郭睿達，曾凡鎖，詹亞光*，李淑娟耿慧杰，張桂芹，姚盛智，徐云剛

（1.東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)院，哈爾濱150040;2.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，哈爾濱150040;3.黑龍江省帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江伊春 153000）

近年來，在林木雜交育種的策略上有很大的發(fā) 展。在林木雜交育種的早期都用種內(nèi)隨機遇到的、未經(jīng)選擇的個體作雜交親本，而研究的主體是對F1的選擇，這種策略可稱為CS（Cross和Selection）二階段育種程序。近30 a的林木遺傳研究發(fā)現(xiàn)，種內(nèi)變異在多水平上，即在產(chǎn)地間、群體間、個體間和個體內(nèi)廣泛存在，學(xué)者們開始修改雜交育種策略，以便把群體間和群體內(nèi)基因型的變異都用于雜交親本選擇，從而使雜交育種進入了SCS（Selec－tion、Cross和Selection）三階段育種時代。后來，為了使育種策略由一次性短周期育種研究向以輪回選擇為基礎(chǔ)的多世代長期改良方向發(fā)展，育種學(xué)家提出了在兩個雜交用親本種中先進行配合力測定和改良，再用高配合力基因型作種內(nèi)和種間雜交親本的育種策略，可稱作 BSCS（Breeding、Selection、Cross 和 Selection）四階段育種程序［1－2］。

為了更科學(xué)地選擇、選配雜交親本，提高育種的預(yù)見性，近年來，重視加強了遺傳規(guī)律的研究，以了解親屬之間的關(guān)系。分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展也為雜交育種這一古老的方法注入了新的活力［3－4］。

許多白蠟屬內(nèi)的樹種都具有十分優(yōu)良的生物性狀。例如:水曲柳是優(yōu)質(zhì)木材，木材硬度強，用途廣泛，耐寒耐鹽堿，抗蟲能力強，經(jīng)濟價值較高等;絨毛白蠟繁殖容易，適應(yīng)性強，耐鹽堿，耐瘠薄，耐修剪，耐水濕，抗病蟲害，抗有毒氣體，樹形美觀，是城市綠化、農(nóng)田林網(wǎng)化的優(yōu)良樹種［5－6］。小葉白蠟的樹形美觀，樹勢挺拔，抗寒抗旱性強，較耐鹽堿，是干旱地區(qū)較好的綠化樹種，同時也是理想的園林樹種，應(yīng)用非常廣泛［7］。大葉白蠟抗旱性強，生長迅速，根系發(fā)達，防沖固土作用好，是營造水土保持林的良好樹種［8］。如果能夠成功實現(xiàn)這些白蠟屬樹種的種間雜交，選育出匯集這些親本優(yōu)良生物性狀的雜種F1代，將對我國林木新品種的選育起到巨大的推動作用。然而白蠟屬種間雜交報道極少，僅見歐洲白蠟和美國白蠟的成功報道，尚未見水曲柳與白蠟屬其他樹種的種間雜交的報道［9－11］;目前僅本研究團隊報道獲得水曲柳與大葉白蠟、小葉白蠟和絨毛白蠟的種間雜交種。前期工作已經(jīng)證明雜交種在抗旱、耐鹽堿及生長性狀均顯示出明顯的雜種優(yōu)勢，但尚未對種子性狀進行研究。本研究通過對已經(jīng)獲得的黑龍江省當(dāng)?shù)厮c絨毛白蠟、小葉白蠟和大葉白蠟的不同種源和不同無性系之間進行種間雜交所得到的雜交種的種子性狀（千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬）的變異進行分析比較，進而從雜交種F1的種子性狀方面研究其雜種優(yōu)勢及不同親本種源和不同親本無性系對雜種后代的影響。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

母本水曲柳（Fraxinus mandshurica）為取自黑龍江省帶嶺的種源;父本分別為大葉白蠟（取自新疆和北京種源），絨毛白蠟（取自天津和盤錦種源），小葉白蠟（取自新疆和北京種源）。每種作為親本的白蠟樹種包括不同的無性系。雜交種為母本水曲柳與不同白蠟樹種、不同種源父本的雜交種F1和不同無性系的母本和父本間的雜交種F1。本試驗的材料為以上親本和雜交種F1的種子。

1.2 試驗方法

每種雜交組合得到的雜交種F1代及親本的種子成熟采收后統(tǒng)計得到種子的千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬這些特征性數(shù)據(jù)。每個處理3次重復(fù)。

用SPSS軟件對得到的種子性狀方面的數(shù)據(jù)進行方差分析，比較雜交種和親本的異同。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種間雜交種F1代及親本的自由授粉子代種子性狀分析

水曲柳與3種白蠟的雜交種F1及親本的自由授粉后代的種子性狀調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 水曲柳與3種白蠟的雜交種F1及其親本的種子性狀調(diào)查結(jié)果Tab.1 The survey results of the traits of seeds on the hybrid F1 between Fraxinus mandshurica and three kinds of Fraxinus chinensis

由表1可知，水曲柳與三種白蠟的雜交種F1的種子千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬均高于親本。說明水曲柳與三種白蠟的種間雜交種在種子性狀方面具有雜種優(yōu)勢。方差分析結(jié)果表明，水曲柳與三種白蠟種雜交得到的雜交種的種子性狀沒有顯著差異，說明以不同白蠟樹種為父本對雜交種F1

的種子性狀沒有顯著影響。

2.2 父本的種源不同對雜交種F1種子性狀的影響

母本水曲柳與不同種源父本雜交得到的雜交種F1的種子性狀見表2。

表2 與不同種源父本雜交得到的雜種F1的種子性狀調(diào)查結(jié)果Tab.2 The survey results of seed traits of hybrid F1 hybridizing with male parents of different provenances

對與不同種源父本雜交的雜種F1的各類種子性狀的調(diào)查數(shù)據(jù)進行了方差分析和多重比較，結(jié)果表明，這6種不同雜交組合中，任何兩種雜交組合間雜種F1代的種子性狀的差異均不顯著。這說明父本種源的差異對雜交后代的種子性狀沒有顯著影響。

2.3 母本基因型對雜種F1代種子性狀的影響

以新疆大葉白蠟的雄株為父本，比較其與母本水曲柳的9個株系的雜交種F1代的種子性狀。

父本新疆大葉白蠟與不同基因型母本雜交的雜種F1代的種子性狀調(diào)查結(jié)果及多重比較結(jié)果見表3和4。由表3可知，父本新疆大葉白蠟與9種母本基因型雜交得到的雜交種F1的種子的千粒重變異幅度為 82.60～54.54 g，翅長變異幅度為33.27 ～26.48 mm，翅寬變異幅度為 9.09 ～ 6.80 mm，翅長/翅寬的變異幅度為 4.51～2.92。方差分析及表4的多重比較結(jié)果表明，這9種雜交組合的雜交種F1的種子的千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬的差異均極顯著。說明母本基因型不同對雜交種F1的種子性狀有比較明顯的影響。

表3 與不同基因型母本雜交的雜種F1代種子性狀調(diào)查結(jié)果Tab.3 The survey results of the traits of seeds of hybrid F1 hybridizing with female parents of different genotypes

表4 9種雜交組合的多重比較結(jié)果Tab.4 Multiple comparisons of nine hybridized combinations

2.4 父本基因型對雜種F1代種子性狀的影響

以新疆大葉白蠟為例，在母本相同的情況下，分析比較7個不同父本基因型對不同雜交組合的雜種F1的種子性狀的影響。

母本新疆大葉白蠟與不同基因型父本雜交的雜種F1代的種子性狀及多重比較結(jié)果見表5和表6。

表5 與不同基因型父本雜交的雜種F1代種子性狀調(diào)查結(jié)果Tab.5 The survey results of the seed traits of hybrid F1 hybridizing with male parents of different genotypes

表6 7種雜交組合的多重比較結(jié)果Tab.6 Multiple comparisons of seven hybridized combinations

由表6可知，母本新疆大葉白蠟與7種不同父本基因型雜交得到的雜種F1的千粒重的變異幅度為70.49 ～ 61.00 g，翅長的變異幅度為 31.07 ～28.15 mm，翅寬的變異幅度為 7.78 ～ 7.44 mm，翅長/翅寬的變異幅度為4.15～3.65。方差分析及表4的多重比較結(jié)果表明，7種與不同基因型父本的雜交組合得到的雜種F1代種子的千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬均差異不顯著，而且7種雜交組合中任何兩種雜交組合之間的種子性狀均差異不顯著。說明父本基因型不同對雜交種的種子性狀沒有顯著影響。

2.5 花粉經(jīng)高壓靜電場處理對雜交種F1代的種子性狀的影響

以水曲柳與新疆大葉白蠟的雜交組合為例，花粉經(jīng)過適宜高壓靜電場處理的雜交種F1代和花粉未經(jīng)過高壓靜電場處理的雜交種F1代的種子性狀比較結(jié)果見表7。

由表7可看出，花粉經(jīng)過適宜高壓靜電場處理的雜種F1代的千粒重、翅長、翅寬和翅長/翅寬這4個種子性狀的結(jié)果沒有明顯差異。說明花粉經(jīng)過適宜高壓靜電場處理對雜交后代的種子性狀沒有明顯影響。

表7 雜種F1代的種子性狀Tab.7 The seed traits of hybrid F1

3 討論與建議

以不同白蠟樹種作父本，及父本種源或基因型不同對雜種F1代的種子性狀均沒有顯著影響而母本基因型對雜種F1代的種子性狀影響很大;一方面可能由于雜交組合尚少、花粉由新疆運到黑龍江生命力下降，另一方面，可能種皮和種翅由母本形成，因此其基因型的作用更大的緣故?；ǚ劢?jīng)適宜高壓靜電場處理后對雜種F1代的種子性狀沒有顯著影響，可能是因為種子性狀主要由母本決定，而花粉是來源于父本。

本試驗是水曲柳分別與白蠟屬內(nèi)的3個不同品種進行種間雜交的，這樣一來親本在遺傳基礎(chǔ)、地理位置和生態(tài)差異等方面就具有非常大的差異。在地理位置和生態(tài)差異方面的大跨度的種間雜交一定會增加種間雜交育種的難度，不過同時也必將會獲得更多、更豐富的遺傳變異。本研究所涉及的白蠟屬種間雜交獲得的雜交組合數(shù)量和雜交種子數(shù)量都很多，如此豐富而多樣的遺傳變異為雜交種F1代優(yōu)良基因型的選擇提供了可能。探討雜交種在種子性狀上所具有的優(yōu)勢，將為白蠟屬種間雜交的雜種優(yōu)勢研究積累實驗資料。可以利用此雜交優(yōu)勢，從中篩選出抗旱、抗寒、抗鹽堿性等抗逆性更強，品質(zhì)更好的優(yōu)良雜交新品種。然而，通過雜交育種所取得的雜交種子只是開始，雜種只有經(jīng)過培育、鑒定，最后選育出具有優(yōu)良品質(zhì)的雜交品種，才能真正的實現(xiàn)雜交育種的目的。

由于通過雜交育種所得后代的雜種優(yōu)勢不是任何階段都會表現(xiàn)出優(yōu)勢，而是只能在其發(fā)育的某個階段表現(xiàn)出來;再者，雜交種不是在任何環(huán)境下都能夠優(yōu)于親本，表現(xiàn)出其雜種優(yōu)勢。此外，雜交種的優(yōu)良性狀也不一定在雜種苗的幼年階段就會全部表現(xiàn)，而是需要經(jīng)過很長一段時間的生長發(fā)育之后才能逐步顯現(xiàn)其優(yōu)勢，所以要確定雜交種是否在種子性狀方面具有雜種優(yōu)勢，要經(jīng)過長時間的觀察，記錄其數(shù)據(jù)，并對所得數(shù)據(jù)進行綜合的分析和比較之后才能得出結(jié)論。所以在對雜種優(yōu)勢的估計方面必須謹(jǐn)慎。對性狀表現(xiàn)優(yōu)良的無性系，要挑選出來進行區(qū)域化栽培試驗之后才能得出最后結(jié)論。

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