香型多花蝴蝶兰杂交及优良单株选育

韦小莲，洪生标，张佳霞，曾宝珰，张秀珊，郭英铎，江秀娜，汤 楷

（汕头市农业科学研究所，广东 汕头 515041）

【研究意义】蝴蝶兰（Phalaenopsis）是一种兰科蝴蝶兰属的单茎附生兰，由于花姿优美、高贵典雅、花朵色泽鲜艳，有“洋兰皇后”之美誉［1］。蝴蝶兰属是兰科植物中观赏价值最高、商品化最好的一个属，目前已培育了近20万个蝴蝶兰杂交品种［2］。但是大多数蝴蝶兰没有芳香［3］，因此，育成具有香味、多花的蝴蝶兰新品种，将大大提高蝴蝶兰观赏价值和经济价值。【前人研究进展】2000—2020年国内报道育成蝴蝶兰新品种37个，其中34个为没有香味的蝴蝶兰，包括多丽蝴蝶兰［4］、滴彩［5］、宫粉［6］、汕农金凤［7］、汕农凤凰［8］、郑农红玉［9］等；有香味的蝴蝶兰3个，分别为山东省青州市花卉产业管理局和青州市科隆生物科技有限公司育成的云门香［10］、郑州市花卉工程技术研究中心育成的天香L04［11］以及汕头市农业科学研究所育成的汕农香妃。我国台湾对香味蝴蝶兰品种的育种已有部分成果，近年来报道的香味蝴蝶兰有花莲1号粉苹果［12］等。香味是植物长期进化的产物，增加香味是未来蝴蝶兰育种的重要目标之一［2］。目前国内对植物花香代谢和基因工程研究较多［13-16］，花香基因工程研究引起科研工作者的兴趣［17-18］，但植物花香基因工程改良有难度［17］。蝴蝶兰育种中最常用也是最重要的方法是杂交育种［19］。利用常规杂交，研究其F1代性状的分离情况，可为F1代定向选择、提高育种效率提供依据［20］，为蝴蝶兰育种亲本选配和新品种选育提供理论依据［21］。香味蝴蝶兰品种大部分花朵数少、性状遗传力差［22］。多花蝴蝶兰是指植株成熟（具4～6片叶）后花梗易分枝、小花且多花的一类蝴蝶兰，花朵直径大小为3.0～7.5 cm，株型小，花朵排列紧凑［23］。上述国内选育的37个蝴蝶兰新品种中，多花蝴蝶兰有3个，分别为中科院华南植物园等单位选育的多花小红花蝴蝶兰红绒［24］、广东省农业科学院环境园艺研究所选育的中花多花型紫红花蝴蝶兰红珍珠［25］和中花多花型紫红线条花蝴蝶兰红霞［26］，这3个多花蝴蝶兰均无香味。关于多花蝴蝶兰选育的研究，国内还有报道蝴蝶兰小飞象自交后代主要性状分离研究［27］。香味蝴蝶兰与大花品种杂交的后代大多数无生育能力，而与小花品种的杂交后代育性好［17］。汕头市农业科学研究所自1998年底开始致力于蝴蝶兰等兰花品种资源的收集、保存和开发利用，是广东省内乃至大陆地区最早开始蝴蝶兰杂交育种的单位之一。2003年自主育成蝴蝶兰新品种汕农香妃，该品种为白底细红喷点大花型，在盛花期晴天白天能释放清香，之后陆续引入各类香型、多花蝴蝶兰种质资源开展杂交育种探索。【本研究切入点】当前我国香型多花蝴蝶兰育种基础研究较为薄弱，原生种种质资源有限，亲本杂交亲和性研究有待提高。本研究以有香味、花朵数量多、花色佳、开花株形态佳的蝴蝶兰为育种目标，利用汕头市农业科学研究所蝴蝶兰选育种课题组引进的种质资源进行杂交配对15个组合，其中2个组合配对成功，选育出6个符合目标性状的优良单株。【拟解决的关键问题】通过对参试杂交组合杂交亲和性情况的分析，为香型多花蝴蝶兰杂交育种提供参考，为培育新品种提供新的素材；同时，在栽培过程中了解优良单株开花特性，为后期品系栽培、品种推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用15个蝴蝶兰品种11 cm开花株作为亲本进行常规杂交，具体情况见表1。

表1 用于杂交的蝴蝶兰亲本类型及其花色Table 1 Types of Phalaenopsis parents used for hybridization and their flower patterns

1.2 试验方法

试验于2015—2019年在汕头市农业科学研究所种质资源与杂交育种圃进行。试验期间进行常规的水肥管理。分别于2015年1月、2016年1月、2017年1月选择供试品种健康开花株进行杂交配对，杂交配对数分别为4对、10对、1对，共15对（表2）。杂交选用亲本新开放花朵进行人工授粉，每个组合授粉1朵花，授粉后观察不同组合子房膨大情况以及是否发育成成熟蒴果。待蒴果成熟后采收，在当年5—6月通过无菌播种与培养获得杂交后代瓶苗。瓶苗于第2年3月上旬出瓶种植，按照常规方法栽培管理。第3年8月中旬进行平地空调催花，第4年1月上旬获得11 cm开花株。观察杂交后代群体表现，在杂交后代群体中选择具有目标性状的优良单株开花株，编号并观测记录相关性状，与亲本进行比较。观测性状包括主要目标性状（花朵香味、花朵总数、花色）和开花株形态性状（叶长、叶宽、花梗数、花梗长、花序长、侧枝总数、花朵横径、花朵纵径、花朵间距）。其中，花朵香味以嗅觉为准；叶片观测在开花植株的最长叶上进行；花梗长测量对象为单枝或多支花梗中最大花梗；对于花部性状的观测，在花序上有50%的花已开之时，选择最近开花的最大花并在其花色没有褪去之前对相关性状进行观测；花色的观测部位为其内侧面［28］。

表2 15个杂交组合的亲本及杂交时间Table 2 Parents and date of hybridization of 15 hybrid combinations

2 结果与分析

2.1 杂交成功组合与杂交后代培育情况

2015—2017年共配对杂交组合15对，仅编号16161（PL608×PL321）和编号16162（390×PL321）两对组合杂交成功，在2016年获得成熟蒴果，其他13对杂交组合均没有获得蒴果或成熟蒴果。

通过组培无菌播种，编号16161于2017年3月栽培杂交后代群体200株，栽培过程中淘汰26株弱苗；2018年8月中旬通过平地空调催花174株，2019年1月获得健康开花株174株。编号16162于2017年3月栽培杂交后代群体21株，栽培过程中淘汰9株弱苗；2018年8月中旬通过平地空调催花12株，2019年1月获得健康开花株12株。

2.2 杂交后代群体主要目标性状表现与花芽发育特性

2.2.1 主要目标性状表现 编号16161杂交组合后代数量多、开花株多、株叶型整齐、生长势强。其母本PL608、父本PL321有香味，两者杂交后代100%有香味，说明杂交后代整体上遗传了亲本的香味，但香味有浓淡梯度变化。杂交后代花朵数量多遗传母本特性，接近母本，多于父本，多花后代占比65%。其母本PL608大花瓣颜色为深鲜黄色带细红斑点，父本PL321大花瓣为纯黄色，两者唇色相近，杂交后代85%为黄色带细红斑点、10%为桔黄色带细红斑点、5%为黄色无斑点。表明杂交后代的花色、唇色整体上为父母本花色的调和色，花色唇色深浅有梯度变化，与亲本花色相同的极少数，斑点分布规律同母本，未出现明显差异的花色分离或突变类型。该杂交组合后代出现了符合目标性状的优良单株。

编号16162杂交组合后代数量少、开花株少、株叶型偏小、生长势较弱。其母本390有浓郁香味，父本PL321有香味，两者杂交后代均没有香味，表明杂交后代整体没有遗传亲本的香味。杂交后代花朵数量多遗传父本特性，接近父本，少于母本，多花后代占比20%。其母本390大花瓣颜色为桔红色带细红斑，父本PL321大花瓣为纯黄色，两者杂交后代90%为黄花带细红斑、10%位桔红色带细红斑，唇色整体上为父母本唇色的调和色。该杂交组合后代没有出现符合目标性状的优良单株。

2.2.2 花芽发育特性 在温室大棚空调平地催花环境，在空调设置日温26℃、夜温17℃条件下，编号16161杂交组合后代群体在生殖生长期的花芽发育特性与目前市场上大多数蝴蝶兰不同，在温室大棚平地空调催花中易出现花芽转变为叶芽的现象，亲本PL321也有相同特性，花序发育初期需要较充足凉温，应注意做好花序发育前期的环境调控。同时，我们也发现编号16161杂交组合后代群体具有较好的耐寒性。通过调整空调温度设置等，成功获得开花株。

2.3 优良单株与亲本主要目标性状的比较

根据育种目标，在杂交组合16161后代群体开花株里挑选出符合目标性状的优良单株6株，分别编号为16161-1、16161-2、16161-3、16161-4、16161-5、16161-6，并与亲本进行性状比较，结果见表3、表4。

2.3.1 优良单株花朵香味 表3显示，优良单株全部遗传了双亲的香味，香味浓淡略有不同。

2.3.2 优良单株花朵数量 从表3可以看出，6个优良单株的花朵总数都高于父本PL321花朵总数（7朵），最低为14朵，最高为21朵。其中16161-1花朵总数为14朵，低于母本PL608花朵总数17.65%；16161-2、16161-3、16161-5花朵总数一致，为21朵，高于母本PL608花朵总数23.53%；16161-4、16161-6花朵总数总数一致，为19朵，高于母本PL608花朵总数11.76%，整体优于父母本。

2.3.3 优良单株花色 由表3可知，6个优良单株整体上花色为父母本花色的调和色，色泽明亮鲜艳，16161-1为纯鲜黄色，其他优良单株遗传了母本花色中的细红斑点。

表3 优良单株与亲本主要目标性状比较Table 3 Comparison of main target traits between superior individual plants and their parents

2.3.4 优良单株开花株形态 从表4可以看出，6个优良单株最小花梗长27.0 cm、最大花梗长43.0 cm，高于父本PL321的24.7 cm，大部分略高于母本PL608的31.5 cm。6个优良单株中，有3株花梗数量为3枝/株，1株花梗数量为2枝/株，2株花梗数量为1枝/株。侧枝总数大部分为1个，同父本，少于母本。花朵间距都高于父本PL321的1.6 cm，大于或等于母本的2.0 cm，最低为2.0 cm、最高为2.3 cm。叶长最小值14.0 cm、最大值21.5 cm，大部分接近母本；叶宽最小值6.2 cm、最大值7.7 cm，大部分接近父母本。由这些指标可以看出，6个优良单株整体上遗传了母本的开花株形态。

表4 优良单株与亲本开花株形态比较Table 4 Comparison of the morphology of flowering plants between superior individual plants and their parents

3 讨论

朱根发［22］指出香味基因的主要来源是紫花蝴蝶兰。叶志新等［29］指出具有香气的蝴蝶兰大多属于蜡质花瓣，如以P.venosa、P.amboinensis为亲本育成的后代花朵虽小，但花朵数多，香气浓郁且遗传性良好。俞继英等［30］以蝴蝶兰蜡质黄花品种P.Taipei Gold为母本进行杂交育种有一个突出问题是不育性障碍，但采用蜡质黄花品种P.Sara Gold为父本可培育出杂交后代群体。刘晓荣等［31］以蝴蝶兰蜡质黄花品种Phla.20与蜡质紫红花品种Phla.462杂交，培育出杂交后代群体。本研究以蜡质黄花品种PL321为父本，分别与蜡质黄花品种PL608、蜡质桔花品种390杂交，均能获得后代，其中16161（PL608×PL321）亲本性状最相近，获得后代数量多、生长势好，这与前人研究结果基本一致。

孔滢等［18］指出，花香化合物主要由植物花瓣的表皮细胞和特殊分泌组织释放，释放过程受到花发育和授粉状态、内源生物钟、环境条件等影响。李艳华等［3］认为花香的本质问题较为复杂，香味等挥发性物质的合成和释放还受到其调控模式的影响。刘晓荣等［31］以蝴蝶兰蜡质黄花品种Phla.20与蜡质紫红花品种Phla.462杂交，杂交后代70%遗传了母本的香味。本研究中16161杂交后代100%遗传亲本的香味，香味有浓淡梯度变化；16162杂交后代均没有遗传亲本香味。说明不同杂交组合香味遗传有明显差异。由于蝴蝶兰遗传背景复杂，选育出一个香味蝴蝶兰品种需要多个具有香味的原生种参与作复合杂交［22］，因此不同杂交组合香味的遗传特性还有待深入探索。

操君喜等［20］对蝴蝶兰P42×P39 F1代性状分离进行研究，发现F1代的花朵数平均值高于双亲或与双亲基本持平，呈现中亲优势。林兰［32］以蝴蝶兰大红花品种超群火鸟×R4杂交，F1代主枝花朵数少于母本、多于父本，呈现负向中亲优势；超群火鸟×R4杂交，F1代主枝花朵数多于母本和父本，呈现超亲优势。本研究中16161杂交后代花朵数量多遗传母本特性，接近母本，多于父本，多花后代占比65%；16162杂交后代花朵数量多遗传父本特性，接近父本，少于母本。结合前人研究，说明不同杂交组合花朵数量遗传有差异。

郭文姣等［33］以蝴蝶兰大红花品种大辣椒和0436为亲本，杂交后代的花瓣主色出现更多样的梯度变化，俞继英等［30］研究中，杂交后代花瓣和唇瓣的颜色基本遗传双亲的特点。本研究试验结果杂交后代花色、唇色整体上为父母本花色的调和色，深浅有梯度变化，这与前人研究结果基本一致。

肖佳佳［34］通过对芍药属杂交亲和性及杂种败育研究指出，父本花粉的育性和杂交亲和性是影响种子结实率的重要因素。本研究中16161、16162两个组合父本相同而母本不同，获得后代数量与生长势有明显差异，说明母本对后代数量和生长势也有一定影响。在后续研究中，可以PL321为主要亲本，选择合适母本，配制多类型杂交组合，筛选出更为丰富的香味多花蝴蝶兰优良单株。

李冬梅等［35］认为，蝴蝶兰花芽的发育仍需较低温度，若将其置于高温下花芽将变成营养芽。张雯［36］指出在蝴蝶兰组织培养花梗诱导丛生芽过程中，适宜温度十分重要。较低温度有利于腋芽转化为花芽，而较高温度则有利于腋芽转化为营养芽。本试验中我们发现，16161杂交组合后代群体及亲本PL321的花芽发育特性相似，在花芽发育前期需要做好环境温度调控，保持较充足低温，否则花芽容易转变为叶芽，试验结果与前人研究基本一致。

4 结论

本研究通过杂交配对，在杂交后代中筛选出6个香型多花优良单株，100%有香味，花朵数为14～21朵，小黄花，颜色鲜亮，开花株形态好。结果表明两个亲本相近的香型蝴蝶兰通过杂交，可选育出符合目标性状的香型多花蝴蝶兰优良单株。但由于蝴蝶兰香味遗传背景及机制复杂，在亲本都有香味的情况下，后代可能没有香味。蝴蝶兰PL321、PL608可为今后香型多花蝴蝶兰杂交选育亲本选配提供参考。