觀賞鳳梨雜交育種與無菌播種技術(shù)

陳 春

（福建省林業(yè)科技試驗中心，福建 南靖 363600）

觀賞鳳梨（Ornativa pineapple）是鳳梨科（Bromeliaceae）多年生的草本植物，原產(chǎn)自于中、南美洲等地區(qū)，常見種類與品種主要有珊瑚鳳梨屬（Aech-mea）、鶯歌屬（Vriesea）、果子蔓屬（Guzmania）、彩葉鳳梨屬（Neoregelia）、鐵蘭屬（Tillandsia）等.它們既能觀花，又可觀葉，具有較高的觀賞價值及經(jīng)濟價值，在國內(nèi)外的市場前景廣闊[1-3].目前，國內(nèi)的觀賞鳳梨種苗主要引自西歐的荷蘭和比利時，包括世界三大觀賞鳳梨種苗供應(yīng)商（比利時德魯仕公司、愛克索特植物公司和荷蘭康巴克公司）.這3 家公司擁有全世界90%以上的觀賞鳳梨的種質(zhì)資源，具有較為強大的育種科研力量[4].我國主要栽培的觀賞鳳梨品種約有60 多個，且大多數(shù)從國外引進.高昂的品種引進費用嚴重制約著花卉企業(yè)的發(fā)展；同時，由于新品種權(quán)的問題，導(dǎo)致國外新品種在中國的推廣受到限制，觀賞鳳梨品種在國內(nèi)普遍存在著品種陳舊、更新緩慢等狀況[4-8].因此，觀賞鳳梨雜交育種及組培快繁技術(shù)的研究工作尤為重要.自2011 年起，選取福建省林業(yè)科技試驗中心從比利時引進的多個觀賞鳳梨品種，進行種屬間雜交或自交試驗，獲得雜交果莢，通過種子無菌播種、壯苗生根等試驗研究，獲得雜種后代，探討并總結(jié)觀賞鳳梨的雜交育種及無菌播種技術(shù)，以期為國內(nèi)觀賞鳳梨新品種選育提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為福建省林業(yè)科技試驗中心從比利時引進的16 個觀賞鳳梨品種，其中鶯歌屬6 個：V.‘Cupido’、V.‘Melottle’、V.‘como’、V.‘Saturn’、V.‘Mambo’、V.‘Porto’；果子曼屬9 個：G.‘loja’、G.‘Javita’、G.‘Kronos’、G.‘Amore’、G.‘Focus’、G.‘Formax’、G.‘Alerta’、G.‘Denise’、G.‘Happiness’；鐵蘭屬1 個：T.‘sandy’.

1.2 雜交方法

1.2.1 親本選擇 選擇生長較健壯、無病蟲害，花序大且小花生長正常的植株作為父母本.根據(jù)溫室大棚栽培的觀賞鳳梨品種的花序、柱頭等實際生長的情況開展雜交授粉試驗.

1.2.2 雜交授粉（1）授粉試驗前的準備：觀賞鳳梨經(jīng)催花后，花序大約在100～120 d 時長成，選擇生長健壯、具有品種特性的花序，若是果子蔓鳳梨，則應(yīng)剪除總苞片，同時在之后的幾天，可根據(jù)花的生長情況繼續(xù)剪掉每朵花的苞片；若是麗穗鳳梨，則只需剪去小花苞片.（2）母本去雄：在開花當天早上8 點之前，輕輕將母本小花的花藥用鑷子除去，將柱頭移動至遠離花藥的位置后，用鑷子小心夾住花絲，由下至上除去花藥，保證花藥不被弄破而導(dǎo)致散粉，同時應(yīng)避免損傷柱頭.（3）花粉采集：將當日開花的父本小花的花藥收集，不同的父本，其花藥應(yīng)存放在不同的培養(yǎng)皿內(nèi)，標明編號.（4）授粉：當父本的花藥開裂，將花粉用鑷子從花粉囊中取出，均勻地涂抹在母本植株的柱頭上.授粉后，將單個雌性柱頭分別用套袋隔離，同時掛牌并在牌上寫上父母本、授粉日期.

1.3 雜交種子的采收

授粉后，應(yīng)隨時注意觀察花序生長發(fā)育的情況，觀賞鳳梨從授粉一直到果莢的成熟，一般要經(jīng)歷4～6 個月，而且不同的親本，果莢的成熟期也不同.當果莢的外觀飽滿，有光澤時，即可采收，統(tǒng)計不同雜交組合的果莢成熟時間，獲得蒴果數(shù)和結(jié)實率.結(jié)實率/%=（獲得的果莢數(shù)/雜交的花朵數(shù)）×100%.

1.4 雜交種子的無菌播種

1.4.1 外植體的消毒 以雜交果莢作為外植體，用0.1% HgCl2溶液進行消毒試驗.具體步驟：將果莢用自來水沖洗15 min，之后在超凈工作臺上待用；然后用75 %酒溶液輕輕搖晃1min，用無菌水清洗2～3遍，倒入0.1%HgCl2溶液中，輕輕搖晃20 min，最后用無菌水洗4～5 遍，切開蒴果，將種子播種在萌發(fā)誘導(dǎo)培養(yǎng)基上.

1.4.2 萌發(fā)誘導(dǎo)培養(yǎng)基的優(yōu)化 采用正交試驗的方法，通過正交設(shè)計L9(34)，基本培養(yǎng)基為1/2 MS、MS、MS（改良），設(shè)置6-BA 的濃度為0、0.5、1.0 mg·L-1；NAA 的濃度為0、0.2、0.4 mg·L-1，因子水平見表1，每個處理播種10 瓶，重復(fù)3 次，統(tǒng)計雜交種子的平均萌芽率，通過方差分析，選擇鳳梨雜交種子的萌發(fā)誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基.

表1 萌發(fā)誘導(dǎo)試驗的因子水平表

1.5 壯苗生根培養(yǎng)

將萌發(fā)的雜交后代接種到壯苗培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，本試驗以1/2 MS+0.1 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1IBA+0.2 g·L-1蛋白胨+30 g·L-1蔗糖+7.5 g·L-1瓊脂為基本培養(yǎng)基，設(shè)置不同有機添加物（80 g·L-1香蕉、80 g·L-1土豆），每個處理接種10 瓶，每個培養(yǎng)瓶接入芽苗3 株，試驗重復(fù)3 次.放置在培養(yǎng)室中30 d，觀察壯苗生根情況.

1.6 培養(yǎng)條件

以上培養(yǎng)基設(shè)置pH 值5.80，培養(yǎng)室中的光照周期為12H/12D，光照強度為2 000 Lx，溫度23～25 ℃.

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用DPS 數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種雜交對自然結(jié)實率的影響

由表2 可知，鶯歌屬間的雜交授粉比較容易成功，結(jié)實率為40.0%～60.0%，其中V.‘Melottle’×V.‘Como’結(jié)實率達60.0%；鶯歌屬×果子蔓屬、果子蔓屬×果子蔓屬、果子蔓屬×鶯歌屬、果子蔓屬×鐵蘭屬、鐵蘭屬×鐵蘭屬均未獲得蒴果，結(jié)實率均為0，這可能是由于這些品種之間雜交不親和，造成雜交授粉試驗的失敗.由表2 中可以看出，不同品種的觀賞鳳梨從授粉至果莢的成熟經(jīng)歷4～6 個月，不同雜交組合果莢成熟時間不同，應(yīng)根據(jù)果莢的成熟情況適時采摘果莢.

表2 不同觀賞鳳梨品種雜交對自然結(jié)實率的影響

2.2 雜交后花序的生長變化

對2015 年11 月23 日雜交的花序（雜交組合為V.‘Melottle’ ×V.‘Como’）進行跟蹤拍照并記錄，觀察雜交前后花序的生長變化（圖1）.觀察結(jié)果顯示，在雜交授粉后10 d，既可觀察到觀賞鳳梨花序的變化，花序開始膨大，雜交授粉后50 d 時，可看到果莢成綠色，果莢逐漸成熟；雜交5 個月時，果莢開始由綠色漸漸變?yōu)楹稚藭r果莢內(nèi)得種子基本成熟，可采摘.

圖1 花序雜交前后的生長變化

2.3 培養(yǎng)基對觀賞鳳梨種子萌發(fā)的影響

把鳳梨的雜交種子播種到萌發(fā)誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，15 d 后種子萌發(fā)出綠色的小芽點（圖2）.由正交試驗結(jié)果（表3）可知，A（基本培養(yǎng)基）、B（6-BA）、C（NAA）3 個因子對鳳梨雜交種子萌芽率的影響力大小順序為A >B >C，基本培養(yǎng)基對種子萌發(fā)的影響最大，其次是6-BA，最后為NAA.同時，由方差分析表（表4）可看出，這3 個因子對萌芽率的影響均達到極顯著.

試驗結(jié)果表明，不同的基本培養(yǎng)基與不同濃度6-BA 和NAA 組合，雜交種子萌芽率不同，適當濃度6-BA 與NAA 有利于種子的萌發(fā)誘導(dǎo)，在9 個不同處理中，平均萌芽率最高的處理為2 號，平均萌芽率為75.6%.由表3 的正交試驗結(jié)果得出，誘導(dǎo)鳳梨雜交種子萌芽的培養(yǎng)基的最佳組合是A1B2C3，即1/2 MS+0.5 mg·L-16-BA+0.4 mg·L-1NAA+30 g·L-1糖+7.5 g·L-1瓊脂.

表3 種子萌芽誘導(dǎo)培養(yǎng)正交試驗結(jié)果

表4 萌芽誘導(dǎo)培養(yǎng)正交試驗方差分析表

圖2 觀賞鳳梨雜交種子誘導(dǎo)培養(yǎng)結(jié)果（15 d）

2.4 培養(yǎng)基對組培苗壯苗生根培養(yǎng)的影響

觀賞鳳梨無菌萌發(fā)的苗比較細弱，因此將其接入添加有機添加物的培養(yǎng)基種進行壯苗培養(yǎng).從表5可判斷出添加了香蕉和土豆對觀賞鳳梨的苗增高及根長與對照組相比有顯著的差異，有機添加物對苗增高及根的生長有明顯促進作用.添加香蕉也有利于促進苗高及根長，但對苗增高的影響力不如添加土豆的培養(yǎng)基.因而，觀賞鳳梨壯苗生根培養(yǎng)基為1/2 MS+0.1 mg·L-16-BA+0.2 g·L-1蛋白胨+80 g·L-1土豆泥+30 g·L-1蔗糖+7.5 g·L-1卡拉膠，組培苗生長健壯，平均根長2.65 cm，根數(shù)4.35 條.

表5 有機添加物對觀賞鳳梨組培苗壯苗生根的影響

3 小結(jié)

本研究以16 個觀賞鳳梨的品種作為雜交育種材料，根據(jù)育種目標，選擇花色、葉形、株形、抗逆性等性狀優(yōu)良的親本開展雜交育種研究，結(jié)果顯示，鶯歌屬內(nèi)的雜交授粉比較容易成功，結(jié)實率較高（40.0%～60.0 %）；鶯歌屬×果子蔓屬、果子蔓屬×果子蔓屬、果子蔓屬×鶯歌屬、果子蔓屬×鐵蘭屬、鐵蘭屬×鐵蘭屬卻均未獲得蒴果，這可能是由于這些品種之間雜交不親和，造成雜交授粉試驗的失敗.這與周強[8]在對觀賞鳳梨雜交親和性與種子形成及萌發(fā)特性研究是一致的，雜交不親和在不同品種的觀賞鳳梨中是普遍存在的.對雜交試驗獲得的果莢進行無菌播種試驗，播種平均萌芽率達75.6%.這些試驗的結(jié)果將為今后觀賞鳳梨的育種試驗提供參考.

目前國內(nèi)在觀賞鳳梨雜交育種技術(shù)方面的研究僅有少量的報道[9-10]，本研究通過對多個的觀賞鳳梨品種開展雜交授粉、無菌播種及壯苗生根等試驗，摸索了觀賞鳳梨的雜交育種技術(shù)，優(yōu)化出雜交種子萌芽最適誘導(dǎo)培養(yǎng)基組合，為我國觀賞鳳梨新品種的選育奠定基礎(chǔ).