姜荷花杂交育种研究初报

柯玲俊，余惠文，彭方婷，林金水，陆銮眉*

（1.闽南师范大学生物科学与技术学院，福建漳州363000；2.闽台特色园林植物福建省高校重点实验室，福建漳州363000；3.福建省热带作物科学研究所，福建漳州363001）

姜荷花（Curcuma alsimatifolia）是原产于泰国的热带球根花卉.引入我国后，因其花朵独特艳丽，极具观赏性，深受消费者喜爱，同时，姜荷花的花期长，从5月一直开放到11月份，可作为鲜切花、盆栽和园林造景，具有很高的经济价值[1-2].目前我国姜荷花品种主要来源于国外引种，不仅国内姜荷花品种多样性不足，而且增加了生产成本；国内自主选育的姜荷花品种目前报道的极少，仅有“红观音”品种，源于从泰国引进的种球中发现的突变株[3].

目前国内对姜荷花研究在生理栽培和组织培养方面比较多.文献[4-6]报道了姜荷花的生长习性和栽培技术；陆銮眉（2006）[7]，仇硕（2010）[8]等报道了姜荷花种球贮藏及其鲜切花保鲜技术，这些研究为国内姜荷花产业的发展与壮大积累了理论基础.随着姜荷花市场的发展，品种成为了制约姜荷花产业发展的瓶颈之一.目前国内姜荷花育种方面的研究相对较少，本研究开展了姜荷花杂交育种，通过设计不同杂交授粉组合，筛选亲和力高的亲本，获得杂交种子，对进一步培育姜荷花新品种具有重要意义.

1 材料与方法

1.1 实验材料

本研究所用姜荷花品种源于闽南师范大学种质资源圃，共30 份资源（见表1）.姜荷花均种植于温室大棚内，生长条件、管理水平一致，进入花期后即可授粉.

表1 姜荷花品种信息Tab.1 Details of the 30 Curcuma alsimatifolia accessions

1.2 杂交授粉

姜荷花授粉于2019年7月22—27日、9月8—20日分两次进行，上午授粉，根据设计的杂交组合，分别采取父本已散粉花药，直接将其花粉涂抹在母本柱头上，因所用姜荷花品种经多年栽培，自交未见种子，或存在自交不亲和现象，且姜荷花花柱被花药所包围，去雄操作容易伤到柱头，影响授粉成功率，因此本试验授粉未进行去雄操作.授粉完毕后，套袋并做好相应标记.为提高授粉坐果率与种子发育质量，一个花序授粉花朵数在7～10朵之间.

1.3 数据收集

记录每天不同的授粉组合及其授粉的花朵数，坐果后统计每个杂交组合的结果数量，种子成熟后，统计每个组合的种子数量，统计过程中，发现病死花枝或因人为原因损失的花枝，对应的数据则从总数中扣除.选取了4 对正反交组合，采收自然晾干后，分别应用体视显微镜观察种子形态，电子天平称量种子重量，游标卡尺分别测量20粒随机抽取的种子的纵径与横径.

1.4 数据分析

采用Excel 2013软件对实验数据进行处理和分析.

2 结果与分析

2.1 姜荷花结果与种子采收

姜荷花授粉结束，果实经过20 d生长即可达到成熟果大小水平，授粉45 d后果实陆续发育成熟，种子成熟后果皮自然开裂，种子为棕色（见图1）.本试验共设计了122 个授粉组合，最终收获到27 个杂交组合种子（见表2），其中以“清迈粉”ד荷兰红”坐果率最高，为63%；“黄色梦幻”ד日出”杂交组合获得种子数最多，为1 283粒，而“尤基”ד红唇”杂交种子最少，仅有6粒.结果表明成功获得杂交种子的亲本主要有：“黄色梦幻”“桑巴”“红衣少女”“日出”“荷兰红”“白雪公主”和“清迈粉”.

图1 姜荷花杂交结果状与种子（标签牌尺寸4.5 cm×3 cm）Fig.1 Hybrid fruits and seeds of Curcuma alsimatifolia（Label size 4.5 cm×3 cm）

表2 姜荷花杂交数据统计Tab.2 Statics of hybridization

续表2

2.2 杂交种子形态特点

授粉获得杂交种子均呈肾脏形，种皮革质坚硬、表面光滑无绒毛，种孔位于种子一端（图2）.通过测量种子纵径、横径与平均百粒重（表3），结果显示不同正反交组合种子间纵径与横径均未存在显著差异，其中“荷兰红”ד红衣少女”纵径/横径最小，为1.929，种子较短，“黄色梦幻”ד红衣少女”纵径/横径最大，为2.664，种子较长.平均百粒重最大为“清迈粉”ד桑巴”，为1.039 g，平均百粒重最轻为“日出”ד黄色梦幻”，为0.624 g.

图2 姜荷花种子形态（标尺1 mm）Fig.2 Morphology of Curcuma alsimatifolia seeds（Bar 1 mm）

表3 姜荷花杂交种子特征Tab.3 Characteristic of hybrid seeds of Curcuma alsimatifolia

2.3 姜荷花杂交种子播种

杂交第一批种子于2019年9月6日采收后，9月7日未催芽直接播种，于2020年5月1日开始发芽，5月19日大量发芽，可见姜荷花种子自然休眠期可达8个月.第二批授粉的杂交种子采收后，于2020年4月14日播种，5月25日开始陆续发芽，且不同杂交组合间发芽时间可相差10～20 d，且发芽势差异显著（见图3），其中以“黄色梦幻”ד红衣少女”和“荷兰红”ד红衣少女”两个杂交组合发芽最早.

图3 姜荷花杂交苗Fig.3 Hybrids of Curcuma alsimatifolia

3 讨论

供试的30个姜荷花品种所设计的122个授粉杂交组合，最终成功获得27个组合的种子，表明供试的30份姜荷花种质资源之间的杂交亲和性存在差异.不同杂交组合之间坐果率及获得种子数差异较大，表明不同亲本的育性存在较大差异，成功获得杂交种子的亲本中，以“黄色梦幻”“桑巴”“红衣少女”“日出”“荷兰红”“白雪公主”和“清迈粉”作为亲本更容易获得杂交种子，以“红唇”作为亲本则较难获得杂交种子.在未来育种工作中，可根据本研究结果进行杂交组合设计，提高授粉成功率，获得相应数量的杂交种子.

姜荷花杂交种子采收后，如未进行催芽处理直接播种，种子休眠期可达8月之久，如次年进行播种，发芽早的组合仍需一个多月时间，而发芽较晚的组合则需2个多月的才能发芽，很大程度影响了姜荷花杂交育种的效率.且未经处理的种子发芽势相差很大，种子全部发芽时间较长，不利于苗期管理，因此姜荷花杂交种子播种宜进行催芽处理，提早打破种子休眠，提高种子发芽势.

因栽培过程中未发现姜荷花自然杂交产生的种子，因此本试验杂交过程中未进行去雄处理，但不能排除姜荷花存在一定的自交亲和性，因此后期姜荷花杂交实生苗在进行新品种选育过程中，对于候选新品种或需进行杂种鉴定，以排除实生变异的因素.本实验为姜荷花杂交育种积累了理论基础，也为姜荷花新品种选育积累了群体基础，具有重要的生产试验意义.