月季雜交種子萌發影響因素研究

李曉亮， 王文智， 楊世先， 張建康， 董春富， 鮑劍暉， 廖文宏， 張軍云*

(1.玉溪市農業科學院，云南 玉溪 653100； 2.通海錦海農業科技發展有限公司，云南 通海 652700； 3.峨山縣農業綜合服務中心，云南 峨山 653200)

0 引言

【研究意義】月季(RosahybridaL.)屬于薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)植物，原產中國，享有“花中皇后”的美譽，是我國十大名花之一，世界五大鮮切花之一，其品種多、花型優美、花色豐富、花期長、株型豐富[1-4]，具有較高的觀賞和商業價值，在世界各地廣泛栽培，被應用于園林綠化和鮮切花市場。雜交是月季育種的一個重要手段[1]，但月季種子發芽率普遍較低是一直以來困擾月季雜交育種的一大難題[5]。月季種子發芽率低主要由于其休眠性造成，關于其休眠機理主要有2種意見：一是與種皮不透性有關，二是與種子的內源激素的抑制作用有關[6]。因此，研究月季雜交種子萌發對不同處理條件(種源自身條件及外界環境處理條件)的響應程度，探明影響月季發芽的主要因子，對于促進月季育種工作具有重要意義。【前人研究進展】國內學者對月季雜交種子采用低溫沙藏處理[2，7-8]、酸處理[6-9]、植物生長調節劑處理[2，6-7]、種胚組織培養[2，9-10]等進行催芽萌發試驗，結果顯示：低溫沙藏、植物生長調節劑2種處理方法能有效地提高月季種子的發芽率，月季種子的發芽率為12.70%～88.70%[2，6-8]。【研究切入點】目前，關于月季雜交種子萌發的研究基本上是通過小樣本(種子量≤100粒)、較短時間尺度、種子親本來源少(親本≤3個)試驗得出的結果，缺乏大樣本、長時間及多親本來源種子的萌發研究。因此，采用大樣本(400粒左右)、長時間尺度(播種后1年)、種子來源豐富(26個親本組合雜交)的種子，通過不同條件處理后研究月季種子的萌發率。【擬解決的關鍵問題】對不同親本來源、不同種齡的月季雜交種子進行低溫層積和植物生長調節劑處理，探明親本來源、低溫層積時間、植物生長調節劑及種齡等對月季雜交種子萌發的主要效應，弄清月季種子的發芽時間動態，旨在更準確地揭示月季雜交種子的萌發規律，為月季育種研究提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年4月至2020年4月在玉溪市農業科學院試驗大棚進行。采用2018年度 26個月季雜交組合收獲的429粒飽滿種子為供試材料。種子親本來源與種齡見表1。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 將429粒供試種子隨機分4組經不同低溫層積時間(0 d、10 d、30 d、100 d)處理后，參照閆海霞等[2]的方法，隨機分4組進行不同植物生長調節劑(表2)處理后播種。經1年盆栽萌發記錄，考察不同親本來源、種齡、低溫層積時間及植物生長調節劑條件下月季種子的萌發率。

表2 月季種子植物生長調節劑處理設計

1.2.2 試驗過程

1) 種子收集。在玉溪市農業科學院月季種質資源圃進行月季雜交試驗，雜交方法和雜交后的管理按李洪權等[11-13]的方法進行。茅祥耀[14]研究提出，當月季雜交果實表皮由綠色變為橙黃色、橙紅色或桔紅色時即為種子成熟。本研究根據該月季種子成熟標準進行采收，采收后將月季雜交果實剝離果皮后取出種子，選擇飽滿種子作為供試種子。

記錄種子親本來源與種齡，種齡定義為月季授粉至采收的時間歷期。

2) 種子低溫層積處理。參考陳雪等[7-8]的方法，用4%的KMnO4溶液對種子消毒10 min，再清水洗干凈后晾干，將種子與濕沙(含水量約為40%)按1∶3的比例充分混合且種子不互相接觸，裝入果醬瓶后置于4℃冰箱冷藏。

3) 種子播種。按照椰糠∶珍珠巖=7∶2(體積比)將基質攪拌均勻，并加入多菌靈對基質消毒防止病菌滋生，pH保持在6.0～6.5。裝基質入塑料花盆(上口徑12.7 cm，下口徑9.0 cm，高度11.5 cm)，用鑷子將經低溫層積與植物生長調節劑處理的月季種子播于花盆，每盆播種1～5粒。花盆放置于大棚，2～3 d觀察1次，按實際情況適時澆水，保持基質濕潤(手捏緊基質時稍有水滲出但不滴水)，其他管理按照日常管理進行。

4) 種子萌發觀察。2019年4月播種，至2020年4月試驗結束。在1年試驗期間，以2片子葉破出土面視為種子發芽，參考宋松泉等[15]的方法，統計種子發芽率。

1.3 數據統計

采用Excel 2003和SPSS 16.0進行數據的處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同親本來源月季種子的發芽率

在26個親本組合雜交獲得的429粒種子中，1年內共發芽17粒，發芽率為3.96%。不同親本來源的月季雜交種子其發芽率差異較大(表3)，僅有7對親本組合的種子發芽，占所有雜交組合的26.92%，絕大部分雜交組合(73.08%)的種子不發芽。在種子發芽的親本組合間，發芽率較高的親本組合是吻別×維西利亞、吻別×冷美人和粉佳人×墨紅，發芽率分別為30.0%、20.0%和16.67%。

表3 不同親本來源月季雜交種子的發芽率

2.2 不同低溫層積時間月季種子的發芽率

不同的低溫層積處理時間對月季雜交種子的發芽影響差異較大(圖1)，隨著層積處理時間增加，月季雜交種子發芽率表現出先增后減趨勢。層積處理100 d和未進行層積處理(0 d)的發芽率均為0.23%，層積時間為30 d、10 d的處理，月季雜交種子的發芽率分別為2.10%和1.40%，較層積處理100 d和未進行層積處理(0 d)的分別高1.87百分點和1.17百分點。

圖1 不同低溫層積時間月季種子的發芽率

2.3 不同植物生長調節劑處理月季種子的發芽率

從圖2看出，空白對照(CK)、赤霉素、萘乙酸、赤霉素+萘乙酸處理的月季雜交種子的發芽率分別為1.40%、1.17%、0.93%、0.47%，說明植物生長調節劑赤霉素和萘乙酸對月季雜交種子發芽不具有促進作用，甚至產生負向影響，可能與月季雜交種子本身對赤霉素和萘乙酸不敏感有關。

圖2 不同植物生長調節劑處理月季的種子發芽率

2.4 不同種齡月季雜交種子的發芽率

發芽的月季雜交種子的種齡變化范圍為163～229 d，平均192.7 d，隨著種齡增加，月季雜交種子發芽率略呈平穩至增加的變化趨勢。發芽率(y)與種齡(x)的回歸擬合方程(圖3)：y=0.000 1x2- 0.045 2x+ 4.813 6(R2= 0.022 7)，但回歸不顯著(P>0.05)，說明種齡對月季雜交種子的發芽率無明顯影響。

圖3 不同種齡月季種子的發芽率

2.5 月季種子發芽的時間動態規律

從圖4看出，月季種子4月播種，播后第5個月開始發芽，即發芽始期在9月；發芽高峰期在播種后的第6～第8個月，即月季種子萌發時期集中在10—12月；播后9個月發芽結束，即發芽終期在翌年1月。月季從始發芽至發芽結束持續時間為5個月。

圖4 種子發芽的時間動態規律

3 討論

月季雜交種子發芽率較低一直以來是困擾月季雜交育種的一大難題。對月季26對親本組合獲得的429粒雜交種子進行不同條件的萌發研究，結果表明，播后能正常出苗的種子僅17粒，發芽率為3.96%。從種子親本來源看，在26對親本雜交組合中，僅有7對親本組合雜交種子具備發芽能力，占所有雜交組合的26.92%，絕大部分組合的種子不發芽。說明親本組合是影響月季種子萌發的重要因素，月季雜交種子的發芽率與品種本身的特性相關，與馬策[6]的觀點相同。在具備發芽能力的親本組合中，除1個組合的種子發芽率為30.00%外，其余組合的種子發芽率為9.09%～20.00%，與范莉娟等[1]提出的月季種子發芽率較低(一般小于20%)的結論一致。

低溫沙藏層積是農業生產上解除種子胚生理后熟性休眠最常用的一種重要方法，對打破植物種子休眠具有綜合性效果，可促進種子的發芽[16-17]。月季種子的休眠需經較長時間的低溫層積處理方才解除[18]，研究表明，低溫層積處理能提高月季種子發芽率14.80～67.40百分點[2,8]，本研究中低溫層積處理30 d的月季雜交種子發芽率較對照(未進行低溫層積處理)高1.87百分點，說明低溫層積處理是影響月季雜交種子發芽的主要因素[7-8]。陳雪等[7]研究表明，個別雜交組合的月季種子在低溫層積80 d時達種子發芽峰期，另有部分雜交組合的月季種子在低溫層積100 d時達種子發芽峰期，說明不同親本來源的種子對低溫層積時間需求不同。

植物生長調節劑可促使休眠種子中存在的抑制萌發物質(如脫落酸)鈍化或失效、改變種子的新陳代謝及提高種子部分酶活性[17-19]，刺槐、五指毛桃、高山紅景天、文冠果、藍莓、番木瓜等經植物生長調節劑處理后種子發芽率獲得提高[20-25]，但在本研究中，NAA、GA3等植物生長調節劑對月季雜交種子發芽的影響并不明顯，可能與月季雜交種子本身對NAA、GA3不敏感有關。因此，今后應加強多種植物生長調節劑對不同親本雜交來源的月季雜交種子發芽影響方面的研究。

種齡是種子成熟度的重要衡量指標，茅祥耀[14]研究提出，月季種子成熟度可根據果皮顏色加以判斷，果皮顏色呈橙黃色、橙紅色或桔紅色時月季雜交種子達成熟狀態。研究按照此標準采收雜交月季種子，并計算其種齡，保證參試種子的成熟度和種齡計算的科學性。研究結果表明，種子的種齡對發芽無顯著影響。本研究首次揭示月季雜交種子發芽時間動態規律：雜交月季種子4月播種，在播后第5個月才逐漸開始萌發，即發芽始期在9月，10—12月為月季種子發芽高峰期，翌年1月發芽結束。該規律的提出可為月季雜交種子播期的選擇提供參考。

4 結論

親本來源及低溫層積時間是影響雜交月季種子萌發的兩大主要因子，26對親本組合獲得的429粒雜交種子，播后能正常出苗的種子僅17粒，發芽率為3.96%。在26對親本組合雜中，僅有7對親本組合雜交種子具備發芽能力，僅占所有雜交組合的26.92%，絕大部分組合的種子不發芽。低溫層積處理30 d的月季雜交種子發芽率最高，較對照(未進行低溫層積處理)高1.87百分點。植物生長調節劑與種齡因素對雜交月季種子萌發無顯著影響。