中原牡丹‘黑花魁’的杂交亲和性分析

王晓晖，王二强，王占营，冀含乐，郭亚珍

（洛阳农林科学院，河南洛阳 471023）

中原牡丹品种群是中国牡丹四大品种群中品种数量最多，花型、花色最为丰富且观赏性最为突出的栽培牡丹群体。牡丹现有的栽培类群中，其中大部分类群与中原牡丹品种群即Paeonia suffruticosa有关[1]。随着人们生活水平和欣赏水平的提高，偏爱花型奇特，花色纯正的品种。中原品种群中传统名贵品种‘黑花魁’，其花墨紫色（187A)；荷花型或菊花型；花径17cm×7cm，花瓣常为4～5 轮，内卷，基部墨色晕；成花率高，花期中，其花色、成花率等优良性状在人工杂交育种中具有一定的杂交利用价值。

于2010～2015年，在洛阳农林科学院牡丹资源保护基地用‘黑花魁’作为骨干亲本材料与大量牡丹品种进行杂交，通过结实性分析其杂交亲和性及育种利用价值，旨在通过不同品种间杂交，完成后代基因重组，让双亲优良观赏性状得以保留或互补，从而培育观赏性更强的黑色系牡丹新品种，为牡丹黑色系品种的培育工作提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中原牡丹品种群的‘黑花魁’、‘冠世墨玉’、‘墨润绝伦’、‘小青龙’、‘香玉’、‘富贵红’、‘粉中冠’、‘满天星’、‘青龙卧墨池’、‘墨紫金珠’、‘珠光墨润’、‘似荷莲’；日本牡丹品种群‘太阳’、‘日向’、‘旭港’、‘日月锦’、‘岛大臣’、‘岛锦’、‘紫红殿’、‘花竞’、‘宣阳门’、‘新七福神’、‘玉帘’、‘八千代椿’、‘花王’、‘皇嘉门’、‘流芳百代’、‘新日月锦’、‘天衣’；西北紫斑牡丹品种群的‘黄河’、‘夜光杯’；野生种牡丹的紫牡丹、黄牡丹；欧美品种群的‘海黄’、‘瑞农’；以及实生芍药。

1.2 试验方法

1.2.1 不同硼酸和蔗糖浓度条件下‘黑花魁’花粉活力的测定。试验采用植物花粉测定实验中较常用的固化培养基，其中采用0.8%的琼脂，配以不同的蔗糖浓度、硼酸浓度，共9 个处理（见表1）。新鲜花粉在培养基上培养16h 后统计花粉萌发情况[2]。

1.2.2 杂交试验。采用人工定向杂交育种方法，所选母本均有育性。授粉前，先用经消毒的镊子把雄蕊夹掉，一定要去干净。于每天上午9:00～11:00，连续3 天，在所授花朵柱头分泌黏液时授粉，共重复3 次。花朵授粉时于授粉花朵枝条上进行挂牌标记，记录亲本名称及授粉日期，其中11xxx 为2011年组合，12xxx 为2012年组合。杂交所用花粉置于-18℃的冰箱中贮藏。8 月上旬，当母本果荚外皮呈蟹黄色同时果荚内种子呈黑色或褐色，整个果荚采下，置阴凉通风处完成后熟，1周后果荚自然开裂或人工剥出种子，按杂交组合编号统计不同组合结实种子数量，对发育不好或干瘪严重的种子进行淘汰处理，计算出每个组合的单朵花平均结实量（组合所得种子数/授粉花朵数）。单个组合的单朵花平均结实量大小反映不同组合间杂交亲和性强弱。

表1 试验因素和水平及处理

2 结果与分析

2.1 不同硼酸和蔗糖浓度条件下‘黑花魁’花粉的萌发率

花粉离体萌发的基本条件需要有糖源、矿质元素（如外源Ca2+和Mg2+等）及硼酸的参与[3]。在植物花粉萌发和花粉管壁形成过程中糖是重要营养物质，同时外源硼酸能有效刺激植物花粉萌发，并对花粉管的伸长生长有显著促进作用。不同浓度的硼酸和蔗糖条件下对‘黑花魁’的花粉萌发率的影响如表2 所示。

从表2 可以看出，不同浓度硼酸和蔗糖条件下‘黑花魁’花粉的萌发率差异显著，其中处理1 条件下，花粉萌发率最高达68.00%，对应硼酸、蔗糖浓度为：硼酸0.04g/L+蔗糖50g/L，而处理9 条件下，‘黑花魁’花粉的萌发率则为7.7%，对应硼酸、蔗糖浓度为：硼酸0.08g/L+蔗糖150g/L。试验说明，不同浓度的蔗糖、硼酸浓度对‘黑花魁’花粉的萌发情况影响很大，同时也说明‘黑花魁’花粉具有较高的离体萌发率，‘黑花魁’花粉本身具有较高活力，这意味着‘黑花魁’花粉本身不是导致杂交受精障碍、影响杂交结实率高低的重要因素。

表2 不同质量浓度的硼酸和蔗糖对“黑花魁”花粉萌发的影响

2.2 ‘黑花魁’与不同牡丹品种的杂交结实性分析

2.2.1 作为母本‘黑花魁’与不同中原牡丹品种群品种的杂交结实性分析。黑花魁’花型为荷花型，雌蕊和雄蕊都比较正常，自身有良好结实性，在培育牡丹黑色系品种或紫红色系品种时常作为母本进行杂交育种。本次试验以‘黑花魁’为母本共配置8 个杂交组合，结实情况见表3。从收获种子数量可以看出，所有杂交组合均成功收获有效杂交种，组合的平均结实率为5.66 粒/朵。可见，‘黑花魁’作为母本与传统中原品种群品种杂交有良好结实性，不存在杂交不亲和现象。同时也发现与不同品种间杂交结实率差异显著。其中‘黑花魁’ב富贵红’杂交结实量最高，为9.20 粒/朵，其次为‘黑花魁’ב冠世墨玉’，杂交结实量为8.70 粒/朵，而组合‘黑花魁’ב青龙卧墨池’杂交结实量最低，仅有0.67 粒/朵。说明‘黑花魁’作为母本进行品种群内部杂交具有良好结实性，但与不同品种间杂交亲和性有显著差异，杂交亲和力强的组合筛选对收获种子数量和新品种培育成效影响大。

2.2.2 作为父本‘黑花魁’与不同牡丹品种的杂交结实性分析。通过‘黑花魁’花粉萌发率的测定，发现‘黑花魁’花粉有较高的萌发率和活性，在牡丹杂交育种过程中是比较理想的父本材料。本次试验以‘黑花魁’为父本材料，分别以中原牡丹品种群品种、日本牡丹品种群品种、西北牡丹品种群品种、肉质花盘亚组野生种以及欧美牡丹品种群品种和实生芍药为母本，共配置杂交组合33 个。牡丹不同品种群品种形成时野生种构成各不相同，品种生物学特性也差异明显，性状遗传规律复杂。通过表4 可以发现，以‘黑花魁’为父本在杂交过程中，结实性差别明显不同，与中原牡丹品种群品种、西北牡丹品种群品种和日本牡丹品种群品种杂交均有较高结实性，与肉质花盘亚组野生种紫牡丹、黄牡丹杂交能够结实，而与芍药和欧美品种群‘海黄’、‘瑞农’的杂交，不能结实。其中中原品种群杂交平均结实率为6.87粒/朵，西北品种群平均结实率为13.50 粒/朵，日本品种群平均结实率为5.93 粒/朵，肉质花盘野生种平均结实率为0.40 粒/朵。

试验结果同时表明，以‘黑花魁’为父本在同一品种群内不同组合间结实情况也存在明显差异。如与日本牡丹品种杂交，所配置组合中‘皇嘉门’ב黑花魁’结实量最高，达27.64 粒/朵；组合‘花竞’ב黑花魁’结实量排第2 位，2015年是17.67 粒/ 朵，2011年是14.44 粒/朵；而‘玉帘’、‘花王’、‘流芳百代’、‘天衣’为母本时，没有收获杂交种子，说明‘黑花魁’与此品种杂交亲和性较差。另外发现不同年份实施的相同杂交组合，杂交结实性也存在差异，这种现象应该与气候条件差异、牡丹发育情况及授粉处理措施误差有关。

表3 “黑花魁”作为母本与其他品种杂交的结实情况

以紫牡丹、黄牡丹为母本配置杂交组合结实性差，说明‘黑花魁’与肉质花盘亚组牡丹遗传距离较远，从而造成亲和性差。欧美品种群品种的来源大都有革质花盘牡丹和肉质花盘牡丹的共同参与，品种本身的育性已经丧失，因此‘黑花魁’与欧美品种不结实应与欧美品种牡丹品种的本身育性直接相关，和芍药杂交表现杂交不亲和属于植物种间生殖隔离现象。

表4 “黑花魁”作为父本与其他品种杂交的结实情况

3 结论与讨论

‘黑花魁’作为中国牡丹的黑色系少有名贵品种之一，花色墨黑，雌雄蕊正常，并有较高成花率、结实性，同时花粉活性良好，在牡丹新品种培育中可作为亲本材料广泛应用。本试验发现，‘黑花魁’花粉具有较高的离体萌发率，用‘黑花魁’作父本材料进行杂交授粉时，其花粉本身不是导致杂交不亲和或亲和性差的主要因素，杂交结实性的强弱能直观反映亲本材料之间的亲和性高低。

母本的育性是影响杂交结果的重要因素之一，杂交中应选择雌性器官发育健全、结实性好的品种或材料作母本[4]。本次试验，以‘黑花魁’为母本与中原牡丹品种群牡丹进行杂交时，各组合均有一定结实量。但各组合间结实量存在差异，如排除父本花粉活力不一致因素后，对品种之间杂交亲和性也是一种直观反映。

‘黑花魁’作为父本与不同品种群牡丹杂交，紫斑牡丹品种群结实量最高，中原品种群和日本品种群结实量比较接近。杂交亲和性能在一定程度上反映亲本间的亲缘关系[5]，日本品种多是由中国中原牡丹选育而来[6]，日本品种群牡丹和中国中原牡丹品种群亲缘关系接近。试验中同时发现，‘黑花魁’同紫牡丹、黄牡丹野生种杂交有一定的杂交亲和性，20 世纪前后，欧美国家的园艺学家通过此种类型杂交已培育出大量高观赏性品种[7]，因此大量开展此类杂交试验，对培育新奇特品种意义较大。‘黑花魁’与欧美品种群‘海黄’、‘瑞农’和芍药组的实生芍药杂交没有成功，说明此种类型杂交高度不亲和。但是王二强[8]在西北品种群牡丹与欧美品种群牡丹杂交时，个别组合还是有一定的结实性。因此，下一步通过扩大杂交授粉数量，用赤霉素、硼酸等激素在授粉后涂抹母本花柱和子房茎部，促进花粉发芽和花粉管伸长，以提高远缘杂交成功率。