不同授粉方式對(duì)食用百合種間雜交結(jié)實(shí)的影響

摘要：以龍牙、卷丹、蘭州和鐵炮百合為研究材料，采用不同開花時(shí)期授粉、切割柱頭、涂抹花粉培養(yǎng)液和涂抹噻苯隆（TDZ）等授粉方法對(duì)百合進(jìn)行雜交試驗(yàn)。以蒴果結(jié)實(shí)率、蒴果膨大率、種子有胚率作為判斷指標(biāo)來研究不同雜交配組的親和性；利用體式顯微鏡檢測(cè)雜交親本花粉的生活力情況。結(jié)果表明，龍牙百合和鐵炮百合花粉的生活力均較高，其次為蘭州百合，卷丹百合花粉的生活力最低，萌發(fā)率僅為578%。龍牙×蘭州切割花柱授粉可以明顯提高蒴果的坐果率，特別是開花當(dāng)天授粉，蒴果的坐果率達(dá)885%，種子有胚率為077%；龍牙×鐵炮開花當(dāng)天常規(guī)授粉，蒴果的坐果率達(dá)429%，種子有胚率為1031%，但切割花柱授粉不能促進(jìn)其坐果；卷丹×龍牙、卷丹×鐵炮采用多種授粉方式均未能使蒴果膨大；蘭州×龍牙開花當(dāng)天常規(guī)授粉能使蒴果微膨大，但切割花柱授粉蒴果不能膨大；鐵炮×蘭州開花當(dāng)天切割花柱授粉效果較好；卷丹×蘭州開花第1、第2天常規(guī)授粉均能獲得微膨大的蒴果。切割花柱僅對(duì)某些雜交組合有效，涂抹花粉培養(yǎng)液、02% TDZ在所有參試雜交組合中均無效；龍牙×蘭州、龍牙×鐵炮的蒴果長(zhǎng)寬比均相對(duì)較小，在2～3之間。

關(guān)鍵詞：食用百合；種間雜交；授粉方式；結(jié)實(shí)性；親和性

中圖分類號(hào)： S6822+65036文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）21-0140-03

HJ14mm]

收稿日期：2016-09-02

基金項(xiàng)目：江西省科技計(jì)劃（農(nóng)業(yè)領(lǐng)域）（編號(hào)：20151BBF60050）；江西省高等學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科基礎(chǔ)研究。

作者簡(jiǎn)介：李潤(rùn)根（1966—），男，江西新余人，碩士，副教授，主要從事蔬菜栽培技術(shù)、育種研究。E-mail：13507058200@163com。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)百合育種進(jìn)行了大量的研究工作，研究對(duì)象主要集中于觀賞百合1-6]。江西省宜春市萬載縣有500多年種植龍牙百合的歷史，是我國(guó)三大食用百合基地之一，其產(chǎn)品是歷代貢品。目前，龍牙百合產(chǎn)品已暢銷日本、韓國(guó)、西歐等地，在國(guó)際國(guó)內(nèi)享有盛譽(yù)，市場(chǎng)前景十分廣闊。但目前在生產(chǎn)上存在著栽培品種退化、病害發(fā)生嚴(yán)重等問題7-8]，亟須培育優(yōu)良的百合新品種。本試驗(yàn)以食用百合（龍牙、卷丹、蘭州百合）和抗病能力強(qiáng)的觀賞百合（鐵炮百合）為主要研究材料，采用不同的授粉方式進(jìn)行授粉，對(duì)其雜交結(jié)實(shí)性的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行研究，為食用百合進(jìn)行種質(zhì)資源的創(chuàng)新，選育適合當(dāng)?shù)厥秤玫陌俸闲缕贩N提供理論依據(jù)和方法。

1材料與方法

11試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選用江西省宜春市萬載縣白水鄉(xiāng)百合基地的龍牙、卷丹、鐵炮百合種球，以及購(gòu)自甘肅省蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)的蘭州百合。于2013年10月至2016年8月種植在宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院農(nóng)學(xué)基地內(nèi)。

12試驗(yàn)方法

121花粉生活力檢測(cè)選取當(dāng)天開放的百合花蕾，取適量花藥放培養(yǎng)液中培養(yǎng)。花粉生活力測(cè)定方法參照年玉欣等的液體培養(yǎng)基法9]，體式顯微鏡下檢測(cè)花粉的萌發(fā)情況。

122授粉方法采用A1（正常柱頭授粉）、A2（切割柱頭授粉，在母本花柱基部05～10 cm處割斷后，授以新鮮的父本花粉）5-6]、A3（離體授粉）、A4涂抹花粉培養(yǎng)液（100 gL蔗糖+20 mgL硼酸+20～30 mgL氯化鈣）授粉9]]、A5涂抹02%噻苯隆（thidiazuron，簡(jiǎn)稱TDZ）10]]等方式授粉；并采用B1（開花當(dāng)天授粉）、B2（開花第2天授粉）、B3（開花第4天授粉）等不同時(shí)期授粉。開花前1天對(duì)雜交母本去雄，用錫箔紙包住柱頭以防止其他植株花粉干擾。開花當(dāng)天早晨露水干后09：00—16：00，在柱頭分泌大量黏液時(shí)將雜交父本的花粉授于母本花朵的柱頭上。授粉后為防止其他花粉的干擾繼續(xù)用錫箔紙包住母本的柱頭。

123花粉儲(chǔ)存卷丹百合雜交父本（龍牙、鐵炮和蘭州百合）均為-20 ℃低溫干燥儲(chǔ)存11]的花粉，其他均為新鮮花粉生活力良好。

13統(tǒng)計(jì)方法

蒴果的膨大程度參照李婕等的方法12]并加以改進(jìn)，分為C1（蒴果基本不膨大，授粉后成活少于16 d）、C2（蒴果微膨大，授粉后成活 16～30 d）、C3（蒴果授粉后成活31～60 d）、C4（蒴果授粉后成活60 d以上）等4個(gè)等級(jí)；授粉15 d后對(duì)雜交所得蒴果膨大情況進(jìn)行調(diào)查，記錄各級(jí)膨大程度的蒴果數(shù)，計(jì)算蒴果膨大率；當(dāng)果皮開始變黃時(shí)，采摘果實(shí)，果實(shí)采收時(shí)測(cè)量蒴果長(zhǎng)、寬、長(zhǎng)寬比及每個(gè)果實(shí)中的有胚種子數(shù)。以蒴果膨大率、種子有胚率、蒴果結(jié)實(shí)率等作為判斷雜交親和性的指標(biāo)。其中，蒴果膨大率（S）=微膨大及以上蒴果總數(shù)授粉花朵數(shù)×100%；種子有胚率=有胚種子數(shù)所獲得種子數(shù)×100%；坐果率=結(jié)實(shí)蒴果（為授粉后成活時(shí)間大于30 dJP3]的蒴果）數(shù)雜交花朵數(shù)×100%，參照雷家軍等的方法6]并稍作改進(jìn)。

2結(jié)果與分析

21雜交親本花粉的生活力

由表1可知，龍牙百合和鐵炮百合的花粉活力均較高，其次為蘭州百合，卷丹百合的花粉生活力最低，萌發(fā)率僅為578%。龍牙、鐵炮、蘭州百合均是較好的父本材料。

22不同授粉方式對(duì)雜交蒴果坐果率的影響

采用不同方式對(duì)同一雜交組合進(jìn)行授粉，其蒴果的坐果率差異較大。由表2可知，無論是開花當(dāng)天還是第4天授粉，龍牙×蘭州切割柱頭授粉均可以明顯提高蒴果的坐果率，其蒴果的坐果率分別為885%、439%；龍牙×鐵炮在開花當(dāng)天常規(guī)授粉，其蒴果的坐果率達(dá)429%，但切割柱頭授粉不能促進(jìn)其坐果；鐵炮×蘭州在開花當(dāng)天切割柱頭授粉，其蒴果坐果率達(dá)110%；其他雜交組合無論是采用A1、A2、A3、A4、A5等方式授粉，還是采用B1、B2、B3等不同時(shí)期授粉，其坐果率均較低或不坐果。

23不同授粉方式對(duì)百合種間雜交結(jié)實(shí)的影響endprint

由表3可知，龍牙×蘭州在開花當(dāng)天授粉無論是切割柱頭授粉還是常規(guī)授粉均能使蒴果膨大，膨大率分別為 885%、226%，但以切割柱頭授粉效果更好，開花第4天切割柱頭授粉，其蒴果膨大率達(dá)883%；龍牙×鐵炮在開花當(dāng)天常規(guī)授粉，其蒴果膨大率達(dá)865%，但切割柱頭授粉，其蒴果膨大率為0；鐵炮×蘭州在開花當(dāng)天切割柱頭授粉效果較好，其蒴果膨大率達(dá)824%；卷丹×蘭州在開花當(dāng)天授粉和第2天常規(guī)授粉均能使蒴果膨大，但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)植株枯萎，蒴果微膨大；卷丹×龍牙在各種接粉方式下均未膨大；卷丹×鐵炮無論是在開花當(dāng)天授粉還是第2天常規(guī)授粉蒴果均未膨大；蘭州×龍牙在開花當(dāng)天常規(guī)授粉蒴果微膨大，但切割柱頭授粉蒴果不膨大；鐵炮×龍牙在開花當(dāng)天授粉無論是常規(guī)授粉還是切割柱頭授粉均能使蒴果微膨大；龍牙×蘭州、蘭州×龍牙離體授粉均能使子房膨大，但主要是子房壁增厚，種子基本不膨大。切割柱頭僅對(duì)某些雜交組合有效，涂抹花粉培養(yǎng)液、02% TDZ在所有參試雜交組合中均無效。

24不同百合種間雜交蒴果及種子的性狀

由表4可知，龍牙×蘭州的種子有胚率為077%，龍牙×鐵炮的種子有胚率為1031%，卷丹×蘭州種子有胚率為056%，它們的蒴果長(zhǎng)寬比均都相對(duì)較小，在15～30之間。對(duì)龍牙×蘭州授粉后生長(zhǎng)37～70 d采收的304個(gè)蒴果的長(zhǎng)寬比進(jìn)行分析，生長(zhǎng)天數(shù)與蒴果長(zhǎng)寬比成負(fù)相關(guān)，相關(guān)方程為y=3788-0023x，相關(guān)系數(shù)為-0444。鐵炮×龍牙、蘭州×龍牙、鐵炮×蘭州、蘭州×鐵炮由于果齡較短，僅為 15～40 d，其蒴果長(zhǎng)寬比較大，特別是以鐵炮為母本的雜交組合，其蒴果長(zhǎng)寬比大于5。

3結(jié)論與討論

通過切割柱頭授粉與直接授粉的方式對(duì)雜交結(jié)實(shí)情況進(jìn)行比較，結(jié)果表明，切割柱頭授粉只適合龍牙×蘭州和鐵炮×蘭州，對(duì)其他雜交組合的結(jié)實(shí)效果不明顯。龍牙×蘭州通過切割柱頭授粉，其坐果率、蒴果膨大率均較高，但種子有胚率較低，這是由于百合雜交授粉后，產(chǎn)生的蒴果常常存在假膨大現(xiàn)象，即果實(shí)膨大較好卻無有胚種子產(chǎn)生或產(chǎn)生數(shù)量極少，因此，蒴果的膨大程度不能準(zhǔn)確反映雜交親和性程度，只能作為外觀指標(biāo)加以參考，而種子有胚率能說明問題13]，這與孫曉梅等的結(jié)論14]一致。蒴果長(zhǎng)寬比與果齡有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，果齡較小時(shí)，蒴果長(zhǎng)寬比較大，試驗(yàn)中龍牙×蘭州的蒴果長(zhǎng)寬比比龍牙×鐵炮的大，但其種子有胚率較低，這與李婕等的結(jié)論12]不相符，蒴果長(zhǎng)寬比是否與切柱授粉有關(guān)有待進(jìn)一步研究。

不同時(shí)期授粉時(shí)，對(duì)所有參試組合在開花第1天與第2天授粉差異不大，但龍牙×蘭州在開花第4天切柱授粉坐果率較高，是否與其柱頭可授性在開花第4～第6天最強(qiáng)（李潤(rùn)根等，待發(fā)表）有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

龍牙百合花柱長(zhǎng)約12 cm，蘭州百合花柱較短，約為 4 cm，雜交時(shí)采用切割柱頭授粉可以提高其坐果率。當(dāng)父本花柱長(zhǎng)度小于母本時(shí)，父本的花粉管長(zhǎng)度不夠常常是雜交不成功的關(guān)鍵因素，這種情況下采用切割柱頭的授粉方法可以提高雜交的坐果率，這與李婕等的結(jié)論12]一致。龍牙×蘭州在切割柱頭授粉時(shí)種子有胚率較低，這與邵楊等的研究結(jié)果15]相符，是否因?yàn)椴捎们懈钪^授粉致使花粉管在花柱切口及子房中發(fā)生不同程度的無向性生長(zhǎng)、龍牙×蘭州在開花第CM（25]4天常規(guī)授粉是否比切割柱頭授粉其種子有胚率更高、如何提高其種子有胚率均有待進(jìn)一步研究。母本為蘭州、卷丹、鐵炮時(shí)，因果實(shí)發(fā)育時(shí)期溫度過高造成植株枯死，導(dǎo)致蒴果過早枯萎，未能獲得果實(shí)，建議通過改進(jìn)栽培措施提早開花時(shí)期，為蒴果創(chuàng)造一個(gè)良好的成熟環(huán)境。

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