不同授粉方式對亞洲百合與東方百合種間雜交結(jié)實(shí)的影響

雷家軍，賀衛(wèi)麗，趙 艷

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，沈陽 110866）

百合是重要的觀賞球根花卉，百合新品種培育絕大多數(shù)來源于遠(yuǎn)緣雜交育種[1]。20世紀(jì)初，以荷蘭和美國為中心開展的百合育種工作，已培育出大量花色艷麗、花型優(yōu)美的新品種[2-5]。我國百合育種工作起步較晚[6-8]。培育適應(yīng)本土環(huán)境條件、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新品種是目前我國百合育種的一項(xiàng)重要任務(wù)。亞洲百合花色豐富、花姿多樣、植株挺拔，具有很高的觀賞價(jià)值，但無香味[9]；東方百合花朵碩大，花型美麗，對缺光的敏感性不強(qiáng)，具濃郁的芳香氣味[10]。亞洲百合與東方百合遠(yuǎn)緣雜交不易取得成功[11]，Chi等通過胚培養(yǎng)首次獲得OA雜交種[12]，荷蘭育種專家已經(jīng)培育出OA雜交百合新品種[13]，但國內(nèi)外AO型雜交尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)研究不同授粉方法對亞洲百合與東方百合正反交結(jié)實(shí)的影響，旨在融合兩者在花色、香味、抗性等方面的優(yōu)良性狀，培育出更高觀賞性的百合新品種。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料包括亞洲百合雜種系4個(gè)品種：布魯拉諾（Brunello）、穿梭（Tresor）、耀眼（Dazzling）和多安娜（Pollyanna），東方百合雜種系2個(gè)品種：西伯利亞（Siberia）和索邦（Sorbonne）。試驗(yàn)于2013年6～10月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉基地進(jìn)行，通過調(diào)節(jié)溫室種植時(shí)間使不同品種花期相遇。

1.2 方法

1.2.1 花粉生活力測定

選取含苞待放的花蕾，取出花藥放在硫酸紙疊成的小盒里，置于陰涼干燥處自然散粉24 h，收集備用?；ǚ凵盍y定方法參照年玉欣等液體培養(yǎng)基法[14]。采用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Duncan's多重比較法檢驗(yàn)差異顯著性。

1.2.2 雜交育種

開花前一天對欲授粉母本進(jìn)行去雄套袋，于上午8點(diǎn)至10點(diǎn)進(jìn)行授粉。采用5種授粉方法進(jìn)行授粉：①常規(guī)授粉，開花當(dāng)天直接在柱頭上授以父本花粉；②切割柱頭授粉，在母本花柱基部0.5 cm處割斷花柱，并在斷面中間縱切0.2 cm深，將縱裂縫撐開授粉；③NAA處理后授粉，用0.1 mg·L-1NAA涂抹柱頭后授粉；④花粉培養(yǎng)液處理后授粉，用蔗糖100 g·L-1+H3BO310 mg·L-1+CaCl210 mg·L-1花粉培養(yǎng)液處理后授粉；⑤切割柱頭+花粉培養(yǎng)液授粉，綜合方法②和方法④進(jìn)行。每種授粉方法雜交30朵花以上，授粉后掛牌套袋，注明雜交組合、日期和方法。授粉后7 d摘除紙袋，并開始觀察子房生長發(fā)育情況。30 d后，調(diào)查蒴果大小、膨大率、結(jié)實(shí)率及種子有胚率。蒴果膨大率（%）=半膨大以上蒴果數(shù)/授粉花朵數(shù)×100%；蒴果結(jié)實(shí)率（%）=結(jié)實(shí)蒴果數(shù)/雜交花朵數(shù)×100%；種子有胚率（%）=有胚種子數(shù)/種子數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交親本花粉生活力測定

由表1可知，索邦花粉活力最高，其次是多安娜、布魯拉諾和西伯利亞，4個(gè)品種間的花粉生活力存在極顯著差異，穿梭和耀眼花粉生活力差異不顯著，且均極顯著低于其他4個(gè)品種。

2.2 不同授粉方式對亞洲百合與東方百合正反交結(jié)實(shí)的影響

由表2可知，亞洲百合與東方百合雜交親和性很差。采用常規(guī)授粉方法對亞洲百合與東方百合進(jìn)行正反交，只有索邦×布魯拉諾、索邦×穿梭、索邦×多安娜、布魯拉諾×索邦和布魯拉諾×西伯利亞5個(gè)組合得到雜交蒴果，而且種子有胚率普遍很低，最高為索邦×多安娜組合（6.51%），最低為索邦×穿梭組合（0.95%）。以索邦為母本的雜交組合中，種子有胚率依次為索邦×多安娜（6.51%）＞索邦×布魯拉諾（4.13%）＞索邦×穿梭（0.95%），蒴果長/寬比值依次為索邦×多安娜（2.09）＜索邦×布魯拉諾（2.35）＜索邦×穿梭（3.10）；以布魯拉諾為母本的雜交組合中，種子有胚率為布魯拉諾×西伯利亞（4.85%）＞布魯拉諾×索邦（2.88%），蒴果長/寬比值為布魯拉諾×西伯利亞（3.11）＜布魯拉諾×索邦（3.38）。說明在同一母本雜交組合中，雜交蒴果長/寬比值越小，有胚率越高，雜交親和性越好。

切割柱頭授粉對以東方百合為母本的雜交組合結(jié)實(shí)有一定促進(jìn)作用（見表3）。效果最明顯的是索邦×多安娜，蒴果膨大率從常規(guī)授粉的23.3%提高到40.0%；蒴果結(jié)實(shí)率從3.3%提高到30.0%。其次是西伯利亞×布魯拉諾和西伯利亞×多安娜，結(jié)實(shí)率分別從0提高到10.0%和8.6%。但切割柱頭授粉對以亞洲百合為母本的雜交組合作用不明顯，結(jié)果見表4。由表3、4可知，相對于切割柱頭授粉方法，切割柱頭+花粉培養(yǎng)液處理授粉更有利于雜交的結(jié)實(shí)，在索邦×布魯拉諾中，蒴果膨大率由切割柱頭授粉的33.3%提高到43.3%，結(jié)實(shí)率由20.0%提高到33.3%。

花粉培養(yǎng)液處理后授粉可以使不同組合的雜交結(jié)實(shí)率普遍得到提高。在布魯拉諾×索邦、布魯拉諾×西伯利亞以及多安娜×西伯利亞組合中，花粉培養(yǎng)液處理后授粉結(jié)實(shí)率分別達(dá)最高值40.0%、33.3%和26.7%（見表4），試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，以NAA處理后授粉對雜交蒴果膨大率和結(jié)實(shí)率無顯著影響，甚至在部分雜交組合中出現(xiàn)阻礙作用，在索邦×布魯拉諾組合中蒴果膨大率由常規(guī)授粉的23.3%降低到16.7%；索邦×穿梭采用NAA處理后授粉結(jié)實(shí)率從3.3%下降到0。

表1 亞洲百合和東方百合不同品種的花粉生活力Table1 Germination rates of pollens of Asiatic and Oriental lily hybrids

表2 亞洲百合與東方百合常規(guī)授粉雜交結(jié)實(shí)情況Table2 Fruit setting of interspecific crosses between Asiatic and Oriental lily hybrids with conventional pollination

表4 亞洲百合為母本與東方百合種間雜交不同授粉方法結(jié)實(shí)情況Table4 Fruit setting of Asiatic lily hybrids×Oriental lily hybrids with five pollination methods

3 討論與結(jié)論

遠(yuǎn)緣雜交是百合種質(zhì)創(chuàng)新的有效途徑之一，但雜交不親和性是遠(yuǎn)緣雜交育種過程中遇到的最大障礙[15-17]。其原因是花粉不能萌發(fā)或者花粉管在花柱里的伸長受到抑制[18]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，東方百合雜種系和亞洲百合雜種系的親和性很差，采用常規(guī)方法授粉，16個(gè)組合中只有5個(gè)組合得到雜交蒴果，且有胚率普遍較低。van Tuly等研究認(rèn)為，不同雜交組合以及相同親本正反交的結(jié)實(shí)率也存在明顯差異[15]。因此，可以通過試驗(yàn)篩選不同雜交親本及利用正反交提高雜交親和性。本試驗(yàn)中，以亞洲百合雜種系2個(gè)品種穿梭和耀眼為母本與東方百合雜種系品種雜交時(shí)，5種授粉方法均未得到雜種胚，呈現(xiàn)雜交不親和。同時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)，雖然這4個(gè)組合均未得到有胚種子，但蒴果仍有明顯膨大，且蒴果膨大率較高，表明僅靠蒴果膨大率不能準(zhǔn)確判斷雜交親和性，這與羅建讓等試驗(yàn)結(jié)果一致[17-19]。

切割柱頭授粉法被認(rèn)為是最有效克服百合雜交受精前障礙的方法[22]，但其受雜交組合親本的影響較大，不同親本組合促進(jìn)效果差異較大。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，切割柱頭授粉對以花柱較長的東方百合作母本的雜交組合結(jié)實(shí)率有促進(jìn)作用，克服西伯利亞×布魯拉諾及西伯利亞×多安娜兩個(gè)組合的雜交不親和，而對以花柱較短的亞洲百合作母本（布魯拉諾×索邦）的雜交組合則沒有明顯促進(jìn)作用、甚至產(chǎn)生抑制作用，其原因是切割柱頭后缺乏花粉萌發(fā)所需的柱頭分泌物。本試驗(yàn)采用切割柱頭再涂抹花粉培養(yǎng)液處理后授粉，結(jié)果表明更有利于雜交結(jié)實(shí)。陳瓊等研究認(rèn)為，柱頭上涂抹花粉培養(yǎng)液有利于促進(jìn)種內(nèi)和種間組合的結(jié)實(shí)[18]。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，花粉培養(yǎng)液處理可使雜交結(jié)實(shí)率普遍得到提高，與其研究結(jié)果一致，可能是花粉培養(yǎng)液處理提供了花粉在異種柱頭上萌發(fā)所需的適宜條件。采用NAA處理可使蒴果膨大程度提高，但對蒴果結(jié)實(shí)率無顯著影響。

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