紅掌“香妃”不同組合 F1 代新種質(zhì)的遺傳優(yōu)勢(shì)和耐寒性分析
2025-09-16 00:00:00姬語(yǔ)潞陳春
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2025年16期
關(guān)鍵詞紅掌；新種質(zhì);遺傳優(yōu)勢(shì)；佛焰苞;耐寒性中圖分類號(hào)S326文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 0517-6611（2025）16-0097-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.16.021
Abstract Using the Anthurium andraeanum ‘ Xiangfei’ and its F1 generation new germplasm （ self crossing F1 generation‘X102’，hybrid F1 generation‘F8O1’，‘FZiyan’，‘FZhuyan’）asexperimentalmaterials，thetritsandresistanceperformanceofthenewgermplasmwere comprehensivelyevaluatedthroughmetodssuchasfspringgneticadvantageanalysis，spathecolorandphenotypetraitsandcolddamage indexanalysis.eAntuumndreaumngermplsmwithecelentpenotyetraitsadstrongcoldesistacewassredThrsults showedthatthe hybridadvantageof genetictraitsbetween‘FZiyan’and‘FZhuyan’wassignificant.Thered/greendegreevalue a* ， yellow/blue degree b* ，and color degree value C* of the spathe were significantly higher than those of the maternal parent，demonstrating signifiantsuperpartaldtag;‘FO’sathibissigifantlcelrits，utitseticdantageistgalti tratsof‘X10’havedegadedorsowosignificantdiferencesfromteirparentsBasedontheanalysisofcolddmageindex‘FZian’is anexcelenthybridnewgeplasmithothomamentalandcoldresistance，whichcanbeusedforfurthercultivationandproductionexpriments.
Key Words Anthurium andraeanum;New germplasm;Genetic advantage;Spathe;Cold resistanc
紅掌（AnthuriumandraeanumLinden.）為天南星科（Araceae）花燭屬（AnthuriumSchott）多年生常綠草本植物，別名安祖花、花燭。紅掌葉片心型鮮綠色，肉穗花序，佛焰苞蠟質(zhì)、顏色鮮艷豐富，通常有紅色、粉色、紫色等，正圓形至卵圓形，花形優(yōu)美、寓意美好，是最具觀賞價(jià)值的熱帶花卉之二[1]。由于紅掌原產(chǎn)于中南美洲熱帶雨林，我國(guó)對(duì)紅掌的研究工作起步較晚，目前主要對(duì)紅掌開展組培快繁、育種技術(shù)、栽培管理以及病蟲害管理等方面的相關(guān)研究。對(duì)紅掌的選育工作由于缺乏原生種資源和育種經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致育種過程困難重重，目前主要采用常規(guī)雜交育種、倍性育種和誘變育種等方法[2]，倍性和誘變育種能產(chǎn)生特異性后代，但其后代生長(zhǎng)緩慢、性狀改變單一、不確定以及技術(shù)不夠成熟等問題，影響其廣泛推廣和應(yīng)用[3]；常規(guī)雜交育種能選育表現(xiàn)優(yōu)異的雜種優(yōu)勢(shì)后代，但選育周期較長(zhǎng)，若能在雜交授粉前，根據(jù)育種目標(biāo)，有針對(duì)性地選擇性狀優(yōu)良、抗性強(qiáng)的親本擬定科學(xué)的雜交模式，可極大地提高選育效率和育種進(jìn)程[4]
佛焰苞是紅掌重要的觀賞性狀，其形態(tài)特征和顏色差異是品種選育、應(yīng)用和推廣的主要依據(jù)之一[5]。筆者以觀賞性狀和抗寒性優(yōu)良的紫色品種“香妃”為母本，分別進(jìn)行自交以及與不同品種雜交，并從不同組合配置的 F1 代群體中篩選表現(xiàn)性狀和生長(zhǎng)勢(shì)較好的單株為供試材料，通過子代遺傳性狀優(yōu)勢(shì)分析、佛焰苞表現(xiàn)性狀和顏色以及冷害指數(shù)分析等方法，旨在選育出性狀優(yōu)良、耐寒性強(qiáng)的品種，揭示紅掌花色遺傳規(guī)律和傾向，進(jìn)行有針對(duì)性的品種選育和表現(xiàn)性狀遺傳研究，縮短育種周期，提高選育效率，旨在為紅掌形態(tài)性狀和抗性基因的精細(xì)挖掘和分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料紅掌“香妃\"株型中等緊湊，花色獨(dú)特，花朵數(shù)量多，且抗寒性強(qiáng)，易栽培，是性狀優(yōu)良的紫色親本。2016年以“香妃”為母本，分別與其他不同品種的親本進(jìn)行雜交授粉（表1），并做好套袋防雜和防潮工作，待種子成熟后進(jìn)行播種。2018年分別從不同雜交組合的 F1 代群體中挑選生長(zhǎng)狀況和性狀良好的單株為供試材料，在常規(guī)溫室大棚進(jìn)行栽培管理（表2）。
1.2遺傳性狀測(cè)量與調(diào)查根據(jù)試驗(yàn)要求和植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南花燭屬（NY/T2557—2014），選取“香妃”及其 F1 代供試材料處于生長(zhǎng)狀態(tài)良好、無病蟲害、肉穗花序 1/2～2/3 雌蕊成熟時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，使用卷尺和直尺分別測(cè)量株高 （Hp，cm） 、葉長(zhǎng) （L1，cm） 、葉寬（ W1 cm）、佛焰苞長(zhǎng) （Lst，cm） 和肉穗花序長(zhǎng) （Lsd，cm）5 個(gè)數(shù)量性狀，每個(gè)供試材料選取10株，根據(jù)數(shù)量性狀計(jì)算其相關(guān)性狀的親中值、中親優(yōu)勢(shì)、組合傳遞力和 F1 雜種優(yōu)勢(shì)系數(shù)，計(jì)算公式如下：
親中值 （Mps）=（P1+P2）/2 中親優(yōu)勢(shì) （Hm）=F-MPs
雜種優(yōu)勢(shì)系數(shù) （Hi）=F/MPs×100% 式中，F(xiàn)為 F1 代均值。
表1“香妃”及不同品種親本的性狀表現(xiàn)
表2不同組合模式的 F1"代供試材料Table 2 F1 generation of test supply materials with different combination patterns
1.3主要觀賞性狀佛焰苞的顏色觀測(cè)采用英國(guó)皇家園藝學(xué)會(huì)比色卡（RHSCC）和色差儀（NH310）對(duì)母本“香妃\"和 F1 代供試材料（“X102\"“F801\"\"F紫嫣”“F朱顏”）的佛焰苞顏色表現(xiàn)和差異進(jìn)行觀測(cè)。在外界環(huán)境一致的情況下，采用RHS比色卡進(jìn)行佛焰苞顏色表現(xiàn)比對(duì)，采用NH310色差儀的Lab顏色采集模式，測(cè)定佛焰苞的明度參數(shù) L* 以及色相參數(shù) a*，b* ，并根據(jù) C*=（a2+b2）1/2 計(jì)算彩度 C* ，對(duì)其佛焰苞的色差參數(shù)進(jìn)行精確量化觀測(cè)，每個(gè)品種做3次生物學(xué)重復(fù)。
1.4冷害處理及耐寒性測(cè)定將對(duì)照母本“香妃”以及其 F1 代供試材料（“X102\"“F801”“F紫嫣”“F朱顏\"）放置于試驗(yàn)中心多功能育種培養(yǎng)室進(jìn)行低溫處理（晝夜光照強(qiáng)度為18000lx/0lx ，光照時(shí)長(zhǎng)間隔為 12h/12h ，脅迫處理溫度為7% ）培養(yǎng) 3d 。低溫脅迫后，再轉(zhuǎn)入正常培養(yǎng)環(huán)境（晝夜光照強(qiáng)度為 18000lx/0lx ，溫度 25°C/18°C ）下恢復(fù)培養(yǎng)7d后，隨機(jī)對(duì)供試材料的葉片、葉柄、佛焰苞、花柄冷害癥狀進(jìn)行調(diào)查，并統(tǒng)計(jì)其冷害指數(shù)（10個(gè)植株的冷害指數(shù)平均值為其冷害指數(shù)）。
葉片冷害指數(shù) （LCI）=Σ （級(jí)數(shù) × 葉片數(shù)）/（最高級(jí)數(shù)×總?cè)~片數(shù)）
葉柄冷害指數(shù) （PCI）=Σ （級(jí)數(shù) x 葉柄數(shù)）/（最高級(jí)數(shù)×總?cè)~柄數(shù)）
佛焰苞冷害指數(shù) 
（級(jí)數(shù) × 花數(shù)）/（最高級(jí)數(shù)×總花數(shù)）
花柄冷害指數(shù)（ 
（級(jí)數(shù) × 花柄數(shù)）/（最高級(jí)數(shù) ×總花柄數(shù)）
冷害癥狀等級(jí)：0級(jí)為無任何癥狀變化；1級(jí)為部分褐化；2級(jí)為全部褐化；3級(jí)為部分枯萎；4級(jí)為全部枯萎
1.5數(shù)據(jù)處理與分析使用MicrosoftofficeExcel（2010版）整理原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算并繪制相關(guān)圖表，采用DPS17.10軟件對(duì)整理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析與處理，通過單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)，比較不同新種質(zhì)間的差異。顯著性水平設(shè)置為 Plt;0.05 ，用于判斷結(jié)果的顯著性。
2結(jié)果與分析
2.1 F1 代供試材料的性狀表現(xiàn)與遺傳優(yōu)勢(shì) F1 代供試材料的株高、葉長(zhǎng)、葉寬、佛焰苞和肉穗花序等數(shù)量性狀遺傳系數(shù)見表3。親本及雜交 F1 代的數(shù)量性狀存在不同程度的相關(guān)性，中親優(yōu)勢(shì)（ ?Hm ）為雜交 F1 代表型性狀與雙親性狀的差異，雜種優(yōu)勢(shì)系數(shù) （Hi） 表明遺傳性狀受到雜交組合親本影響的程度。各供試材料株高 （Hp） 的 Hm 為-11.83～6.42，雜種優(yōu)勢(shì)系數(shù) （Hi） 為 76.02%～115.02% 。“X102”和“F801\"的株高均值低于親中值， Hm 系數(shù)為負(fù)，表現(xiàn)為負(fù)向中親優(yōu)勢(shì)且具有一定程度的偏母性遺傳；“F紫嫣”和“F朱顏”的株高均值高于親中值，存在超親分離現(xiàn)象， Hm 系數(shù)為正，表現(xiàn)為正向中親優(yōu)勢(shì)。株高性狀的雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為“F紫嫣” gt; “F朱顏” gt; \"F801\" gt; \"X102\"
各供試材料葉片性狀的葉長(zhǎng) （Ll） 、葉寬（ W1- 均值均低于親中值， Hm 系數(shù)分別為 -2.92～-0.201.53～-0.58 ，且均為負(fù)值，表現(xiàn)為負(fù)向中親優(yōu)勢(shì)，偏母性遺傳； Hi 系數(shù)分別為85.08%～98.86%.87.49%～94.52% 0
各供試材料佛焰苞長(zhǎng)（ 
）和肉穗花序長(zhǎng)（ Lsd ）的 Hm 系數(shù)分別為 -1.91～-0.53，-1.14～0.87 ，“X102”“F紫嫣”和“F801”佛焰苞長(zhǎng)和肉穗花序長(zhǎng)的 Hm 系數(shù)為負(fù)，表現(xiàn)為負(fù)向中親優(yōu)勢(shì)，偏母性遺傳；“F朱顏”肉穗花序長(zhǎng)的 Hm 系數(shù)為正，表現(xiàn)為正向中親優(yōu)勢(shì)。佛焰苞長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為“F紫嫣” gt; “F朱顏” gt; “X102\"gt;“F801”；肉穗花序長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為“F朱顏” gt;?F 紫嫣” gt; \"F801\" gt; \"X102\"
綜上所述可知， F1 代供試材料的株型株高存在母性遺傳和超親分離現(xiàn)象；葉長(zhǎng)、葉寬和佛焰苞長(zhǎng)表現(xiàn)為負(fù)向中親優(yōu)勢(shì)，偏母性遺傳；肉穗花序長(zhǎng)存在母性遺傳和正向中親優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。其中，雜交 F1 代“F紫嫣”和“F朱顏”主要觀賞性狀的雜種優(yōu)勢(shì)明顯，表現(xiàn)出超親優(yōu)勢(shì)，“F801\"雜種優(yōu)勢(shì)不明顯；自交后代“X102\"在株型株高表現(xiàn)出低親現(xiàn)象，葉片、佛焰苞和肉穗花序性狀優(yōu)勢(shì)系數(shù)不明顯，與親本差異不大。
表3 F1 代供試材料的性狀表現(xiàn)與遺傳優(yōu)勢(shì)分析
Table 3Trait performance and genetic advantage analysis of F1 generation test material
2.2“香妃”與 F1 代供試材料的佛焰苞顏色表現(xiàn)與差異“香妃”及其自交 F1 代“X102”雜交 F1 代（“F801\"“F紫嫣”“F朱顏”）佛焰苞的形態(tài)和顏色表現(xiàn)出不同程度的差異。通過英國(guó)皇家園藝學(xué)會(huì)比色卡（RHSCC）的比較觀測(cè)可知（圖1），母本“香妃”佛焰苞為窄卵圓形，無圓裂片，顏色為強(qiáng)紅紫色（RHS2015-N78-B，strong reddish purple）;“X102\"佛焰苞為窄卵圓形，無圓裂片，顏色為強(qiáng)紅紫色（RHS2015-72B，strongreddishpurple），顏色與“香妃\"差異不大；“F801”的佛焰苞為近圓形，無圓裂片，顏色為鮮紅色（RHS2015-44A，vividred）；“F紫嫣”佛焰苞為近圓形，無圓裂片，顏色為強(qiáng)紫紅色（RHS2015-73A，strong purplish red）；“F朱顏”的佛焰苞為中等卵圓形，無圓裂片，顏色為深紅色（RHS2015-53A，deep rad）。
圖1“香妃”與 F1 代供試材料的佛焰苞顏色表現(xiàn)
Fig.1Spathecolorexpressionof‘Fiorino'and F1 generationtestmaterial
母本“香妃”及其 F1 代供試材料的佛焰苞顏色的明度值L* 、紅/綠度值 a* 、黃/藍(lán)度值 b* 以及彩度值 c* 見表4。由表4可知，雜交 F1 代（“F801\"“F紫嫣”“F朱顏\"）佛焰苞的a*?b* 和 c* 值均顯著高于母本“香妃”，表現(xiàn)出顯著超親優(yōu)勢(shì)；其中，“F801\"的 L*?a* 和 c* 值顯著高于其余雜交代，說明其佛焰苞顏色表現(xiàn)優(yōu)異。“X102”作為“香妃”自交后代，佛焰苞的整體色差值與“香妃”差異不顯著，為無明顯特異性；紅度 （+a* ）和 c* 低于其他雜交 F1 代，藍(lán)度 （-b*） 與“香妃”接近。
2.3“香妃”與 F1 代供試材料的冷害指數(shù)比較低溫脅迫處理3d并恢復(fù)7d正常生長(zhǎng)后，各供試材料的不同器官均出現(xiàn)不同程度的冷害癥狀且冷害指數(shù)差異顯著（表5）。由表5可知，雜交 F1 后代“F801”和\"F朱顏”的葉片、葉柄、佛焰苞和花柄的冷害指數(shù)均較高，即“F801” gt; “F朱顏” gt; “香妃” gt;…X102\"gt;…F 紫嫣”。不同生理器官的冷害指數(shù)主要通過形態(tài)指標(biāo)直觀快速地判斷與評(píng)估，冷害指數(shù)與抗寒性呈負(fù)相關(guān)，冷害指數(shù)越大，說明抗寒性越差，冷害指數(shù)越小，則說明抗寒性越好。因此，供試材料的抗寒性表現(xiàn)為“F紫嫣” gt; “X102\"gt;“香妃” gt; “F朱顏” gt; “F801”。試驗(yàn)結(jié)果表明，與母本“香妃\"相比，“F801\"和“F朱顏”的抗寒性較差，“F紫嫣”和\"X102\"抗寒性較好。
表4“香妃\"與 F1"代供試材料的佛焰苞顏色差異分析Table4Analysisofspathecolordifferencesbetween‘Fiorino’and F1 generation test material
注：同列不同小寫字母表示不同樣本間差異顯著（ Plt;0.05， 。 L* 值.4 + ”表示偏亮，“-”表示偏暗； a* 值.“ + ”表示偏紅，“-”表示偏綠；b* 值“ + ”表示偏黃，“-”表示偏藍(lán)。
Note：Different lowercase letters indicate that different samples see significant differences（ Plt;0.05 ） ?L* value.\" + ”means brighter，“-\"means darker; a* value.“ + ”meansredder，“-”means grener; b* value. ： + ”meansyellower，“-\"means bluer.
表5低溫脅迫下“香妃”與 F1 代供試材料的冷害指數(shù)分析
Table5Cold damage index analysisof‘Fiorino’and F1 generation test material underlow temperature stress
注：同列不同小寫字母表示不同樣本間差異顯著（ 
。Note：Differentlowercaseletters indicate that different samplesseesignifi-cant differences（ Plt;0.05） ：
3結(jié)論與討論
在紅掌選育工作中，以傳統(tǒng)雜交育種為主進(jìn)行種質(zhì)改良和品種選育，株型和佛焰苞的遺傳改良是優(yōu)良品種篩選和培育的依據(jù)。通過分析，紅掌種質(zhì)資源遺傳多樣性，為其數(shù)量性狀遺傳和新品種選育提供理論依據(jù)與參考。目前關(guān)于紅掌的遺傳多樣性研究以形態(tài)特征和分子標(biāo)記為主，評(píng)價(jià)其種質(zhì)資源的遺傳多樣性和親緣關(guān)系，而對(duì)雜交后代性狀遺傳和分離的研究較少[6]。連子豪[通過紅掌雜交 F1 代主要形態(tài)性狀調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)其形態(tài)性狀存在廣泛分離和連續(xù)性變異的現(xiàn)象，遺傳多樣性水平較高，具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。康黎芳等8通過ISSR分子標(biāo)記對(duì)3個(gè)紅掌品種雜交后代進(jìn)行分子鑒定，發(fā)現(xiàn)葉片遺傳了母本葉型特征，佛焰苞遺傳父本特征，也說明雜交育種是紅掌遺傳改良的有效手段。該研究通過對(duì)“香妃”以及不同組合的 F1 代供試材料的遺傳性狀調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，“香妃”子代的株型株高有母性遺傳和超親分離現(xiàn)象；葉長(zhǎng)、葉寬和佛焰苞性狀表現(xiàn)為負(fù)向中親優(yōu)勢(shì)偏母性遺傳；肉穗花序存在母性遺傳和正向中親優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。雜交后代的雜種優(yōu)勢(shì)明顯，也表現(xiàn)出一定的超親優(yōu)勢(shì)，自交后代與父母本性狀差異不顯著，部分性狀表現(xiàn)出退化和低親現(xiàn)象。
花色是觀賞植物最重要的觀賞性狀之一，也是顯而易見的性狀表現(xiàn)，紅掌佛焰苞的顏色差異和純度表現(xiàn)是紅掌選育和分類的重要參考依據(jù)[。近年來，關(guān)于紅掌花色各參數(shù)，花色遺傳及分子機(jī)制研究逐漸取得部分成果。傳統(tǒng)上，花色的描述大多通過肉眼觀測(cè)和判斷，存在某種程度上的誤差，而色差儀可以精確地測(cè)量佛焰苞顏色的差異與純度等重要參數(shù)，減少外界影響。陳艷梅通過對(duì)白花和紅花雜交的紅掌 F1 代佛焰苞顏色進(jìn)行色差分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過正態(tài)分布檢驗(yàn)
值色差參數(shù)能精確測(cè)量佛焰苞的色差，且表現(xiàn)為連續(xù)性變異，基本符合正態(tài)分布。該研究中佛焰苞的顏色表現(xiàn)主要采用比色卡（RHSCC）視覺比對(duì)與色差儀Lab色差參數(shù)結(jié)合進(jìn)行測(cè)定，色差儀可以精確數(shù)據(jù)化測(cè)量其顏色差異與表現(xiàn)效果，與比色卡視覺表現(xiàn)相符，分析發(fā)現(xiàn)其雜交后代的佛焰苞顏色表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，紅度 （+a*） 和色彩純度（ c* ）表現(xiàn)較好，其中“F801\"顏色特異性表現(xiàn)最佳，但其株型和抗寒性較差。根據(jù)陳艷艷研究結(jié)果，紅掌不同形態(tài)性狀之間的遺傳均呈復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性，基因互作明顯，各性狀之間可進(jìn)行獨(dú)立遺傳。因此，在進(jìn)行親本選擇和優(yōu)良單株篩選時(shí)可以采用相關(guān)選擇法，選擇相關(guān)性目標(biāo)性狀同步開展育種工作。“F801”具有佛焰苞改良潛力，可根據(jù)相關(guān)性狀育種目標(biāo)作為回交或側(cè)交親本，有利于后續(xù)紅掌育種中特異性狀篩選工作，實(shí)現(xiàn)多重育種目標(biāo)，提高育種效率，縮短育種年限。
在低溫脅迫下，對(duì)不同紅掌品種開展耐寒性評(píng)價(jià)及研究，有利于紅掌耐寒新品種培育及溫室栽培管理技術(shù)的提高，從而提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。目前，在紅掌耐寒性的研究中主要采用形態(tài)結(jié)構(gòu)和抗性生理指標(biāo)，以及分子生物學(xué)和基因表達(dá)等方面來選育耐寒紅掌品種[10]。耐寒評(píng)價(jià)中基本而有效的評(píng)價(jià)方法是在低溫脅迫下，根據(jù)受冷害情況直觀評(píng)價(jià)不同品種的耐寒能力，可將其作為抗寒性選育的重要指標(biāo)之_[1-12]。張棟梁[13]對(duì)20個(gè)紅掌品種進(jìn)行低溫脅迫，依據(jù)各品種的冷害形態(tài)表現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)了4個(gè)器官的冷害指數(shù)，并通過主成分綜合得分結(jié)合聚類分析，驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性與穩(wěn)定性。李心等[14]通過形態(tài)冷害指數(shù)和生理指標(biāo)，對(duì)5個(gè)品種的耐寒能力高低進(jìn)行分析，驗(yàn)證了其耐寒性與生理指標(biāo)的相關(guān)性，并篩選了2個(gè)新的紅掌種質(zhì)資源。筆者以不同生理器官形態(tài)（葉片、葉柄、佛焰苞和花柄）的冷害指數(shù)為參考，分別比較子代與對(duì)照親本間的耐寒性高低，結(jié)果表明“F801\"和“F朱顏”的耐寒性較差，“F紫嫣”和“X102”耐寒性較好。由于紅掌遺傳背景復(fù)雜，不同抗性種質(zhì)的抗性基因來源不同，其耐寒性與親本間的關(guān)系，以及其遺傳規(guī)律和抗性表現(xiàn)，還需對(duì)紅掌抗性進(jìn)行系統(tǒng)的研究，探尋其抗性遺傳機(jī)制。
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