不同授粉方式對食用百合種間雜交結實的影響

摘要：以龍牙、卷丹、蘭州和鐵炮百合為研究材料，采用不同開花時期授粉、切割柱頭、涂抹花粉培養液和涂抹噻苯?。═DZ）等授粉方法對百合進行雜交試驗。以蒴果結實率、蒴果膨大率、種子有胚率作為判斷指標來研究不同雜交配組的親和性；利用體式顯微鏡檢測雜交親本花粉的生活力情況。結果表明，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，特別是開花當天授粉，蒴果的坐果率達885%，種子有胚率為077%；龍牙×鐵炮開花當天常規授粉，蒴果的坐果率達429%，種子有胚率為1031%，但切割花柱授粉不能促進其坐果；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×龍牙開花當天常規授粉能使蒴果微膨大，但切割花柱授粉蒴果不能膨大；鐵炮×蘭州開花當天切割花柱授粉效果較好；卷丹×蘭州開花第1、第2天常規授粉均能獲得微膨大的蒴果。切割花柱僅對某些雜交組合有效，涂抹花粉培養液、02% TDZ在所有參試雜交組合中均無效；龍牙×蘭州、龍牙×鐵炮的蒴果長寬比均相對較小，在2～3之間。

關鍵詞：食用百合；種間雜交；授粉方式；結實性；親和性

中圖分類號： S6822+65036文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）21-0140-03

HJ14mm]

收稿日期：2016-09-02

基金項目：江西省科技計劃（農業領域）（編號：20151BBF60050）；江西省高等學校重點學科基礎研究。

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

國內外學者對百合育種進行了大量的研究工作，研究對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，是我國三大食用百合基地之一，其產品是歷代貢品。目前，龍牙百合產品已暢銷日本、韓國、西歐等地，在國際國內享有盛譽，市場前景十分廣闊。但目前在生產上存在著栽培品種退化、病害發生嚴重等問題7-8]，亟須培育優良的百合新品種。本試驗以食用百合（龍牙、卷丹、蘭州百合）和抗病能力強的觀賞百合（鐵炮百合）為主要研究材料，采用不同的授粉方式進行授粉，對其雜交結實性的相關指標進行研究，為食用百合進行種質資源的創新，選育適合當地食用的百合新品種提供理論依據和方法。

1材料與方法

11試驗材料

試驗材料選用江西省宜春市萬載縣白水鄉百合基地的龍牙、卷丹、鐵炮百合種球，以及購自甘肅省蘭州市七里河區西果園鎮的蘭州百合。于2013年10月至2016年8月種植在宜春學院生命科學與資源環境學院農學基地內。

12試驗方法

121花粉生活力檢測選取當天開放的百合花蕾，取適量花藥放培養液中培養?；ǚ凵盍y定方法參照年玉欣等的液體培養基法9]，體式顯微鏡下檢測花粉的萌發情況。

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涂抹花粉培養液（100 gL蔗糖+20 mgL硼酸+20～30 mgL氯化鈣）授粉9]]、A5涂抹02%噻苯?。╰hidiazuron，簡稱TDZ）10]]等方式授粉；并采用B1（開花當天授粉）、B2（開花第2天授粉）、B3（開花第4天授粉）等不同時期授粉。開花前1天對雜交母本去雄，用錫箔紙包住柱頭以防止其他植株花粉干擾。開花當天早晨露水干后09：00—16：00，在柱頭分泌大量黏液時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用錫箔紙包住母本的柱頭。

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

13統計方法

蒴果的膨大程度參照李婕等的方法12]并加以改進，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個等級；授粉15 d后對雜交所得蒴果膨大情況進行調查，記錄各級膨大程度的蒴果數，計算蒴果膨大率；當果皮開始變黃時，采摘果實，果實采收時測量蒴果長、寬、長寬比及每個果實中的有胚種子數。以蒴果膨大率、種子有胚率、蒴果結實率等作為判斷雜交親和性的指標。其中，蒴果膨大率（S）=微膨大及以上蒴果總數授粉花朵數×100%；種子有胚率=有胚種子數所獲得種子數×100%；坐果率=結實蒴果（為授粉后成活時間大于30 dJP3]的蒴果）數雜交花朵數×100%，參照雷家軍等的方法6]并稍作改進。

2結果與分析

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不同授粉方式對雜交蒴果坐果率的影響

采用不同方式對同一雜交組合進行授粉，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×鐵炮在開花當天常規授粉，其蒴果的坐果率達429%，但切割柱頭授粉不能促進其坐果；鐵炮×蘭州在開花當天切割柱頭授粉，其蒴果坐果率達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等不同時期授粉，其坐果率均較低或不坐果。

23不同授粉方式對百合種間雜交結實的影響endprint

由表3可知，龍牙×蘭州在開花當天授粉無論是切割柱頭授粉還是常規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883%；龍牙×鐵炮在開花當天常規授粉，其蒴果膨大率達865%，但切割柱頭授粉，其蒴果膨大率為0；鐵炮×蘭州在開花當天切割柱頭授粉效果較好，其蒴果膨大率達824%；卷丹×蘭州在開花當天授粉和第2天常規授粉均能使蒴果膨大，但試驗中發現植株枯萎，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天授粉還是第2天常規授粉蒴果均未膨大；蘭州×龍牙在開花當天常規授粉蒴果微膨大，但切割柱頭授粉蒴果不膨大；鐵炮×龍牙在開花當天授粉無論是常規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。切割柱頭僅對某些雜交組合有效，涂抹花粉培養液、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%，它們的蒴果長寬比均都相對較小，在15～30之間。對龍牙×蘭州授粉后生長37～70 d采收的304個蒴果的長寬比進行分析，生長天數與蒴果長寬比成負相關，相關方程為y=3788-0023x，相關系數為-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，其蒴果長寬比較大，特別是以鐵炮為母本的雜交組合，其蒴果長寬比大于5。

3結論與討論

通過切割柱頭授粉與直接授粉的方式對雜交結實情況進行比較，結果表明，切割柱頭授粉只適合龍牙×蘭州和鐵炮×蘭州，對其他雜交組合的結實效果不明顯。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，產生的蒴果常常存在假膨大現象，即果實膨大較好卻無有胚種子產生或產生數量極少，因此，蒴果的膨大程度不能準確反映雜交親和性程度，只能作為外觀指標加以參考，而種子有胚率能說明問題13]，這與孫曉梅等的結論14]一致。蒴果長寬比與果齡有一定的對應關系，果齡較小時，蒴果長寬比較大，試驗中龍牙×蘭州的蒴果長寬比比龍牙×鐵炮的大，但其種子有胚率較低，這與李婕等的結論12]不相符，蒴果長寬比是否與切柱授粉有關有待進一步研究。

不同時期授粉時，對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（李潤根等，待發表）有關，有待進一步研究。

龍牙百合花柱長約12 cm，蘭州百合花柱較短，約為 4 cm，雜交時采用切割柱頭授粉可以提高其坐果率。當父本花柱長度小于母本時，父本的花粉管長度不夠常常是雜交不成功的關鍵因素，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，這與李婕等的結論12]一致。龍牙×蘭州在切割柱頭授粉時種子有胚率較低，這與邵楊等的研究結果15]相符，是否因為采用切割柱頭授粉致使花粉管在花柱切口及子房中發生不同程度的無向性生長、龍牙×蘭州在開花第CM（25]4天常規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一步研究。母本為蘭州、卷丹、鐵炮時，因果實發育時期溫度過高造成植株枯死，導致蒴果過早枯萎，未能獲得果實，建議通過改進栽培措施提早開花時期，為蒴果創造一個良好的成熟環境。

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