唐菖蒲遺傳性狀分析

邵小斌，趙統利，朱朋波，湯雪燕，孫明偉，王江英

(1.連云港市農業科學院，江蘇 連云港 222000； 2.江蘇金萬禾農業科技有限公司，江蘇 連云港 222000)

唐菖蒲(Gladiolushybridus)為鳶尾科唐菖蒲屬多年生球根花卉[1]，花形別致，花色豐富[2]，是世界著名“四大切花”之一[3]，素有“切花之王”之美譽。唐菖蒲顏色豐富，瓶插壽命長，用途廣泛，現有栽培品種很多，達1萬種以上[4]。在國內外切花市場上占有很重要的地位，具有較高的經濟價值[5]。目前，我國的栽培品種和生產用球90%從國外引進，僅很少由國內培育和繁殖，雖然也選育出一些新品種，但能在生產上大面積應用的不多，品種繁殖育種工作明顯不足[6]。本研究采用不同育種方式，旨在探索唐菖蒲遺傳規律及主要性狀之間的相互關系，為培養出優良的唐菖蒲品種提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

以從荷蘭引進的唐菖蒲品種阿斯特和紀念品(表1)為材料，進行雜交育種試驗。

表1 親本的主要性狀

1.2 方法

2014年8月31日種植于連云港市農業科學院東辛農場試驗地3號日光溫室內，種植密度為40粒·m-2。分別進行正反交，并以其中親本阿斯特進行自交。當年11月23日起，每天上午9:30—11:00進行雜交或自交。每株留低部位花3朵，其余摘除。花瓣未完全開放時去除雄蕊，并套袋。在父本的花瓣已完全開放，但花藥未開裂時，用鑷子輕輕摘取花藥，放在容器內備用，標注父本名稱。雜交時，用利器挑取花粉，放在容器內。雌蕊3裂柱頭呈羽毛狀時，用軟毛筆蘸取花粉,輕抹于雌蕊雜交后，掛上標牌，注明雜交或自交日期、父母本。每個組合3株，共9朵花。8周后種子成熟。第二年的3月下旬露地播種，當年收獲開花種球。2016年3月上旬露地種植。

1.3 親本及后代數據測量

在唐菖蒲第1朵花完全開放時，測量株高、花軸長、小花數、花莖粗度、花朵橫徑，記錄開花日期及顏色。

株高是指地面到植株花序最頂端的距離，花軸長是指第1小花基部到花序頂端的距離，小花數是指花序上所有小花的數目，花莖粗度是指花序最下部一朵花基部的莖稈直徑。

1.4 數據處理

應用模糊數學隸屬分析法計算6個性狀綜合隸屬值，運用灰色關聯度分析法計算6個性狀遺傳權重，利用SPSS19.0軟件對相關數據進行分析。計算出父母本及F1代各性狀隸屬函數值，求出平均隸屬函數值。用皮爾生積矩法求出它們的相關系數，并以此計算出遺傳性狀的權重。

2 結果與分析

2.1 正交后代性狀

以品種阿斯特為母本，紀念品為父本進行雜交。計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數值及花色見表2。序號1為母本阿斯特，序號2為父本紀念品，序號3-30為F1代。

由表3可知，株高、花軸長相關系數最高，分別達到了0.930和0.911，小花橫徑相關系數最小為0.441，而生長期表現出負相關為-0.408。

表2 正交各性狀綜合隸屬函數值及平均隸屬函數值

表3 正交各性狀的相關性及權重分析

2.2 反交父母本及其后代性狀

以品種紀念品為母本，阿斯特為父本，進行反交，計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數值及花色見表4。序號1為母本紀念品，序號2代表父本阿斯特，序號3～14為F1代。結果分別見表4、表5。由表5可知，粗度、花軸長相關系數均為0.83，小花數為0.81，生長期相關系數為0.04，未呈現出負相關。

2.3 自交及其后代性狀

以品種阿斯特自交，計算F1各性狀的隸屬值，具體性狀數值及花色見表6。序號1為親本，序號2～7為F1。由表6、表7可知，小花數相關系數最高，為0.61，生長期相關系數為-0.26，呈現出負相關。

2.4 F1代數量性狀比較

由表8可知，3種育種方式F1代的株高、小花橫徑、生長期等性狀沒有顯著差別。在花軸長、小花數、莖粗等性狀上，反交和自交的F1代與正交的F1代有顯著差別，反交和自交方式的F1代的花軸長比正交F1代長、小花數多、莖粗比正交F1代大。株高上雖然3個F1代之間沒有明顯差別，但反交、自交株高均值明顯高于正交。

表4 反交各性狀綜合隸屬函數值及平均隸屬函數值

表5 反交各性狀相關性及權重分析

表6 自交各性狀隸屬函數值及平均隸屬函數值

表7 自交系性狀相關性及權重分析

通過表1和表8發現，自交系后代主要性狀完全來自于親本阿斯特，但其F1代性狀均沒有超越親本。在正交和反交的F1中，除了生長期比親本短外，其他的主要性狀亦沒有超越親本，但是反交的F1主要性狀比正交好，在花軸長、小花數、莖粗等性狀上達到了顯著差異。

表8 F1代性狀均值的對比

注：同列數據后無相同小寫字母表示組間差異達顯著(P<0.05)。

2.5 不同育種方式對成球數量及花色的影響

每種育種方式均選取3株共9朵花進行雜交或自交，由表9可知，每種處理所獲得開花種球數量差異較大。以阿斯特作為母本，成球率較高，開花種球有28粒，而以阿斯特作為父本，開花種球只有12粒，阿斯特自交時，成球率最低，獲得開花種球僅6粒。

由表9可知，所有F1代中，分離出了紅色、復色、粉色，紅色數量最多，在46個子代中，開紅色花的植株有33株、粉色5株、復色2株。在正交的28個子代，與親本顏色相同的各1株，在反交的12子代中，沒有出親本顏色。在自交6個子代中，出現了3種顏色，分別為紫色4株、紅色1株、黃色1株。

2.6 主要性狀與株高之間的關系

由于正交F1數量多，有28個，因此，其親本及其F1代為研究對象，以探討唐菖蒲株高與其他主要性狀關系。

表9 不同育種方式對花色的影響

2.6.1 株高與花軸長之間回歸關系

根據已測量的數據，求出回歸截距a=-15.5，回歸系數b=9.87，并求得t=9.87(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與花軸長之間是呈直線關系的。直線方程y=-15.4+0.5x，相關系數為0.88。以此直線方程和相關數據繪制圖1。

圖1 株高與花軸長的回歸直線

2.6.2 株高與莖稈粗度之間回歸關系

根據已測量的數據，求出截距a=-0.12，回歸系數b=0.01，以此求得t=6.52(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與莖稈之間是呈直線關系的。直線方程y=-0.12+0.01x，相關系數為0.78。以此直線方程和相關數據繪制圖2。

圖2 株高與莖稈粗度的回歸直線

2.6.3 株高與小花數量之間回歸關系

根據已測量的數據，求得t=4.35(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與小花數之間是呈直線關系的。直線方程y=-3.75+0.14x，相關系數為0.76。以此直線方程和相關數據繪制圖3。

圖3 株高與小花數量的回歸直線

2.6.4 株高與小花橫徑之間回歸關系

根據已測量的數據，求得t=1.63(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與小花橫徑之間無直線回歸關系。

2.6.5 株高與生長期之間回歸關系

根據已測量的數據，求出t=-2.31(t0.05,28=2.048，t0.01,28=2.763)。因此，株高與生長期之間是呈直線關系的。直線方程y=115.25-0.19x。以此直線方程和相關數據繪制圖4。

圖4 株高與生長期的回歸直線

3 小結與討論

3.1 F1主要性狀表現

通過表2、表4、表6發現，無論何種育種方式，子代的平均隸屬函數值大多數是小于親本的，也就是說，子代綜合遺傳性狀弱于親本。親本阿斯特、紀念品是流行多年的商業品種，它們的綜合性狀確實比較優良，通過它們之間雜交，很難獲得更優的新品種。我們是不是可以通過親本之間連續自交，獲得純合品種，然后再通過雜交，獲得F1代。

3.2 F1花色遺傳

由表9可知，唐菖蒲花色遺傳規律復雜，后代均表現出很大的分離，這與馬國華等[7]的研究是一致的。在正交處理方式，F1出現了5種顏色，紅色最多，有22株，親本顏色最少，各1株，粉色出現3株。在反交的處理方式中，紅色最多，有10株，沒有出現親本顏色，出現1株粉色。在自交的處理方式中，出現紅色1株，親本顏色4株，粉色1株。在3種處理方式中，均出現紅色，粉色，親本顏色出現最少。因此，唐菖蒲在花色方面，未呈明顯的偏母性或偏父性遺傳，紅色性狀具有較強的遺傳力。

3.3 株高與主要性狀的關系

通過計算，發現株高與花軸長、莖稈粗度、小花數量等唐菖蒲主要性狀呈正相關，今后的育種目標可以定位于株高。選育切花品種時，篩選出株高的品種，植株高，花軸會相應變長、莖稈會相應變粗、小花數量也會變多。