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个芍药品种与个牡丹品种的远缘杂交结实特性研
郭先锋(1971—),女,博士,教授。研究方向:园林植物种质资源创新利用。E-
邢广萍(1966—),女,硕士,应用研究员。研究方向:园林观赏植物培育技术。E-
芍药(Paeonia lactiflora Pall.)是芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia)的多年生草本植物,是中国的传统名花,广泛栽培于园林绿地。芍药与牡丹虽为同属植物,但前者为草本,属于芍药组[1],后者为木本,属于牡丹组,二者间杂交属于组间的远缘杂交,这种组间杂交长期以来被认为极具挑战性[2]。与大多数植物远缘杂交一样,牡丹与芍药的远缘杂交往往表现出杂交不亲和、胚败育以及杂种不育的特性[3],而杂交亲和性与亲本的遗传型有密切关系,因此找到适宜的亲本或亲本组合是杂交成功的关键。目前国内对芍药结实特性尤其是远缘杂交方面的研究较少,随着近些年来国外组间远缘杂交的不断成功[4,5],我国学者也开始在芍药属组间杂交方面进行一些有益的尝试,例如:张栋通过组间杂交的方式,从48个杂交组合中收获1 715粒种子[6];王越岚以川赤芍作为父本、牡丹作为母本进行反交,平均结实11.63粒/朵[7]。
本课题组前期通过对芍药品种性状的调查研究,筛选出4个结实率较高的芍药品种,并对芍药和牡丹的远缘杂交进行了试验,收获了一定数量的种子。在此基础上,本试验选择‘凤凰涅槃’、‘矮粉1号’、‘迷你’、‘紫凤羽’4个结实特性优良的芍药品种为母本,采用3个具有优良性状的牡丹品种作为父本进行人工授粉杂交,调查分析其结实特性,以期探究特定远缘杂交对芍药结实特性的影响。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以本课题组前期筛选出的‘凤凰涅槃’、‘迷你’、‘紫凤羽’和‘矮粉1号’4个结实率较高的芍药品种为母本,以‘层中笑’、‘花王’和‘月宫烛光’3个牡丹品种为父本,共计12个杂交组合。每个杂交组合授粉25朵花,分别以母本芍药天然异花授粉为对照。父母本植株均种植于山东农业大学南校区试验基地,管理水平良好,植株生长健壮。
1.2 试验方法
1.2.1 父本花粉采集与萌发率测定 在牡丹含苞欲放期采集花粉,阴干,分装于离心管中,置于4℃冰箱中保存。采用液体培养基(10 g蔗糖+0.1 g硼酸+100 mL蒸馏水)培养花粉并测定花粉萌发率[8]。培养条件为25℃,黑暗培养6 h,每个品种3个重复。OLYMPUS光学显微镜下观察并拍照。花粉管萌发长度大于或等于花粉粒直径视为花粉萌发。花粉萌发率=萌发花粉粒数/花粉粒总数×100%。
1.2.2 人工授粉 2019年5月初,每株选取5朵含苞待放的主蕾花朵,于花药尚未散粉前去除全部雄蕊,去雄后立即用硫酸纸袋套住花苞。待柱头大量分泌粘液时,人工授予父本花粉,经常观察授粉情况,对授粉效果较差的花朵进行补授。授粉后立即套好硫酸纸袋,并注明杂交组合、授粉时间等信息。授粉后约7 d时,摘除硫酸纸袋,避免雌蕊霉烂。
1.2.3 杂交结实率统计 2019年8月上旬于芍药蓇葖果稍稍开裂、种子尚未脱落时,收获蓇葖果。分别统计和计算如下指标:蓇葖果重量(g)、心皮数(个/蓇葖果)、结实心皮数(个/蓇葖果)、饱满种子数(粒/蓇葖果)、不饱满种子数(粒/蓇葖果)、每心皮种子数(粒)、百粒重(g)、结实胚珠率(%)和结实心皮率(%)。其中,结实心皮率(%)=结实心皮数/蓇葖果心皮数×100。
1.2.4 数据分析 采用SPSS 19.0、Microsoft Excel和GraphPad Prism 8.0软件对试验数据进行分析及图表绘制。
2 结果与分析
2.1 父本花粉的萌发特性
对采集的‘层中笑’、‘花王’和‘月宫烛光’3个牡丹品种的花粉进行萌发率测定,结果显示:‘层中笑’和‘花王’花粉萌发率高达近90%,‘月宫烛光’花粉萌发率较低,为65.57%(图1)。3个牡丹品种的花粉萌发率均高于60%,适宜作为父本进行杂交授粉试验[8]。
2.2 母本的自然结实特性
4个母本芍药品种自然授粉情况下的结实特征见表1,可以看出:4个芍药品种的心皮数具有差异,‘迷你’最多,平均为6个;其次为‘凤凰涅槃’和‘紫凤羽’,为5个,‘矮粉1号’为4个。结实后,蓇葖果重量、结实心皮率、饱满种子数、每心皮种子数、结实胚珠率都是衡量结实特性的重要指标,据此,‘凤凰涅槃’最优,其次为‘迷你’,二者均明显优于另外2个母本品种。百粒重是衡量种子质量的重要指标,4个品种间比较,‘凤凰涅槃’>‘矮粉1号’>‘紫凤羽’>‘迷你’。综合来看,‘凤凰涅槃’的自然结实性状最优。
文章来源:《牡丹》 网址: http://www.mdzzs.cn/qikandaodu/2021/0302/1424.html
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