柯歡 嚴(yán)丹峰 劉信凱

山茶屬Camellia紅山茶組Sect.Camellia的原生種具有重要的觀賞價(jià)值和育種價(jià)值，據(jù)報(bào)道，世界上80%的山茶花品種均是直接或間接通過(guò)山茶屬紅山茶組的原生物種雜交繁育而成[1]。杜鵑葉山茶Camellia azalea，又稱杜鵑紅山茶或假大頭茶，是紅山茶組中唯一具有四季開(kāi)花特性的原生物種，其余紅山茶組原生種的花期則主要集中在冬季、春季，通過(guò)杜鵑葉山茶與紅山茶組物種之間進(jìn)行雜交育種，有望獲得夏季開(kāi)花的山茶花雜交新品種[2～4]。目前關(guān)于杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種間的雜交育種報(bào)道并不多見(jiàn)[5～9]，筆者所在的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年來(lái)對(duì)杜鵑葉山茶與紅山茶組原生物種間的雜交育種實(shí)驗(yàn)，培育出夏季開(kāi)花的山茶花新品種。現(xiàn)對(duì)杜鵑葉山茶與10個(gè)山茶屬紅山茶組原生物種的種間雜交親和性進(jìn)行報(bào)道。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 雜交育種材料與方法

2010—2012 年，在棕櫚生態(tài)城鎮(zhèn)發(fā)展股份有限公司肇慶高要基地內(nèi)開(kāi)展杜鵑葉山茶的雜交育種試驗(yàn)。隨機(jī)選擇生長(zhǎng)健壯的杜鵑葉山茶嫁接苗為親本育種材料，與山茶屬紅山茶組其余10個(gè)原生種進(jìn)行正交和反交的雜交授粉試驗(yàn)（表1），授粉后套袋標(biāo)記，采收成熟的雜交果實(shí)并播種，繁育其雜交苗F1代，具體按照劉信凱等[10]介紹的方法進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

觀測(cè)和記錄20個(gè)雜交組合的授粉花數(shù)、結(jié)果數(shù)、種子數(shù)和種子破土出苗數(shù)，并計(jì)算結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率以及出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比。其中：結(jié)果率=結(jié)果數(shù)/授粉花數(shù)×100%；每果平均結(jié)種子數(shù)=采收種子總數(shù)/采收果實(shí)總數(shù)；出苗率=種子破土出苗數(shù)/播種子總數(shù)×100%；出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比=種子破土出苗數(shù)/授粉花數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析由Excel2003和SAS8.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交組合的雜交親和性分析

杜鵑葉山茶與紅山茶組10個(gè)物種正交時(shí)的結(jié)果率不高（表2），平均結(jié)果率僅為8.66%。有60%的雜交組合的結(jié)果率＞10%，其父本由結(jié)果率高至低排列依次為滇山茶、多齒紅山茶、南山茶、全緣紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、浙江紅山茶；剩余4個(gè)雜交組合的結(jié)果率均極低。

據(jù)報(bào)道，杜鵑葉山茶自然雜交的每果結(jié)種子數(shù)約為2.88粒[18]。杜鵑葉山茶與紅山茶組10個(gè)物種正交時(shí)有80%的正交組合的每果平均結(jié)種子數(shù)低于杜鵑葉山茶自然雜交，其中以毛蕊紅山茶為父本的雜交組合最低，僅為1.00粒；只有以怒江紅山茶、厚葉紅山茶為父本的雜交組合的每果平均結(jié)種子數(shù)高于杜鵑葉山茶自然雜交，分別達(dá)到3.40粒和3.00粒。

表1 雜交育種親本材料及其結(jié)果屬性

杜鵑葉山茶的10個(gè)正交組合的出苗率較低，平均值僅為33.30%，出苗率最高的組合不超過(guò)50%。其中，70%的雜交組合的種子出苗率均＞30%，其父本由出苗率高至低排列分別為怒江紅山茶、浙江紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、尖萼紅山茶、多齒紅山茶、南山茶、全緣紅山茶。而剩余的以滇山茶、厚葉紅山茶和毛蕊紅山茶為父本的雜交組合出苗率分別為28.13%、22.22%和0。

在杜鵑葉山茶10個(gè)正交組合中，育種效率最高的4個(gè)父本分別為多齒紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、浙江紅山茶、南山茶，雜交組合的出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比為0.10～0.13，其中多齒紅山茶和長(zhǎng)毛紅山茶的育種效率相同；其次為全緣紅山茶、滇山茶、尖萼紅山茶，雜交組合的出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比為0.07～0.09；再次為怒江紅山茶、厚葉紅山茶，雜交組合的出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比分別為0.04和0.01；以毛蕊紅山茶為父本的雜交組合的育種效率為0。

表2 杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種正交組合的雜交親和性分析

表3 杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種反交組合的雜交親和性分析

綜合結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比4項(xiàng)指標(biāo)可知，以杜鵑葉山茶為母本的10個(gè)正交組合中，父本為毛蕊紅山茶時(shí)與杜鵑葉山茶雜交不親和，多齒紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、南山茶等為父本時(shí)的雜交親和性和育種效率在10個(gè)組合中較高。

2.2 反交組合的雜交親和性分析

研究10個(gè)杜鵑葉山茶與紅山茶組的反交組合（表3）可知，其平均結(jié)果率不高。僅有40%的反交組合的結(jié)果率≥10%，其母本按結(jié)果率由高到低排列分別為滇山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、多齒紅山茶、尖萼紅山茶；結(jié)果率居中的母本由高至低依次為全緣紅山茶、南山茶、浙江紅山茶、毛蕊紅山茶，結(jié)果率為5.56%～8.57%；杜鵑葉山茶與厚葉紅山茶、怒江紅山茶反交時(shí)的結(jié)果率極低，分別僅為2.22%和1.11%。

杜鵑葉山茶與紅山茶組反交組合的每果平均結(jié)種子數(shù)較高，平均值達(dá)到4.77粒。反交組合中每果平均結(jié)種子數(shù)高于平均值的母本分別為南山茶、浙江紅山茶、怒江紅山茶、多齒紅山茶。而以毛蕊紅山茶為母本時(shí)的每果平均結(jié)種子數(shù)最少，僅為1.80粒。

杜鵑葉山茶與10個(gè)紅山茶組物種反交時(shí)，70%的組合的出苗率≥50%，其母本由出苗率高至低依次為多齒紅山茶、怒江紅山茶、南山茶、浙江紅山茶、尖萼紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、厚葉紅山茶。而出苗率最低的雜交組合—全緣紅山茶×杜鵑葉山茶也達(dá)到了36.96%。

10個(gè)杜鵑葉山茶的反交組合的出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比的平均值達(dá)到0.20，其中，出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比≥0.20的組合占了60%，其母本由比值高至低排列依次為多齒紅山茶、南山茶、浙江紅山茶、滇山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、尖萼紅山茶；出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比最低的組合母本為怒江紅山茶、厚葉紅山茶、毛蕊紅山茶，表明杜鵑葉山茶與三者反交時(shí)的雜交效率最低。

以杜鵑葉山茶為父本的10個(gè)反交組合中，綜合結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比4項(xiàng)指標(biāo)可知，怒江紅山茶、厚葉紅山茶、毛蕊紅山茶為母本時(shí)的雜交親和性和育種效率最低，遠(yuǎn)低于其他種類；多齒紅山茶、南山茶、浙江紅山茶、滇山茶、長(zhǎng)毛紅山茶等為母本的雜交親和性和育種效率最高。

2.3 正反交組合的親和性Duncan排序分析

對(duì)杜鵑葉山茶正反交組合的結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比等指標(biāo)進(jìn)行Duncan排序分析（表4）。杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種間正交組合的結(jié)果率平均值是反交組合的1.16倍，差異未達(dá)到顯著（p<0.05）；反交組合的每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比的平均值分別是正交組合的1.99倍、1.71倍、2.50倍，差異均達(dá)到極顯著（p<0.01）。故雖然杜鵑葉山茶正交組合的結(jié)果率稍高，但其反交組合的每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比3個(gè)指標(biāo)均顯著于正交組合。因此，杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種間反交時(shí)的雜交親和性和育種效率顯著高于正交組合。

表4 杜鵑葉山茶與紅山茶組原生種間雜交的Duncan排序分析

表5 紅山茶組10個(gè)原生種與杜鵑葉山茶雜交親和性指標(biāo)比較

圖1 紅山茶組10個(gè)物種與杜鵑葉山茶的雜交親和性平均距離聚類分析

2.4 雜交親和性綜合分析

以10個(gè)山茶屬紅山茶組物種與杜鵑葉山茶正反交的結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)、出苗率、出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比4項(xiàng)指標(biāo)的平均值（表5）進(jìn)行平均距離聚類分析①對(duì)4個(gè)指標(biāo)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使其均值為0、標(biāo)準(zhǔn)偏差為1，再進(jìn)行平均距離聚類分析。（圖1）可知：在參試的10個(gè)紅山茶組物種中，多齒紅山茶與杜鵑葉山茶的雜交親和性最佳，其次為南山茶、浙江紅山茶；尖萼紅山茶、長(zhǎng)毛紅山茶、滇山茶、全緣紅山茶與杜鵑葉山茶的雜交親和性居中；厚葉紅山茶、怒江紅山茶與杜鵑葉山茶的雜交親和性較差；毛蕊紅山茶與杜鵑葉山茶的雜交親和性最差。

3 結(jié)論與討論

在20個(gè)紅山茶組與杜鵑葉山茶的雜交組合中，雜交親和性和育種效率最高的組合為多齒紅山茶×杜鵑葉山茶，出苗數(shù)與授粉花數(shù)之比遠(yuǎn)高于其他組合，結(jié)果率、每果平均結(jié)種子數(shù)和出苗率3項(xiàng)指標(biāo)均排在前列；雜交親和性和育種效率最低的組合為杜鵑葉山茶×毛蕊紅山茶，結(jié)果率最低，僅為1.76%，且種子不能萌發(fā)，出苗率為0，表明杜鵑葉山茶與毛蕊紅山茶正交的親和力極差。

杜鵑葉山茶與多齒紅山茶、浙江紅山茶、南山茶等7個(gè)紅山茶組物種正交時(shí)的結(jié)果率高于反交時(shí)，僅有與尖萼紅山茶、厚葉紅山茶和毛蕊紅山茶在反交時(shí)的結(jié)果率比正交時(shí)更高。這表明在紅山茶組中，與杜鵑葉山茶進(jìn)行雜交時(shí)，以其作為母本進(jìn)行授粉，獲得較高結(jié)果率的概率較大。

杜鵑葉山茶與10個(gè)紅山茶物種反交時(shí)的每果平均結(jié)種子數(shù)均高于正交，這與杜鵑葉山茶的生物學(xué)特性有很大關(guān)系：杜鵑葉山茶的每果結(jié)種子數(shù)較少，平均約為2.88粒[18]，相比之下，不少紅山茶組物種的每果結(jié)種子數(shù)要多于杜鵑葉山茶，如南山茶、厚葉紅山茶、多齒紅山茶的每果結(jié)種子數(shù)分別為10～21粒、9～15粒、9～16 粒[11～17]。因此，在紅山茶組中，以杜鵑葉山茶為父本進(jìn)行雜交，在同等授粉花朵數(shù)的情況下，往往能夠獲得更多的雜交種子。

杜鵑葉山茶與10個(gè)紅山茶物種反交時(shí)的出苗率均高于正交，這也與杜鵑葉山茶的生物學(xué)特性直接相關(guān)：據(jù)李辛雷等[18]報(bào)道，杜鵑葉山茶成熟果實(shí)中飽滿種子僅占43.29%，對(duì)飽滿種子進(jìn)行活力檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)有活力種子僅占35%；據(jù)羅曉瑩等[19]報(bào)道，杜鵑葉山茶飽滿種子僅占調(diào)查總數(shù)的40%，有活力種子比例為73%，平均萌發(fā)率為38%?？梢?jiàn)杜鵑葉山茶的有效種子較少，質(zhì)量較差，種子向幼苗的轉(zhuǎn)化率低。而不少紅山茶組物種的發(fā)芽率遠(yuǎn)高于杜鵑葉山茶的發(fā)芽率[11,13,20～21]。因此，以杜鵑葉山茶為父本與紅山茶組物種進(jìn)行雜交，種子萌發(fā)率與成苗率會(huì)更高。

在10個(gè)紅山茶物種當(dāng)中，毛蕊紅山茶與杜鵑葉山茶的雜交親和性最低，一方面是由于種間親和性不高：毛蕊紅山茶在自然條件下自花授粉時(shí)的每果平均結(jié)種子數(shù)達(dá)到8.19粒[14]，在本實(shí)驗(yàn)中，杜鵑葉山茶×毛蕊紅山茶、毛蕊紅山茶×杜鵑葉山茶的每果平均結(jié)種子數(shù)分別為1.00粒和1.80粒，遠(yuǎn)低于前者。另一方面也與毛蕊紅山茶自身的生物學(xué)特性有關(guān)：毛蕊紅山茶在自然條件下自花授粉時(shí)，其平均結(jié)果率僅為15.2%～30.3%，種子中不飽滿種子比例達(dá)16.60%，種子敗育率較高[14]。