不同授粉方法在草莓遠緣雜交上的應用

楊仕品，鐘霈霖，喬 榮

（貴州省園藝研究所，貴州貴陽550006）

不同授粉方法在草莓遠緣雜交上的應用

楊仕品，鐘霈霖＊，喬 榮

（貴州省園藝研究所，貴州貴陽550006）

為了更好地開展草莓遠緣雜交育種，以栽培品種紅頰、章姬和野生種黃毛草莓為研究對象，采取不同的授粉方法，研究克服草莓種間雜交不親和的育種措施。結(jié)果表明：花粉萌發(fā)液涂抹柱頭，草莓種間雜交有效授粉率提高80．0%～83．3%，雜種后代發(fā)芽率提高26．1%～32．6%，與其他幾種處理方法的效果達極顯著差異。其次，2，4－D涂抹柱頭的效果較佳，有效授粉率和發(fā)芽率分別達73．3%～76．7%和10．1%～12．2%。

草莓；遠緣雜交；授粉率；發(fā)芽率

草莓（Fragaria ananassa Duch．）為薔薇科（Rosaccae）草莓屬（Fragaria）宿根性多年生常綠草本植物，在貴州栽培面積越來越廣，目前已超過1 100hm2［1］。主栽品種為章姬、紅頰等日系品種和法蘭帝等歐美品種，貴州自育品種黔莓一號、黔莓二號市場占有率呈逐年遞增趨勢。為適應市場的需求，國內(nèi)外對草莓新品種創(chuàng)新作了大量工作，雜交育種是主要的手段。但隨著育種工作的深入開展，植物種內(nèi)的遺傳資源也日益枯竭，現(xiàn)在已感到栽培種內(nèi)的基因資源貧乏，有些目標特征、特性在栽培品種中已很難找到。而野生種在嚴酷的生存競爭和自然選擇條件下恰恰保留和積累了一些優(yōu)良的特征和特性［2－4］。

野生草莓在提高栽培品種抗逆性、抗病性、芳香性、固形物含量等方面有較大潛力，因此國內(nèi)外諸多學者進行了草莓種間雜交以獲得新類型新品種［5－6］。但具有優(yōu)良性狀的2倍體野生種草莓在染色體倍性上與8倍體栽培種風梨草莓存在很大差異。因此，采用直接雜交方法把2倍體野生種的特性結(jié)合到8倍體栽培種中往往難以實現(xiàn)，出現(xiàn)了雜交不結(jié)實、雜交種種子不發(fā)芽、幼苗死亡、雜交種不育或育性太低等不良現(xiàn)象［7－12］。為探索克服草莓種間雜交出現(xiàn)的不親和問題，筆者對紅頰、章姬與黃毛草莓的雜交授粉方法進行了研究，以期為日后解決草莓野生種與栽培種雜交不育現(xiàn)象提供理論基礎。

1材料與方法

1．1試驗材料

栽培品種采用生產(chǎn)上常用的紅頰、章姬2個品種，野生草莓用貴州野生種黃毛草莓。試驗材料均由貴州省園藝研究所草莓種植資源圃提供。

1．2試驗藥劑

5%蔗糖溶液；0．1%NAA溶液；0．01%2，4－D溶液；花粉萌發(fā)液：蔗糖5%，0．01%KNO3，0．02% MgSO4，0．01%H3BO3，0．03%Ca（NO3）2，pH 5．6。

1．3試驗方法

試驗材料同時期栽入大棚中，以促成野生種草莓與栽培種草莓花期基本一致，便于開展人工授粉處理。

先將試驗植株的頂花蕾去雄，套袋，再進行人工授粉。授粉時間為2011年4月初到4月中旬，果實采收期為當年5月中旬到6月初。授粉時采用以下7種處理方法：常規(guī)授粉，即將花粉直接涂抹在去雄植株的柱頭上；延遲授粉，即去雄后分別延遲3～6d再授粉；高溫時段授粉，即選擇在晴天中午大棚溫度在37～38℃時進行人工授粉；栽培品種混合花粉授粉，即將紅頰、章姬的花粉充分混合后再對野草莓去雄植株授粉；糖液涂抹柱頭后授粉；NAA涂抹柱頭后授粉；2，4－D涂抹柱頭后授粉；花粉萌發(fā)液涂抹柱頭后授粉。以常規(guī)授粉處理的植株為對照，每個處理樣本在田間隨機選擇，30個重復。

2結(jié)果與分析

2．1不同授粉方法草莓遠緣雜交的有效授粉率

由表1看出，野生草莓作母本，栽培種草莓作父本進行雜交時，有效授粉率普遍偏低。野生草莓×紅頰：延遲授粉3d的為56．7%，延遲授粉4d的為50%，延遲授粉5d的為40%，延遲授粉6d的為20%；高溫時段授粉的為43．3%；糖處理的為66．7%；NAA處理的為73．3%；2，4－D處理的為76．7%；混合花粉處理的為50%；花粉萌發(fā)液處理的為83．3%。野生草莓×章姬：延遲授粉3d的為55%，延遲授粉4d的為46．7%，延遲授粉5d的為33．3%，延遲授粉6d的為23．3%；高溫時段授粉的為33．3%；糖處理的為40%；NAA處理的為60%；2，4－D處理的為73．3%；混合花粉處理的為50%；花粉萌發(fā)液處理的為80%。

通過以上7種措施處理后，兩者之間有效授粉率比對照均得以不同程度的提高（延遲授粉6d的除外）。野生草莓×紅頰的平均有效授粉率達56．0%，比對照提高52．6%，差異達到極顯著水平；野生草莓×章姬的平均有效授粉率達49．5%，比對照提高85．4%，差異達到極顯著水平。以2個栽培種作父本的雜交授粉率均以用花粉萌發(fā)液處理柱頭的為最高，分別達83．3%和80．0%，比對照提高的幅度也最大，分別達127．0%和199．6%。

2．2不同授粉方法草莓遠緣雜種后代的發(fā)芽率

由表1還看出，野生草莓作母本，栽培種草莓作父本進行雜交時，F(xiàn)1代種子的發(fā)芽率普遍很低。野生草莓×紅頰：延遲授粉3d的為7．9%，延遲授粉4d的為9．2%，延遲授粉5d的為12．6%，延遲授粉6d的為9．8%；高溫時段授粉的為3．4%；糖處理的為6．3%；NAA處理的為7．8%；2，4－D處理的為10．1%；混合花粉處理的為9．7%；花粉萌發(fā)液處理的為26．1%。野生草莓×章姬：延遲授粉3d的為6．4%，延遲授粉4d的為8．9%，延遲授粉5d的為5．6%，延遲授粉6d的為10．4%；高溫時段授粉的為12．4%；糖處理的為7．7%；NAA處理的為9．1%；2，4－D處理的為12．2%；混合花粉處理的為6．7%；花粉萌發(fā)液處理的為32．6%。

通過以上7種措施處理后，兩者之間F1代種子發(fā)芽率比對照均得以不同程度的提高。野生草莓×紅頰F1代種子的平均發(fā)芽率達10．3%，比對照提高212．1%，差異達極顯著水平；野生草莓×章姬F1代種子的平均發(fā)芽率達11．2%，比對照提高433．3%，差異達極顯著水平。以2個栽培種作父本的F1代種子發(fā)芽率均以用花粉萌發(fā)液處理柱頭的為最高，分別達10．3%和11．2%，比對照提高的幅度也最大，分別達691．0%和1 452．0%。

表1 不同授粉方法草莓遠緣雜交的有效授粉率與后代發(fā)芽率Table 1 Effective pollination rate and their offspring germination rate of different pollination methods in distant hybridization of strawberry

表2 栽培品種與野生草莓的正反交結(jié)果Table 2 Results of reciprocal crosses between different cultivated strawberry varieties and wild strawberry

2．3草莓遠緣雜交的正反交結(jié)果

由表2看出，在常規(guī)授粉條件下，正反交能顯著影響草莓遠緣雜交的結(jié)果。有效授粉率分別為紅頰×野生66．7%，野生×紅頰33．3%；章姬×野生73．3%，野生×章姬26．7%。F1代種子發(fā)芽率分別為紅頰×野生28．1%，野生×紅頰2．6%；章姬×野生25．4%，野生×章姬1．1%。由此可見，當用栽培種作母本時，有效授粉率和F1代種子的發(fā)芽率均顯著高于用野生種作母本的結(jié)果。紅頰作母本時，2個指標分別比野生種作母本的提高100．3%和980．8%，差異達極顯著水平；章姬作母本時，2個指標分別比野生種作母本的提高174．5%和220．9%，差異達極顯著水平。

3小結(jié)與討論

1）試驗的7種處理方法均能顯著提高草莓遠緣雜交的有效授粉率和F1代種子的發(fā)芽率，尤其以花粉萌發(fā)液處理的結(jié)果最佳，2，4－D處理次之。各處理對提高有效授粉率和F1代種子發(fā)芽率與用不同的栽培種作父本無較大差異。

2）延遲授粉處理中，以延遲3～4d較好，延遲5～6d有效授粉率則大幅下降，甚至低于對照。這可能是由于柱頭暴露的時間過長，器官受損導致其感受能力減弱，授粉效果變差。

3）糖液和外源激素涂抹柱頭對提高草莓遠緣雜交親和力比較有效，尤其是以糖液和營養(yǎng)元素混合后（花粉萌發(fā)液）涂抹柱頭，效果大為改善。這應該與增加了花粉萌發(fā)所需的多種營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，提高了花粉的活力，幫助花粉管突破障礙，向子房伸長，能正常完成受精過程。

4）當用栽培種草莓作母本，野生種草莓作父本進行雜交時，有效授粉率和F1代種子的發(fā)芽率能比反交時的結(jié)果有顯著的提高，這說明草莓栽培種接受外來花粉的能力要比野生種的強，在今后的遠緣雜交研究中可以有所傾向。

5）本試驗中，花粉萌發(fā)液對提高草莓遠緣雜交有效授粉率和F1代種子的發(fā)芽率與對照相比效果十分明顯，但最高發(fā)芽率也只達32．6%，說明草莓遠緣雜種后代發(fā)育的障礙還相當嚴重，在方法上還需要進一步探索研究。

［1］鐘霈霖，王天文，喬 榮．貴州草莓生產(chǎn)及發(fā)展對策［J］．貴州農(nóng)業(yè)科學，2002，30（6）：64－65．

［2］劉忠松，官春云．油菜遠緣雜交育種的主要障礙及克服方法［J］．作物研究，1995（6）：41－47．

［3］雷家軍，代漢平，鄧明琴，等．草莓種間雜交的研究［J］．園藝學報，2002，29（6）：519－523．

［4］邢少辰，周開達，蔡玉紅．植物遠緣雜交的研究［J］．吉林農(nóng)業(yè)科學，2000，25（4）：18－21．

［5］董 靜，張運濤，王桂霞，等．五葉草莓與鳳梨草莓種問雜交F1代的形態(tài)學及SSR標記鑒定［J］．西北農(nóng)業(yè)學報，2010，19（11）：145－148．

［6］雷家軍，楊 高，代漢平，等．我國的草莓野生種質(zhì)資源［J］．果樹科學，1997，14（3）：198－200．

［7］馬鴻翔，陳佩度．黃毛草莓與鳳梨草莓種間雜種的獲得及其細胞遺傳學分析［J］．中國農(nóng)業(yè)科學，2004，37 （12）：1966－1970．

［8］馬鴻翔，陳佩度，余桂紅．黃毛草莓、東北草莓與鳳梨草莓種間雜交種的胚拯救［J］．江蘇農(nóng)業(yè)學報，2003，19（1）：37－40．

［9］馬鴻翔，陳佩度．草莓屬低倍性野生資源在育種中利用的研究進展［J］．果樹學報，2003，20（4）：305－309．

［10］雷家軍，譚昌華，代漢萍，等．草莓五倍體種間雜種的獲得及回交研究［J］．吉林農(nóng)業(yè)大學學報，2010，32 （3）：284－288．

［11］葛會波，雷家軍，郭振懷．草莓屬植物染色體觀察及種間雜交研究初報［J］．河北農(nóng)業(yè)大學學報，1997，20 （3）：56－60．

［12］雷家軍，代漢萍，葛會波，等．草莓六倍體種間雜種及其回交研究［J］．園藝學報，2004，31（4）：496－498．

（責任編輯：劉忠麗）

Application of Different Pollination Methods in Distant Hybridization of Strawberry

YANG Shipin，ZHONG Peilin＊，QIAO Rong
（Guizhou Horticultural Institute，Guiyang，Guizhou550006，China）

The effects of different pollination methods on effective pollination rate and offspring germination rate in distant hybridization of strawberry were studied to overcome the interspecific incompatibility and further develop distant hybridization in breeding of strawberry．Results：The pollination method of smearing pollen germination liquid on stigma can increase by 80．0%～83．3%of the effective pollination rate and 26．1%～32．6%of the offspring germination rate in interspecific hybridization of strawberry，which is very significantly higher than other pollination methods．The effect of smearing stigma with 2，4－D is better，and the effective pollination rate and offspring germination rate reach 73．3%～76．7%and 10．1%～12．2%respectively．

strawberry；distant hybridization；pollination rate；germination rate

S668．4

A

1001－3601（2016）02－0051－0007－03

2015－08－05；2015－12－29修回

貴州省農(nóng)業(yè)科學院研究生科研創(chuàng)新基金項目“克服草莓種間雜交障礙的方法研究”［黔農(nóng)科合（創(chuàng)新基金）09011］；貴州省農(nóng)業(yè)科學院基金項目“不同基因型草莓離體葉片高頻再生體系的建立”［黔農(nóng)科合（基金）09018］；貴州省年度農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目“大棚草莓、葡萄復合式高效栽培技術(shù)研究”［黔科合NY字（2012）3085］

楊仕品（1980－），男，副研究員，碩士，從事果樹栽培技術(shù)與選育研究。E－mail：yspii．123．net＠163．com

＊通訊作者：鐘霈霖（1966－），女，研究員，從事草莓育種及栽培技術(shù)研究。E－mail：zpl2007＠qq．com