理也可提高大部分杂交组合的子房膨大率或结实率。因此，今后杜鹃杂交过程中可尝试多种授粉方法以克服杂交受精前障碍。

[ 参 考 文 献 ]

[1]Fang M Y, Fang R Z. Flora of China 14[M]. Beijing：Science Press, 2005.

[2]张艳红. 我国杜鹃花的繁育研究进展 [J]. 安徽农业科学, 2007, 35(23)： 7170-7171, 7209.

[3]Leslie A C. The International Rhododendron Register &Checklist： Lem-Z[M]. London： Royal Horticultural Society, 2004.

[4]康用权, 彭春良, 廖菊阳, 等. 湖南杜鹃花资源及其开发利用 [J]. 中南林业科技大学学报(自然科学版),2010, 30(8)： 57-63.

[5]刘晓青, 苏家乐, 李畅, 等. 我国杜鹃花产业发展的瓶颈及对策 [J]. 江苏农业科学, 2011, 39(3)： 14-16.

[6]兰熙, 张乐华, 张金政, 等. 杜鹃花属植物育种研究进展 [J]. 园艺学报, 2012, 39(9)： 1829-1838.

[7]张超仪. 杜鹃花属植物杂交亲和性研究[D]. 南京： 南京林业大学, 2012.

[8]王春春, 谢利娟, 韩蕾, 等. 干旱处理对不同品种簕杜鹃光合特性的影响 [J]. 西南林业大学学报（自然科学）, 2018, 38(4)： 70-75.

[9]黄茂如. 杜鹃花[M]. 上海： 上海科学技术出版社,1998.

[10]张轩波. 比利时杜鹃生长规律及栽培技术研究： 以贵阳市为例[D]. 贵阳： 贵州师范大学, 2006.

[11]贾军. 比利时杜鹃研究进展 [J]. 中国花卉园艺,2002(4)： 24-25.

[12]余丽玲, 陈凌艳, 何天友, 等. 低温胁迫对西洋杜鹃叶片叶绿素荧光参数的影响 [J]. 西南林业大学学报,2013, 33(6)： 1-6, 31.

[13]耿兴敏, 赵红娟, 吴影倩, 等. 野生杜鹃花杂交亲和性及适宜的评价指标 [J]. 广西植物, 2017, 37(8)：979-988.

[14]庄平. 32种杜鹃花属植物亚属间杂交的可育性研究 [J]. 广西植物, 2018, 38(12)： 1566-1580.

[15]庄平. 10种杜鹃亚属植物种间杂交的可育性研究 [J].广西植物, 2018, 38(12)： 1558-1565.

[16]Williams E G, Rouse J L, Palser B F, et al. Reproductive biology of Rhododendron [J]. Horticultural Reviews, 1990(12)： 1-67.

[17]耿兴敏, 赵红娟, 张月苗, 等. 授粉方式对不同亚属杜鹃间远缘杂交结实的影响 [J]. 云南农业大学学报(自然科学版), 2017, 32(1)： 83-88.