吳麗君, 陳 達, 陳文榮, 李吉云
(1.福建省林業(yè)科學研究院,福建 福州 350012;2.福建省國有來舟林業(yè)試驗場,福建 南平 353004;3.龍巖市永福老吉園藝有限公司,福建 龍巖 364400)
金花茶[1-2]組植物是山茶科山茶屬植物中唯一開金黃色花的珍稀觀賞植物,素有“植物界的大熊貓”、“茶族皇后”[3]之美稱.目前,已知的金花茶組植物有42種5變種,除越南北部產10多種及我國云南、貴州、四川各產1種外,其余29種5變種均產于我國廣西南部、西南部[4],這些物種的發(fā)現(xiàn)極大地豐富了山茶屬植物花色的種質資源,是最為珍貴的雜交育種親本材料.金花茶的金黃色花朵花色獨特,極具光澤,但其花徑小,葉片較大,降低了觀賞價值及商業(yè)價值;且金花茶對氣候環(huán)境的適應性不及其他山茶屬植物[5].而數以千計的被廣泛應用于庭園美化、盆栽觀賞的山茶花還沒有開發(fā)出一個開金黃色花朵的品種[6].因此,不論是以培育適應性強的金花茶,擴大其栽培區(qū)域、應用范圍,還是以培育黃色重瓣大花型山茶花為雜交育種目標,開展金花茶組植物組內雜交或與山茶屬其他親本的雜交均是山茶屬植物種質創(chuàng)新的重要研究方向.
在國內,前人[5-12]于20世紀70年代初就開展了以金花茶、山茶花為父母本的遠緣雜交研究,培育了‘冬月’、‘新黃’等雜交新品種,其中,‘新黃’、‘金背丹心’成功地登錄中國茶花名錄[12].在國外,日本、美國、澳大利亞等自20世紀70年代末從我國引種金花茶種質資源后,培育出了‘黃達’、‘黃繡球’等淡黃色花的雜交品種[5].由于金花茶遠緣雜交座果率極低,并未取得理想的育種效果.要實現(xiàn)高觀賞、高商業(yè)價值的黃色大花型、重瓣、帶香氣、適應性強的山茶花新品種育種目標,還有必要擴大雜交組合,改進雜交技術,提高雜交座果率、成果率.
以4種金花茶組植物、3種油茶組植物、7個山茶花品種或栽培品種為雜交親本材料,各親本樹齡、花期、花色等特征見表1.
表1 雜交親本特征Table 1 Characteristics of hybrid parents
試驗地點設在福建漳平永福老吉園藝場簡易溫室大棚(試驗點Ⅰ)及南平福建省國有來舟林業(yè)試驗場場部闊葉林下(試驗點Ⅱ).雜交時間為2015年2月10日至3月10日、2016年2月10日至3月10日的每天9:30—12:00.選擇母本樹冠外圍、直立向上、無病蟲害、發(fā)育健壯的花枝,每一花枝選留1~2朵即將“松口”的花蕾,保留花蕾的大部分花瓣,采用蕾期授粉[13]及隔天連續(xù)授粉3次的重復授粉方法.授粉后,套袋并做標記,未授粉的花蕾全部摘除,以減少養(yǎng)分消耗.
雜交后,定期、不定期對各雜交組合的座果、果實發(fā)育情況進行觀察記錄.于2015年5月23—24日(授粉后約70~100 d,此時大多果徑約1 cm)統(tǒng)計座果率(座果數/雜交花數×100%).果實采收時,統(tǒng)計成果率(果實數/雜交花數×100%)[13].果實發(fā)育前期以施氮肥為主;果徑1 cm后每月噴施1次0.1% KH2PO4保果肥,以促進果實發(fā)育.
2015年在兩個試驗點設置了30個雜交組合,2016年在試驗點Ⅰ重復10個雜交組合(試驗點Ⅱ,因2016年2月的極端低溫天氣,金花茶授粉及未授粉的花蕾均受凍害褐化脫落),比較各組合的雜交效果.選為母本的金花茶組植物、油茶組植物或山茶花均為樹型好、樹冠大、結果量大、抗病蟲害能力強的母樹.
雜交果成熟后及時采收.雜交種子采用無菌播種、常規(guī)播種的方法隨采隨播.常規(guī)播種:將未經處理的雜交種子直接播種在黃心土+泥炭土+椰糠(1∶1∶1)的混合基質(花盆內)上,覆土1 cm,再覆蓋薄膜保濕、保溫,等苗木出土后進行常規(guī)的水、肥管理和養(yǎng)護.無菌播種:參照組培技術的外植體無菌處理方法,將雜交種子播種在無菌基質上.觀察種子的萌發(fā)情況,播種3個月后,統(tǒng)計各雜交組合種子的萌發(fā)率,對苗高定期測量,對苗期形態(tài)進行觀察對比.
各雜交組合的雜交效果如表2所示.
表2 30個雜交組合的座果率、成果率Table 2 Fruit setting rate and fruit rate of 30 different hybrid combinations
從表2可見:2015年試驗點Ⅱ的15個雜交組合中,11個組合是可孕的,座果率為2.8%~40.0%,僅東南油茶♀與防城金花茶♂,浙江紅花油茶♀與防城金花茶♂、凹脈金花茶♂3個組合獲得雜交果,但種粒不飽滿或為空粒,未獲得可育的雜交種子(表3).試驗點Ⅰ的15個組合中,14個組合是可孕的,其中,6個組合的雜交果在發(fā)育過程中敗育或落果,未獲得果實,8個組合獲得了75個雜交果,共331粒雜交種子(表3).試驗點Ⅰ與Ⅱ的雜交效果差異極大,除了不同組合親和力差異造成外,也可能與試驗設施條件差異有關.試驗點Ⅰ的雜交母本種植于簡易大棚內,授粉成功率、保果率受自然天氣的影響較小,各組合均沒有明顯的生理落果及病蟲害引起的落果高峰;而試驗點Ⅱ的雜交母本在風雨后,就出現(xiàn)明顯的落果.可見,簡易大棚對雜交授粉、座果、保果起著一定的保護作用.
各組合的雜交親和力差異極大,金花茶組內種間的雜交成果率明顯大于組外種間雜交.從表2可見:試驗點Ⅱ成果率最高的組合為黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂,其2015、2016年的成果率分別為37.3%、19.0%,該組合2年共獲得363粒雜交種子(表3);2016年的座果率、成果率均低于2015年,可能與母本樹勢因雜交授粉而衰弱有關.2015年,凹脈金花茶♀與‘烈香’♂、‘大美人’♂、黃樽薄葉金花茶♂,黃樽薄葉金花茶♀與‘克瑞墨’♂、杜鵑紅山茶♂,防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂,‘越南抱莖茶’♀與黃樽薄葉金花茶♂等7個組合的成果率均為1%~10%;2016年,10個組合中有6個組合獲得雜交果,其中,凹脈金花茶♀與‘烈香’♂、防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂也獲得理想的成果率,分別為19.3%、24.4%.
表3 雜交果、種子的形態(tài)特征1)Table 3 Characteristics of hybrid fruit and seeds
1)雜交組合號與表2的對應.
相同親本正反交的親和力差異極大.2015、2016年防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂的成果率分別為10.0%、24.4%,而反交組合均未得雜交果,表明‘越南抱莖茶’不適宜作為雜交母本.
雜交果果熟期更接近母本.凹脈金花茶母本的雜交果在10中下旬已陸續(xù)成熟開裂,直至11月中旬;而以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果至11月中旬才見個別果皮轉色,成熟期至12月中旬;兩類雜交果的成熟期大約相差1個月.
雜交果的形狀、大小、果色也更接近母本性狀,表明母本果實性狀的遺傳表現(xiàn)力極強.從表3和圖1A、1B可見,以凹脈金花茶為母本的雜交果外形均呈南瓜狀、有5~6個明顯的果瓣狀,果徑3.0~3.8 cm,果重6.7~14.8 g,幼果、成熟果均呈醬紫紅色,接近新葉葉色.以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果果實呈扁圓形,似溫州蜜柑,果徑4.2~6.6 cm,果實大小差異較大,最大果的果徑是最小果的4倍,果皮青綠色,成熟時部分轉為淡紫紅色,果實有3~6粒種子,種粒重2.10~3.75 g,種子近圓形、褐色.以東南油茶為母本的果實較小,呈小圓球形,但種子發(fā)育不良.以浙江紅花油茶為母本的果實似圓球形,果徑較大(5.8~6.6 cm),但均屬無子果實,表明母本并未經授精而結實,母本花蕾的子房與其他結構發(fā)育成果實,屬“雜交假孕”.可見僅憑授粉后,子房是否膨大、是否座果,還不足以判斷父母本的親和力.
簡易大棚內的溫度為15~30 ℃,雜交種子常規(guī)播種2個月后,即可見種子破土發(fā)芽(圖1C).無菌播種發(fā)芽較常規(guī)播種發(fā)芽早(圖1D),2個月后,大多數芽苗露出基質3~4 cm,之后陸續(xù)展開真葉.從表4可見,2016年播種345粒種子,出苗309株,出苗率89.6%,除東南油茶♀與防城金花茶♂組合因雜交種子不飽滿外,其他8個組合均獲得雜交苗,各組合當年生雜交苗苗高20~30 cm(圖1E),多數雜交苗葉片大小、形狀、光澤更接近父母本的中間性狀(表4).
A:黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂的雜交果;B:凹脈金花茶♀與‘烈香’♂的雜交果;C:雜交種的常規(guī)播種育苗;D:雜交種的無菌播種育苗;E:8個月苗齡的雜交苗.圖1 雜交果及種苗培育Fig.1 Cultivation of hybrid fruit and seedling
雜交組合♀♂播種數粒萌芽數粒萌芽率%11個月平均苗高/cm成熟葉片長度cm寬度cm葉片形態(tài)凹脈金花茶‘烈香’5120.020.28.24.6葉片呈上寬下窄的倒楔形,葉脈凹凸明顯,觀賞價值高‘大美人’8450.026.312.54.9葉脈凹凸感不如母本黃樽薄葉金花茶12650.026.810.25.6葉片較大,新葉紅色似母本,葉脈凹凸感不明顯黃樽薄葉金花茶杜鵑紅山茶55100.024.97.24.0與母本黃樽薄葉金花茶相比,葉片變短變寬,光澤好,觀賞價值高‘克瑞墨’99100.024.49.45.0葉片變寬,光澤度減弱,葉脈凹凸感明顯防城金花茶28328099.029.310.05.8葉片較防城金花茶寬,光澤度好,似母本,觀賞價值高防城金花茶‘越南抱莖茶’6233.323.07.84.8與母本防城金花茶相比,葉片變短小,有一定的觀賞價值‘越南抱莖茶’黃樽薄葉金花茶3266.719.19.55.1葉脈凹凸感明顯,葉片呈上寬下窄的倒楔形,觀賞價值高東南油茶防城金花茶140--- -合計34530989.6
(1)金花茶各雜交組合的親和力差異極大,種間雜交多數親和率很低,但金花茶組內種間雜交成果率高于組外種間雜交,這與陳俊愉[8]的研究結果一致.本研究開展的4種金花茶組植物、3種油茶組植物、7個山茶花品種或栽培品種為親本的30個遠緣雜交組合試驗,僅有8個組合獲得了雜交種子,其中,7個組合是以金花茶為母本,山茶花或金花茶為父本;1個組合是以山茶花為母本,金花茶為父本;而以油茶為親本的組合沒有獲得雜交種子.金花茶組內種間雜交組合中的黃樽薄葉金花茶♀與防城金花茶♂的成果率達19.0~37.3%,而金花茶與山茶屬其他物種雜交的成果率為1.0%~10.0%.程金水等[7]開展防城金花茶與岳麓連蕊茶、攸縣油茶雜交的座果率僅為0.4%.
相同親本正反交組合的親和力差異極大[7],以金花茶為母本的組合的成果率均高于反交組合.如防城金花茶♀與‘越南抱莖茶’♂的雜交成果率為10.0%~24.4%,而反交組合未得雜交果.防城金花茶、凹脈金花茶、黃樽薄葉金花茶等3種金花茶是優(yōu)良的雜交母本材料,尤其是黃樽薄葉金花茶,其花量大、座果率高且樹型緊湊、葉片小、葉色亮麗有光澤,是觀葉、觀花價值最高的金花茶之一,而‘越南抱莖茶’等山茶花不適宜作為雜交母本.
(2)雜交母樹的種植環(huán)境也是影響金花茶雜交效果的因素之一.湯忠皓等[6]等認為,授粉后能維持13~20 ℃,下雨量50 mm,金花茶雜交座果最多.本試驗中,兩個試驗點的雜交組合不同,但試驗點Ⅱ的15個雜交組合均未獲得雜交果,而試驗點Ⅰ中的15個雜交組合有8個組合2年獲得513粒雜交種子,且成果率較高.這與試驗點Ⅰ的雜交在大棚內完成授粉,座果、保果受惡劣天氣影響較小有一定的相關性,因此,在大棚內開展雜交育種值得推廣.
(3)金花茶雜交果的成熟期、果形、大小、果色均更似母本,而雜交苗的葉片大小、形狀、光澤更接近父母本的中間性狀.以凹脈金花茶為母本的雜交果熟期為10月中下旬至11中旬,果形似南瓜狀,與母本相似.以黃樽薄葉金花茶或防城金花茶為母本的雜交果熟期為11中下旬至12月中旬,果實扁圓形,似溫州蜜柑,也與母本極為相似.
(4)適宜的溫、濕度是播種育苗的關鍵.播種時,大棚內的溫度應控制在15~30 ℃,濕度應控制在75%左右;氣溫低于10 ℃,種子即休眠,影響發(fā)芽.本試驗中,金花茶雜交種隨采隨播,平均出苗率達89.6%.韋霄等[14]通過濕沙藏、低溫貯藏等方式處理,金花茶發(fā)芽率僅為16.7%~79.4%,低于本試驗.可見隨采隨播的方式更適宜金花茶雜交種育苗.
目前,從1年生雜交苗還無法篩選出超親本的優(yōu)質雜種后代,后續(xù)將通過雜交種苗后期生長、開花結果習性的進一步觀察,有望獲得觀賞價值高的優(yōu)質新種.
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