唐菖蒲遗传性状分析

2019-12-24邵小斌赵统利朱朋波汤雪燕孙明伟王江英

浙江农业科学 2019年12期

邵小斌，赵统利，朱朋波，汤雪燕，孙明伟，王江英

(1.连云港市农业科学院，江苏连云港 222000； 2.江苏金万禾农业科技有限公司，江苏连云港 222000)

唐菖蒲(Gladiolushybridus)为鸢尾科唐菖蒲属多年生球根花卉[1]，花形别致，花色丰富[2]，是世界著名“四大切花”之一[3]，素有“切花之王”之美誉。唐菖蒲颜色丰富，瓶插寿命长，用途广泛，现有栽培品种很多，达1万种以上[4]。在国内外切花市场上占有很重要的地位，具有较高的经济价值[5]。目前，我国的栽培品种和生产用球90%从国外引进，仅很少由国内培育和繁殖，虽然也选育出一些新品种，但能在生产上大面积应用的不多，品种繁殖育种工作明显不足[6]。本研究采用不同育种方式，旨在探索唐菖蒲遗传规律及主要性状之间的相互关系，为培养出优良的唐菖蒲品种提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

以从荷兰引进的唐菖蒲品种阿斯特和纪念品(表1)为材料，进行杂交育种试验。

表1 亲本的主要性状

1.2 方法

2014年8月31日种植于连云港市农业科学院东辛农场试验地3号日光温室内，种植密度为40粒·m-2。分别进行正反交，并以其中亲本阿斯特进行自交。当年11月23日起，每天上午9:30—11:00进行杂交或自交。每株留低部位花3朵，其余摘除。花瓣未完全开放时去除雄蕊，并套袋。在父本的花瓣已完全开放，但花药未开裂时，用镊子轻轻摘取花药，放在容器内备用，标注父本名称。杂交时，用利器挑取花粉，放在容器内。雌蕊3裂柱头呈羽毛状时，用软毛笔蘸取花粉,轻抹于雌蕊杂交后，挂上标牌，注明杂交或自交日期、父母本。每个组合3株，共9朵花。8周后种子成熟。第二年的3月下旬露地播种，当年收获开花种球。2016年3月上旬露地种植。

1.3 亲本及后代数据测量

在唐菖蒲第1朵花完全开放时，测量株高、花轴长、小花数、花茎粗度、花朵横径，记录开花日期及颜色。

株高是指地面到植株花序最顶端的距离，花轴长是指第1小花基部到花序顶端的距离，小花数是指花序上所有小花的数目，花茎粗度是指花序最下部一朵花基部的茎秆直径。

1.4 数据处理

应用模糊数学隶属分析法计算6个性状综合隶属值，运用灰色关联度分析法计算6个性状遗传权重，利用SPSS19.0软件对相关数据进行分析。计算出父母本及F1代各性状隶属函数值，求出平均隶属函数值。用皮尔生积矩法求出它们的相关系数，并以此计算出遗传性状的权重。

2 结果与分析

2.1 正交后代性状

以品种阿斯特为母本，纪念品为父本进行杂交。计算F1各性状的隶属值，具体性状数值及花色见表2。序号1为母本阿斯特，序号2为父本纪念品，序号3-30为F1代。

由表3可知，株高、花轴长相关系数最高，分别达到了0.930和0.911，小花横径相关系数最小为0.441，而生长期表现出负相关为-0.408。

表2 正交各性状综合隶属函数值及平均隶属函数值

表3 正交各性状的相关性及权重分析

2.2 反交父母本及其后代性状

以品种纪念品为母本，阿斯特为父本，进行反交，计算F1各性状的隶属值，具体性状数值及花色见表4。序号1为母本纪念品，序号2代表父本阿斯特，序号3～14为F1代。结果分别见表4、表5。由表5可知，粗度、花轴长相关系数均为0.83，小花数为0.81，生长期相关系数为0.04，未呈现出负相关。

2.3 自交及其后代性状

以品种阿斯特自交，计算F1各性状的隶属值，具体性状数值及花色见表6。序号1为亲本，序号2～7为F1。由表6、表7可知，小花数相关系数最高，为0.61，生长期相关系数为-0.26，呈现出负相关。

2.4 F1代数量性状比较

由表8可知，3种育种方式F1代的株高、小花横径、生长期等性状没有显著差别。在花轴长、小花数、茎粗等性状上，反交和自交的F1代与正交的F1代有显著差别，反交和自交方式的F1代的花轴长比正交F1代长、小花数多、茎粗比正交F1代大。株高上虽然3个F1代之间没有明显差别，但反交、自交株高均值明显高于正交。

表4 反交各性状综合隶属函数值及平均隶属函数值

表5 反交各性状相关性及权重分析

表6 自交各性状隶属函数值及平均隶属函数值

表7 自交系性状相关性及权重分析

通过表1和表8发现，自交系后代主要性状完全来自于亲本阿斯特，但其F1代性状均没有超越亲本。在正交和反交的F1中，除了生长期比亲本短外，其他的主要性状亦没有超越亲本，但是反交的F1主要性状比正交好，在花轴长、小花数、茎粗等性状上达到了显著差异。

表8 F1代性状均值的对比

注：同列数据后无相同小写字母表示组间差异达显著(P<0.05)。

2.5 不同育种方式对成球数量及花色的影响

每种育种方式均选取3株共9朵花进行杂交或自交，由表9可知，每种处理所获得开花种球数量差异较大。以阿斯特作为母本，成球率较高，开花种球有28粒，而以阿斯特作为父本，开花种球只有12粒，阿斯特自交时，成球率最低，获得开花种球仅6粒。

由表9可知，所有F1代中，分离出了红色、复色、粉色，红色数量最多，在46个子代中，开红色花的植株有33株、粉色5株、复色2株。在正交的28个子代，与亲本颜色相同的各1株，在反交的12子代中，没有出亲本颜色。在自交6个子代中，出现了3种颜色，分别为紫色4株、红色1株、黄色1株。

2.6 主要性状与株高之间的关系

由于正交F1数量多，有28个，因此，其亲本及其F1代为研究对象，以探讨唐菖蒲株高与其他主要性状关系。

表9 不同育种方式对花色的影响

2.6.1 株高与花轴长之间回归关系

根据已测量的数据，求出回归截距a=-15.5，回归系数b=9.87，并求得t=9.87(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高与花轴长之间是呈直线关系的。直线方程y=-15.4+0.5x，相关系数为0.88。以此直线方程和相关数据绘制图1。

图1 株高与花轴长的回归直线

2.6.2 株高与茎秆粗度之间回归关系

根据已测量的数据，求出截距a=-0.12，回归系数b=0.01，以此求得t=6.52(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高与茎秆之间是呈直线关系的。直线方程y=-0.12+0.01x，相关系数为0.78。以此直线方程和相关数据绘制图2。

图2 株高与茎秆粗度的回归直线

2.6.3 株高与小花数量之间回归关系

根据已测量的数据，求得t=4.35(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高与小花数之间是呈直线关系的。直线方程y=-3.75+0.14x，相关系数为0.76。以此直线方程和相关数据绘制图3。

图3 株高与小花数量的回归直线

2.6.4 株高与小花横径之间回归关系

根据已测量的数据，求得t=1.63(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高与小花横径之间无直线回归关系。

2.6.5 株高与生长期之间回归关系

根据已测量的数据，求出t=-2.31(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高与生长期之间是呈直线关系的。直线方程y=115.25-0.19x。以此直线方程和相关数据绘制图4。

图4 株高与生长期的回归直线

3 小结与讨论

3.1 F1主要性状表现

通过表2、表4、表6发现，无论何种育种方式，子代的平均隶属函数值大多数是小于亲本的，也就是说，子代综合遗传性状弱于亲本。亲本阿斯特、纪念品是流行多年的商业品种，它们的综合性状确实比较优良，通过它们之间杂交，很难获得更优的新品种。我们是不是可以通过亲本之间连续自交，获得纯合品种，然后再通过杂交，获得F1代。

3.2 F1花色遗传

由表9可知，唐菖蒲花色遗传规律复杂，后代均表现出很大的分离，这与马国华等[7]的研究是一致的。在正交处理方式，F1出现了5种颜色，红色最多，有22株，亲本颜色最少，各1株，粉色出现3株。在反交的处理方式中，红色最多，有10株，没有出现亲本颜色，出现1株粉色。在自交的处理方式中，出现红色1株，亲本颜色4株，粉色1株。在3种处理方式中，均出现红色，粉色，亲本颜色出现最少。因此，唐菖蒲在花色方面，未呈明显的偏母性或偏父性遗传，红色性状具有较强的遗传力。