鮮食葡萄雜交種子萌發率與親本及親本組合的關系分析

譚敏 李曉梅 賀晉瑜 劉政海 董志剛 黃麗萍 荀志麗 王敏 馬小河 趙旗峰

收稿日期：2023-12-26中文收稿日期

基金項目：現代農業產業技術體系國家葡萄產業技術體系（CARS-29-yc-5）；山西農業大學生物育種工程項目（YZGC032）

第一作者簡介：譚? 敏（1987-），女，碩士，助理研究員，主要從事葡萄栽培生理及遺傳育種研究。E-mail：min.tan@sxau.edu.cn

*通信作者：趙旗峰（1975-），男，研究員，碩士導師，主要從事葡萄遺傳育種及種質資源鑒定評價研究。E-mail：gssqfzhao@163.com

摘? 要：【目的】常規雜交育種是葡萄新品種選育的重要方法，通過對15年的鮮食葡萄育種資料進行整理匯總，分析研究不同倍性親本選擇及不同親本雜交組合配置與雜交種子萌芽率之間的關系，為鮮食葡萄育種實踐工作提供參考和借鑒。【方法】以山西農業大學果樹研究所2003—2018年間進行常規雜交的45個鮮食葡萄組合為研究對象，對其親本選擇、雜交組合配置和雜交種子萌發率等進行分析?！窘Y果】1）不同倍性親本選擇及不同親本組合配置，雜交種子萌發率不同。2）以‘瑰寶作為父本時，雜交種子的萌發率高。3）45個雜交組合中，不同年份、相同父母本雜交種子萌發率不同。4）45個雜交組合中，玫瑰香和紅地球是良好的母本材料；瑰寶是良好的父本材料；美人指不是理想的親本材料?！窘Y論】選擇二倍體品種做母本與四倍體品種雜交比用四倍體品種做母本與二倍體品種雜交時更容易獲得種子；以四倍體為父母本時，很難得到雜交后代。

關鍵詞：鮮食葡萄；親本組合；雜交種子萌發率

文章編號：2096-8108（2024）02-0001-06? 中圖分類號：S663.1? 文獻標識碼：A

Relationship Analysis of Hybrid Seed Germination Rate of Fresh Grape with Parent and Its Combination

TAN? Min，LI? Xiaomei，HE? Jinyu，LIU? Zhenghai，DONG? Zhigang，HUANG? Liping，XUN? Zhili，WANG? Min，MA? Xiaohe，ZHAO? Qifeng*

（Pomology Institute， Shanxi Agricultural University， Taiyuan Shanxi 030031，China）

Abstract：【Objective】Conventional cross-breeding is an important method for the selection of new grape cultivars. The relationship between different ploidy parents were analyzed by the configuration of different parent hybrid combinations， and the germination rate of hybrid seeds of 15 years on table grape breeding，which provided reference for the practical work of table grape breeding. 【Methods】The 45 combinations of table grape were collected between 2003 to 2018， which grown in the breeding vineyards of Pomology Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences. The selection of parents， hybrid combination configuration and hybrid seed germination rate were analyzed. 【Results】1）The germination rate of hybrid seeds was different in different ploidy parents selection and combination disposition. 2） The germination rate of hybrid seeds was high when ‘GuiBao was used as the male parent. 3）Among the 45 cross combinations， the seed germination rate of different years and the same parents were different. 4）Among the 45 cross combinations， Muscat Hamburg and Red Globe were good female materials， Guibao was a good paternal materials， and Meirenzhi was not an ideal parental materials. 【Conclusion】It is easier to obtain seeds by crossing diploid cultivars as a female parent than tetraploid cultivars as female parent with diploid cultivars. It is difficult to obtain offspring by crossing tetraploid cultivars as parents.

Keywords：table grape; parent combinations; germination rate of hybrid seeds

葡萄是我國的大宗果樹樹種之一。據國家統計局統計，2021年我國葡萄栽培產量達到1 419.54萬t，位居柑桔、蘋果、梨之后排第4位［1］。培育優良品種是葡萄產業健康可持續發展的基礎。20世紀50年代末60年代初至今，我國已經自主育成了402個葡萄新品種，其中，育種技術以傳統雜交育種方式為主，共有269個新品種，育成品種中鮮食葡萄占82.8%［2］。目前，我國自主選育的一系列名優鮮食葡萄品種已應用于生產并形成一定規模，如：香妃、京早晶、早黑寶、巨玫瑰、無核翠寶、戶太八號、醉金香、天工墨玉、澤香、鄭州早紅、紫甜無核、新雅和新郁等［3-5］。盡管如此，我國大面積栽培的巨峰、紅地球、夏黑、金手指、紅巴拉多、陽光玫瑰等鮮食葡萄品種均來源于國外引種［6］。因此，我們有必要加大葡萄育種工作力度，逐步縮短與國外發達地區育種工作的差距。

截至目前，我國鮮食葡萄的育種方向主要集中在大粒、抗病、早熟、耐貯運、無核和具有香味等方面［7］。育種方式仍以常規雜交為主，并且結合葡萄特定育種目標輔以化學誘變、胚挽救和分子標記輔助育種等技術手段。陳俊等［8］將二倍體瑰寶與二倍體早玫瑰的雜交種子用秋水仙素進行誘變處理，通過連續多年細胞學顯微鏡鏡檢和田間選擇育成了歐亞種四倍體葡萄新品種早黑寶。蔣愛麗等［9］以二倍體無核品種喜樂為母本與四倍體品種巨峰雜交，經胚離體挽救培養育成滬培1號。潘學軍、紀薇、王剛和路鳳珍等［10-13］對葡萄胚挽救苗移栽技術進行了研究，發現適齡健壯胚挽救苗蘸取適量生根粉并移栽至配比合適的營養基質中煉苗能提高葡萄胚挽救苗成活率。郭海江等［14］利用葡萄無核、抗黑痘病和抗炭疽病基因標記，對多個胚挽救雜交后代進行了抗病性輔助選擇。張劍俠等［15］利用無核分子標記對胚挽救雜交后代進行早期鑒定，從中篩選出了無核雜種。前人關于鮮食葡萄育種方式和育種技術手段等作了大量研究，而關于雜交種子的形成及萌發等方面的研究比較少。以有性繁殖為主的植物，其種子發育、成熟以及由種子轉化成幼苗的過程是雜交育種工程中最關鍵的環節，直接決定了種群能否實現更新和壯大［16］。通過對15年的鮮食葡萄育種資料進行整理匯總，分析研究不同倍性親本選擇及不同親本雜交組合配置與雜交種子萌芽率之間的關系，為今后進一步有效開展鮮食葡萄育種實踐工作提供參考和借鑒，以便提高育種效率，加速育種進程。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗材料選自山西農業大學果樹研究所葡萄種質創制與利用創新團隊育種圃。選取了2003—2018年的45個鮮食葡萄雜交組合種子萌發率進行研究。其中，雜交親本組合代號為年份加當年雜交組合排列序號（見表1）。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 種子層積處理

試驗數據采集于2003年—2018年，在當年10月份于葡萄果實成熟期采下果實，放于陰涼干燥處貯存后熟；11月份取出浸泡，人工搓掉其果肉、果皮，將種子表面褐膜洗脫后晾干，用清水漂洗數次，沖洗干凈后于室內自然風干；12月底進行層積處理。

1.2.2? 種子催萌

每年3月下旬取出沙藏層積的種子，清水沖洗干凈后，在溫度25℃、濕度50%的氣候箱中進行催芽。催芽期間，每天用自來水沖洗一次，以防止種子發霉和保濕，以種子開裂露白或長根為萌芽標準記下不同雜交組合當天發芽的種子數，最終根據累計發芽種子數，計算種子萌芽率。

1.3? 統計分析

利用Excel 2019進行數據分析。

雜交種子萌發率=發芽種子粒數÷種子總粒數×100%

2? 結果與分析

2.1? 二倍體與二倍體葡萄雜交其雜交種子萌芽情況

24個二倍體雜交組合雜交種子萌發情況如表2所示。不同年份不同親本組合的雜交種子萌發率為5.89%～91.86%，平均值為39.31%。以瑰寶為父本的6個雜交組合種子萌發率為32%～91.86%，平均值為73.07%；其中，美人指×瑰寶（2013-14）雜交種子萌發率最低為32%。以瑰寶為母本的14個雜交組合種子萌發率為5.89%～51.89%，平均值為23.13%，較以瑰寶為父本時的雜交種子萌發率低；其中，以無核葡萄品種為父本時，8個雜交組合種子萌發率平均值為28.40%；以有核葡萄品種為父本時，6個雜交組合種子萌發率平均值為19.31%，較以無核葡萄為父本時種子萌發率低，其中又以瑰寶×美人指的雜交種子萌發率分最低，平均值為12.90%。以克瑞森無核為父本的4個雜交組合：玫瑰香×克瑞森無核（2004-5）雜交種子萌發率高達91.23%、而以瑰寶為母本，克瑞森無核為父本的3年雜交種子萌發率平均值僅為20.40%。以玫瑰香為母本的2個雜交組合，玫瑰香×瑰寶（2004-3）雜交種子萌發率為86.20%；玫瑰香×克瑞森無核（2004-5）雜交種子萌發率為91.23%。由此說明，玫瑰香是理想母本。以紅地球為母本的4個雜交組合，以紅地球×瑰寶（2010-4）的雜交種子萌發率65.34%最高，紅地球×玫瑰香（2003-1）的雜交種子萌發率也達到了57.92%。而紅地球×無核翠寶（2016-7、2018-13）的雜交種子萌發率分別只有15.94%、16.12%，并無大的差異；綜上，以紅地球為母本時，無核翠寶并不是理想父本。

在葡萄育種中，正反交產生的不同細胞質遺傳效應，也是提高葡萄育種效率的有效方法。比較瑰寶×達米娜（2010-2）與達米娜×瑰寶（2010-1），瑰寶×紅地球（2010-3）與紅地球×瑰寶（2010-4），瑰寶×美人指（2014-15、2015-20、2016-8、2017-14）與美人指×瑰寶（2013-14）3組正反交組合發現：3組正反交組合，均以瑰寶作為父本時，雜交種子的萌發率高。

依據以上相關分析結果，可以發現瑰寶是良好的父本材料；玫瑰香、紅地球是良好的母本材料；瑰寶×美人指與美人指×瑰寶、紅地球×無核翠寶都不是理想的雜交組合。另外，不同年份、相同父母本種子萌發率不同。

2.2? 二倍體與四倍體葡萄雜交其雜交種子萌芽情況

表3、4分別是利用二倍體做母本、四倍體做父本的8個雜交組合及四倍體做母本、二倍體做父本的6個雜交組合所獲得的雜交種子萌發情況。以二倍體葡萄為母本，四倍體葡萄為父本的8個組合雜交種子萌發率為1.06%～53.41%，平均值為19.89%（見表3）；以四倍體葡萄為母本，二倍體葡萄為父本的6個組合雜交種子萌發率為0～9.49%，均未超過10%，平均值為2.27%（見表4）。以玫香寶為母本的2個組合：玫香寶×紅地球（2017-9）種子萌發率為0，玫香寶×克瑞森無核（2012-14）僅萌發了1粒種子，種子萌發率為0.11%（見表4）；而以玫香寶為父本的4個雜交組合種子萌發率均高于做母本時的種子萌發率，平均值為20.80%，說明玫香寶適宜做父本（見表3）。以紅地球為母本的4個組合雜交種子萌發率均超過10%，平均值為27.40%（見表3）；而以紅地球做父本時，玫香寶×紅地球（2017-9）種子萌發率為0（見表4），說明紅地球適宜做母本。

瑰寶×四倍體紅地球連續2年雜交的種子萌發率2015-19為3.12%、2016-9為6.90%，均未超過10%，說明這兩個組合并不是理想的雜交組合（見表3）。美人指×玫香寶（2016-10）、晚黑寶×美人指（2015-24）這兩個組合的雜交種子萌發率分別為1.06%、1.43%，說明美人指亦不是二倍體和四倍體雜交組合理想的親本選擇（見表3）。以早黑寶為母本、二倍體無核葡萄品種做父本的2個雜交組合中，早黑寶×無核白雞心（2012-13）雜交種子萌發率為9.49%；早黑寶×克瑞森無核（2012-11）雜交種子萌發率為2.60%；這2個雜交組合可做進一步研究（見表4）。

依據以上相關分析結果，可知以二倍體葡萄為母本，四倍體葡萄為父本時易獲得雜交種子。紅地球是良好的母本材料；玫香寶是良好的父本材料；美人指不是理想的親本選擇材料。在表3、4中同樣，可以發現，不同年份、相同父母本種子萌發率不同。

2.3? 四倍體與四倍體葡萄進行雜交其雜交種子萌芽情況

表5是以四倍體玫瑰香型葡萄品種早黑寶（歐亞種早熟四倍體）、玫香寶（歐美雜交種早熟四倍體）、晚黑寶（歐亞種晚熟四倍體）為母本，以四倍體紅地球（歐亞種晚熟四倍體）為父本的7個四倍體雜交組合種子萌發情況。7個組合雜交種子萌發率均極低，為0～2.63%，平均值僅為0.78%。同時從表5中可以看到，在不同年份相同父母本種子萌發率亦不同。

3? 討論與結論

本文通過研究45個鮮食雜交組合，4種倍性雜交組合（二倍體×二倍體、二倍體×四倍體、四倍體×二倍體、四倍體×四倍體）的雜交種子萌發率，對親本選擇、雜交組合配置與雜交種子萌發率的關系進行分析。結果表明，葡萄不同倍性品種間雜交，雜交后代種子獲得及雜交種子萌發率難易程度不同。以二倍體葡萄為父母本的24個雜交組合雜交種子萌發率為5.89%～91.86%，平均值最高，為39.31%；以二倍體葡萄為母本，四倍體葡萄為父本的8個雜交組合雜交種子萌發率為1.06%～53.41%，平均值為19.89%；以四倍體葡萄為母本，二倍體葡萄為父本的6個雜交組合雜交種子萌發率為0～9.49%，平均值為2.27%；以四倍體為父母本的7個雜交組合雜交種子萌發率極低，為0～2.63%，平均值為0.78%。從以上研究結果可以看出，一是選擇二倍體品種做母本與四倍體品種雜交比用四倍體品種做母本與二倍體品種雜交時更容易獲得種子，這與徐海英、郭印山等［17-18］研究結果相同。二是以四倍體為父母本時，很難得到雜交后代。這可能一方面與四倍體本身存在胚 、胚乳敗育和胚珠退化現象，得不到成熟種子有關；另一方面可能與四倍體種子相對較大，種皮厚且堅硬，水分不容易進入，不易萌發有關［19］。關于不同倍性親本間雜交親和性問題，根據Endosperm Balance Number（EBN）假說，在雜種的胚乳中，只有當父本與母本的基因組成比例為2∶1時，胚乳才能正常發育，形成健全的種子，否則父母本染色體組成比例發生紊亂，胚乳發育中途停滯，造成胚的敗育［20］。由此看來，多倍體常規雜交育種方法的最大障礙是雜交親本親和力差、坐果率低、雜種胚早期敗育或胚乳解體，獲得的雜交種子生活力低，以至于很難得到雜交后代。在今后工作中，我們將就如何合理選擇親本、配置雜交組合和運用胚培養技術等育種工作繼續進行研究。

品種資源是葡萄新品種選育的關鍵，豐富的資源可以提高培育新品種的機率，降低成本。本文中，利用頻次最高的雜交親本是瑰寶，其主要被作為父本材料。瑰寶［21］是我所自主選育的晚熟優良鮮食品種，肉質甜脆并具濃郁的玫瑰香味，品質極佳。目前，我們以瑰寶為親本，已自主選育了包括3個四倍體葡萄新品種（早黑寶、秋黑寶、晚黑寶）［8，22-23］，6個二倍體葡萄新品種（秋紅寶、早康寶、麗紅寶、無核翠寶、晶紅寶、翠香寶）等在內的9個鮮食葡萄新品種［24-29］。因此，如何進一步發掘我國自育品種資源的價值，提高育種材料利用率，培育出更多的優良品種也是育種工作的重要任務。同時，在以后的雜交工作中應該擴大親本選擇范圍，集合更多的優異葡萄種質資源進行雜交組合配置，從而豐富鮮食葡萄種質資源。

本文中相同父母本不同年份的雜交組合雜交種子形成與萌發率不同，相同父母本正反交雜交種子形成與萌發率也不相同，這與前人研究結果一致［30］。這說明雜交種子的形成與萌發率受到了親本倍性、正反交、外界環境條件等的影響，所以雜交親本的選擇與種子層積處理、萌發溫濕度環境因子控制等同樣至關重要。

中文致謝

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