牡丹人工雜交育種流程概述

●龐靜靜 王二強 王茜赟 郭亞珍 王占營（洛陽農林科學院 河南 洛陽 471022）

牡丹為芍藥科芍藥屬植物[1]。牡丹野生種及各栽培品種種群遺傳基因組成復雜，雜交尤其遠緣雜交能引起基因交流，產生新性狀，出現全新類型[2]。人工雜交育種是牡丹新品種培育的有效手段，因此探索一套規范的牡丹雜交育種技術流程對牡丹新品種培育意義重大。

1 牡丹的開花授粉習性

1.1 開花習性

牡丹單朵花期分初花、盛花、謝花三個階段。牡丹千層類花型雄蕊、雌蕊往往發育正常，這類品種是雜交育種中常利用的重要親本材料。大多數牡丹品種在初花期雄蕊已充分成熟，而進入盛花期雌蕊柱頭往往分泌大量黏液，此時是人工授粉的最佳時期。進入謝花期后，花瓣、雄蕊脫落，雌蕊柱頭停止分泌黏液，并逐漸硬化。

1.2 授粉特點

牡丹為典型的蟲媒花，因此，花期如遇連續陰雨天氣將導致牡丹結實率降低。牡丹花大多品種為雄蕊先熟，部分品種雌雄同熟。總的來看，雌雄蕊成熟期隔離并不完全，仍然具備自交的可能性[3]。牡丹以異花授粉為主，少數品種有一定的自交結實率，自交雖然親和，但育性已大為減弱。

1.3 花粉貯藏

牡丹雜交育種，父本花粉活力是決定雜交成敗的關鍵因素。新鮮的花粉，不同品種間花粉活力差異很大，革質花盤類單瓣品種花粉萌發率高，而遠緣雜交的歐美品種及伊藤雜種花粉活力很低。室溫條件下，花粉活力能夠維持1周左右；-20 ℃左右保存，花粉活力可保持20～30 d；超低溫條件下，鳳丹系列品種花粉保存期可超過一年。

2 育種目標的確立及雜交組合配置

2.1 育種目標的確立

確定合理的育種方向是雜交育種工作的首要任務，也是決定育種成敗及后續品種影響力的關鍵。中原地區，要在兼顧品種觀賞性的同時，重視專用、兼用型品種培育，如油用、藥用、切花、食用等。南方地區，應把抗濕熱品種培育作為重點。北方寒冷地區，應將抗寒品種培育作為首要任務。西北地區，應重點在花型、花色上改良紫斑牡丹品種，同時兼顧油用、切花等專用型品種培育。

2.2 雜交組合配置

根據育種方向，篩選雜交親本材料并合理配置雜交組合，這是實施具體雜交工作的前提。選擇親本時，親本材料應具備育種目標的優良性狀，同時父母本材料之間性狀優、缺點能相互彌補。2002年育種團隊以野生種‘黃牡丹’與日本品種‘白神’進行雜交，獲得純黃色牡丹品種‘華夏一品黃’，成為我國首個獲得自主知識產權的純黃色牡丹品種[4]，彌補了我國牡丹品種缺少純正黃色系品種的缺憾。遠緣雜交過程中，具有親和性雜交組合的篩選更為重要，同時同一組合要嘗試正、反交。日本育種家伊藤東一在1848年前后，首次嘗試芍藥屬組間雜交，以‘花香殿’ב金晃’為組合，在國際范圍內培育出首批芍藥屬組間遠緣雜交品種，目前組間雜交育種已成為牡丹新品種培育的熱點，此類品種統稱“伊藤雜種”[5]。伊藤雜種能夠有效延長牡丹花期，同時豐富了牡丹的花色。善于借鑒國外育種經驗，重視高代雜種的利用，是牡丹育種實現“新、奇、特”突破的重要途徑。

3 雜交工作的實施

3.1 父本花粉的收集和貯藏

花粉的采集時間是影響花粉活力的重要因素[6]。為了預防花粉混雜及確保花粉活力，在父本花朵含苞待放時，及時剪下牡丹花朵，移至室內進行瓶插水養，待花朵開放雄蕊成熟時，去除花瓣和花萼，放在干凈的培養皿上，然后置于陰涼通風處進行自然干燥，待花藥開裂散粉時，輕輕抖動花頭，將花粉收集至花粉瓶中，并將花粉瓶儲藏于冰箱冷凍室，設置冰箱冷凍室的儲藏溫度為-17～-13 ℃，備用。

3.2 母本花朵去雄處理

作為母本用于授粉的植株，要加強肥水管理，確保頂花蕾健壯，植株立蕾后，保留頂花蕾作授粉花蕾后，側花蕾要全部去除。花蕾破綻后，為預防少數品種自花授粉，在牡丹花朵含苞待放時，要及時進行去雄工作。去雄時可去除少量花瓣，雄蕊花藥要去除干凈，同時不能傷及雌蕊，去雄后用透明硫酸紙帶進行封扎隔離。參照其他不授粉植株花朵，當柱頭分泌大量黏液時，進行雜交授粉工作。

3.3 授粉

3.3.1 授粉時間及次數確定母本柱頭充分成熟分泌黏液后可進行授粉工作，授粉在08:00～10:00進行。為確保授粉成功，授粉工作應連續進行3 d，重復3次。在雜交母株相應枝條上掛上標簽，注明組合編號。

3.3.2 授粉方法授粉時去除隔離袋，用醫用棉簽蘸取少量花粉萌發液涂抹于母本柱頭，用藥用棉簽蘸取花粉，均勻涂于柱頭表面，保證每種花粉有專用棉簽，然后套袋隔離，下端收口后固定在牡丹花柄上，固定時不能傷及花柄。

通過低溫儲藏花粉的方法，能有效保證花粉活力，解決雜交組合花期不遇問題。通過人為涂抹花粉萌發液，創造花粉萌發環境條件，提高父本花粉萌發率，有效克服受精前障礙。花粉萌發液[7]的基本配方：每升牡丹花粉萌發液含有0.04 g硼酸、50 g蔗糖和3 g瓊脂，余量為水。

3.4 授粉后管理及雜種采收

牡丹花期后，可把隔離袋四周剪出4～6個小孔，孔徑在0.2～0.3 cm，保留隔離袋，加強日常管理，直至雜交種成熟，適時采收。雜交種一般在7月下旬至8月上旬成熟，當果皮內的種子呈黃褐色時應及時采收。采收后的果莢放置在室內陰涼通風處后熟，待果莢自然開裂即可剝去果莢取出種子。雜交種的采收及整理要嚴格按照雜交組合進行。

實踐證明，雜交種發育過程中，保留打孔隔離袋，保證透氣、透光、防雨，同時降低太陽光直射強度，減少蟲鳥叮咬，降低果莢提前開裂、枯死風險。

3.5 建立檔案

雜交檔案的建立對雜交組合親和性的篩選及后續數據收集、統計研究意義重大。雜交檔案內容應包括：雜交組合編號、父母本名稱、所用花粉采集或貯藏時間、授粉日期及次數、雜交種發育情況及有效種子收集數量等。

4 建立雜交種育苗圃

收獲的雜交種非常寶貴，播種工作必須精細。雜交種育苗圃以肥沃疏松的砂壤土為宜，播種時間為8月下旬至9月上旬，播種深度為3～4 cm，播種時要嚴格按照組合進行條播，株行距5 cm×25 cm，雜交種數量較少時可播種至穴盤內，并繪制組合種植圖。雜交種育苗圃常年需要精細化管理，要及時進行除草、澆水、追肥及病蟲害防治工作。

5 建立優良單株選育圃

雜交種種苗生長2～3年后，如種苗密度過大，要及時進行種苗的分栽定植工作。分栽苗一般按35 cm×50 cm株行距進行移栽。移栽后要加強日常肥水管理及病蟲害防治，一般雜種苗分栽定植2～3年后即可陸續開花，雜種的性狀分離現象也將顯現出來。雜種苗開花后便可根據育種目標開展優選汰劣工作。選育圃內一旦發現符合育種目標要求的變異單株，要及時做好標記，并對其物候期及性狀進行詳細記載。連續觀察記錄2～3年，便可根據各種性狀的穩定程度進行優良單株推薦。

6 建立苗頭品系初繁圃

對篩選出來的優良單株，為進一步驗證其群體性狀穩定性，要及時進行少量擴繁。每個優良單株的擴繁數量在20～30株，同時對擴繁單株要加強肥水管理，盡快使其正常開花。擴繁的單株開花后要參照歷年性狀記錄數據，進行性狀綜合分析比較，做到優中選優。擴繁苗經過2年觀察記錄，證明擴繁單株優良性狀穩定，群體觀賞效果突出后可邀請專家進行品種鑒定。通過鑒定命名后便作為新品種在生產中推廣應用。

7 選育圃性狀較差種苗的淘汰

牡丹雜交育種的后代群體量龐大，實施過程中占用土地較多。建立的優良單株選育圃，經過多次選擇后，剩余的種苗往往性狀一般，為充分利用土地，剩余種苗要進行淘汰處理，便于土地的再次利用。

8 牡丹育種思路建議

中國牡丹有9大色系，但各色系牡丹品種的發展很不平衡，尤其缺乏花色純正的黑、綠、黃、藍及復色品種。因此，花色育種是當前育種的首要任務。中國牡丹栽培品種有1000余個，但是牡丹群體花期短而集中的狀況沒有得到根本改變。改變“養花一年，看花十日”的狀況需要從品種選育上下功夫。培育花期特早、特晚或者選育單花花期長的品種，也是牡丹品種培育的重要方向。同時，要重視切花、油用、藥用等專用或兼用型品種選育，提升牡丹產業附加值。強化育種相關基礎性研究，充分挖掘牡丹野生種的育種價值，有效解決遠緣雜交不親和問題，積極開展組間、亞組間遠緣雜交，實現牡丹新品種在花期、花色、花型等方面重大突破。