李京璟，瞿丹，何智宏，徐晶晶，張晶晶，張延?xùn)|，何麗霞

（甘肅省林業(yè)科技推廣總站，甘肅 蘭州 730046）

花粉形態(tài)特征不易受環(huán)境影響，具有很強(qiáng)的遺傳保守性和穩(wěn)定性[1]，花粉外壁紋飾是最具價(jià)值的分類(lèi)依據(jù)之一，在亞組間遠(yuǎn)緣雜交雜種鑒定中具有一定的參考價(jià)值[2]。對(duì)芍藥科芍藥屬牡丹組野生種在花粉形態(tài)方面的研究早有一些報(bào)道[3-7]，但對(duì)近幾年培育的牡丹新品種的花粉形態(tài)研究報(bào)道較少。本研究旨在利用掃描電鏡，對(duì)近幾年培育的14 個(gè)亞組間遠(yuǎn)緣雜交新品種進(jìn)行花粉形態(tài)特征觀察，通過(guò)比較幾個(gè)新品種的花粉形態(tài)，探討父母本在花粉外壁紋飾上的遺傳性。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

供試材料均取自甘肅省林業(yè)科技推廣總站牡丹種質(zhì)資源圃，為近年亞組間雜交培育的新品種，親本來(lái)自革質(zhì)花盤(pán)亞組：紫斑牡丹Paeonia rockii、四川牡丹P.decomposita、卵葉牡丹P.qiui；肉質(zhì)花盤(pán)亞組：黃牡丹P.lutea、紫牡丹P.delavayi；中原牡丹品種：‘五洲紅’‘虞姬艷裝’‘紅綾’‘珊瑚臺(tái)’；西北牡丹品種群：‘紫荷’‘白單’‘蘭蝶’。

1）‘丹心’，♀黃牡丹哈拉村居群×♂‘五洲紅’

2）‘洮絹’，♀黃牡丹中鄉(xiāng)居群×♂紫斑牡丹臨洮居群

3）‘仙女’，♀黃牡丹中鄉(xiāng)居群×♂四川牡丹馬爾康居群

4）‘中國(guó)紅’，♀黃牡丹格咱居群×♂‘虞姬艷裝’

5）‘洮玉’，♀黃牡丹中鄉(xiāng)居群×♂紫斑牡丹臨洮居群

6）‘天鵝絨’，♀紫牡丹安南居群×♂紫斑牡丹臨洮居群

7）‘彩練’，♀紫牡丹安南居群×♂紫斑牡丹文縣居群

8）‘云鄂粉’，♀紫牡丹安南居群×♂卵葉牡丹?？稻尤?/p>

9）‘深墨紅’，♀紫牡丹安南居群×♂‘紅綾’

10）‘紫荷韻’，♀紫牡丹安南居群×♂‘珊瑚臺(tái)’

11）‘玫香紅’，♀紫牡丹安南居群×♂‘紫荷’

12）‘甘林黃’，♀紫斑牡丹文縣居群×♂黃牡丹湯堆居群

13）‘黃水晶’，♀‘白單’×♂黃牡丹中鄉(xiāng)居群

14）‘海的女兒’，♀‘蘭蝶’×♂黃牡丹湯堆居群

1.2 試驗(yàn)方法

從花蕾上取下花藥，放在紙上自然陰干，包裝后置于低溫干燥處保存。

花粉試樣均勻涂抹于樣品臺(tái)上，鍍膜機(jī)噴鍍金膜，日立S-450 掃描電鏡下觀察拍照，分別在750 倍、2 300 倍、6 000 倍下觀察花粉粒的群體、個(gè)體及花粉粒外壁紋飾?；ǚ坌螒B(tài)描述參照Erdtman[8]、Walker[9]等進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

袁濤等[3]的研究表明，芍藥屬的花粉粒多為長(zhǎng)球形，赤面觀為橢圓形，極面觀為三裂圓形，具三擬孔溝，有溝膜，屬N3P4C5型花粉。

本研究重點(diǎn)描述供試花粉外壁紋飾，與已有相關(guān)研究的花粉外壁紋飾作對(duì)照[3,7]，探討相同居群母本或父本亞組間遠(yuǎn)緣雜交的品種花粉外壁紋飾差異，及亞組間遠(yuǎn)緣雜交品種的花粉異常率與結(jié)實(shí)的關(guān)系。

2.1 母本居群相同

‘洮絹’‘仙女’‘洮玉’3 個(gè)品種的母本均來(lái)自黃牡丹中鄉(xiāng)居群，三者花粉外壁紋飾均表現(xiàn)出母本網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)。圖1 所示，‘仙女’網(wǎng)眼較大，網(wǎng)脊較細(xì)，帶有父本四川牡丹細(xì)網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)。‘洮娟’網(wǎng)眼較小，網(wǎng)脊較粗，帶有父本紫斑牡丹臨洮居群粗網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)。‘洮玉’網(wǎng)眼較小且不規(guī)則，網(wǎng)脊較粗，帶有一定的皺波，帶有父本紫斑牡丹臨洮居群皺波—粗網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)。即三者花粉外壁紋飾特點(diǎn)更偏向父本，‘洮玉’比‘洮絹’更能體現(xiàn)父本花粉外壁紋飾特點(diǎn)。

‘天鵝絨’‘彩練’‘云鄂粉’‘深墨紅’‘紫荷韻’‘玫香紅’6 個(gè)品種的母本均來(lái)自紫牡丹安南居群。紫牡丹安南居群外壁具網(wǎng)狀紋飾，6 個(gè)品種雖均表現(xiàn)出母本的特點(diǎn)，但差異較大。圖1 所示，‘天鵝絨’外壁具皺波—網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼不規(guī)則，大小不等，少許網(wǎng)眼呈穴狀，帶有父本紫斑牡丹臨洮居群皺波—粗網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)；‘彩練’外壁具粗網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼圓形或近圓形，大小不等，部分網(wǎng)眼呈穴狀，網(wǎng)脊較平滑，寬度大于或等于網(wǎng)眼直徑，帶有父本紫斑牡丹文縣居群粗網(wǎng)狀紋飾的特點(diǎn)；‘云鄂粉’外壁具細(xì)網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼圓形或近圓形，大小較均勻，網(wǎng)脊較平滑；‘深墨紅’外壁具網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼不規(guī)則，網(wǎng)眼較大，大小不等，網(wǎng)脊寬窄不均勻，小于網(wǎng)眼直徑，有的小于2 倍以上；‘紫荷韻’外壁具網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼近圓形，部分網(wǎng)眼呈穴狀，網(wǎng)脊較平滑，寬窄均勻，小于或等于網(wǎng)眼直徑；‘玫香紅’外壁具網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼圓形或近圓形，大小不均勻，部分網(wǎng)眼呈穴狀，網(wǎng)脊較平滑，寬度均勻，小于網(wǎng)眼直徑。即‘天鵝絨’‘彩練’兩者花粉外壁紋飾特點(diǎn)更偏向父本，‘云鄂粉’‘深墨紅’‘紫荷韻’‘玫香紅’4 個(gè)品種表現(xiàn)了母本網(wǎng)狀紋飾，但網(wǎng)眼大小、形狀、網(wǎng)脊粗細(xì)均不同，說(shuō)明也受到了父本一定的影響或變異。

圖1 14 個(gè)品種花粉外壁紋飾

2.2 父本居群相同

‘甘林黃’‘海的女兒’2 個(gè)品種的父本來(lái)自黃牡丹湯堆居群，均帶有父本網(wǎng)狀紋飾，但也有一些差異。如圖1 所示，‘甘林黃’花粉外壁具粗網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼近圓形，大小不等，部分網(wǎng)眼不規(guī)則或呈穴狀，網(wǎng)脊較突出，寬度均勻?！５呐畠骸獗诰呔W(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼圓形或近圓形，大小較均勻，網(wǎng)脊較平滑，小于或等于網(wǎng)眼直徑。‘黃水晶’外壁具皺波—網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼極不規(guī)則，大小不等，網(wǎng)脊突出，寬度大于或等于網(wǎng)眼直徑，與父本黃牡丹中鄉(xiāng)居群網(wǎng)狀紋飾差異較大。

‘丹心’‘中國(guó)紅’‘深墨紅’‘紫荷韻’4 個(gè)品種的父本均來(lái)自中原牡丹品種群，其中，‘丹心’具皺波—粗網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼形狀極不規(guī)則，大小不等，網(wǎng)脊較突出，寬窄不均勻，呈不規(guī)則彎曲，似皺波，帶有其母本黃牡丹哈拉居群的皺波—網(wǎng)狀紋飾?！袊?guó)紅’具細(xì)網(wǎng)狀紋飾，網(wǎng)眼圓形或近圓形，網(wǎng)眼較大且大小均勻，網(wǎng)脊平滑，寬度很細(xì)，與母本黃牡丹格咱居群皺波—網(wǎng)狀紋飾相差較大?！钅t’‘紫荷韻’花粉外壁紋飾偏父或偏母特性不明顯。

2.3 亞組間雜交品種花粉異常情況

根據(jù)國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究，在栽培芍藥及牡丹的成熟花粉中含有大量的異?；ǚ踇10-11]。我們觀察的14 個(gè)品種中，有13 個(gè)品種花粉粒異常率均超過(guò)一半。這些異常的花粉明顯小于正?；ǚ郏螒B(tài)不規(guī)則或畸形，外壁內(nèi)凹、空癟，均為不育花粉。而‘海的女兒’花粉粒飽滿，形狀規(guī)則，異?；ǚ哿O少。

圖2 14 個(gè)品種花粉粒異常情況

3 討論

3.1 牡丹亞組間遠(yuǎn)緣雜交品種花粉形態(tài)與親本

何麗霞等[12]對(duì)‘晨韻’‘彩練’‘夕陽(yáng)’‘夢(mèng)幻’4個(gè)品種開(kāi)展了與親本花粉形態(tài)的比較研究，結(jié)果表明當(dāng)雜交種的遺傳組成發(fā)生變化時(shí)，其花粉形態(tài)及外壁紋飾類(lèi)型必然有一定的改變，但雜交后代中出現(xiàn)的外壁紋飾類(lèi)型與雙親所具有的類(lèi)型并無(wú)相關(guān)性。本研究對(duì)母本或父本相同居群或品種群的14 個(gè)亞組間遠(yuǎn)緣雜交后代的花粉外壁紋飾進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)：14 個(gè)品種的花粉外壁紋飾雖均表現(xiàn)出了父母本的特性，但‘洮絹’‘仙女’‘洮玉’‘天鵝絨’‘彩練’‘中國(guó)紅’等6 個(gè)品種更偏向父本，表明黃牡丹中鄉(xiāng)居群、格咱居群及紫牡丹安南居群花粉外壁紋飾的遺傳力較弱，紫斑牡丹臨洮居群、文縣居群花粉外壁紋飾的遺傳力較強(qiáng)。形態(tài)特征觀察發(fā)現(xiàn)‘洮絹’‘洮玉’植株高大，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，體現(xiàn)了紫斑牡丹的特性；‘黃水晶’‘丹心’更偏向母本，表明黃牡丹哈拉村居群花粉外壁紋飾的遺傳力較強(qiáng)；‘甘林黃’‘云鄂粉’‘深墨紅’‘紫荷韻’‘玫香紅’‘海的女兒’等6 個(gè)品種介于父母本之間，表明其父母本花粉外壁紋飾的遺傳力差異不大。

趙娜等[13-14]以黃牡丹為母本亞組間遠(yuǎn)緣雜交研究表明，花粉外壁紋飾的表現(xiàn)受父本影響較大。本試驗(yàn)結(jié)果表明，相同居群母本或父本亞組間遠(yuǎn)緣雜交后代在花粉外壁紋飾上差異較大，雖均表現(xiàn)了雙親特性，但有些偏父，有些偏母，有些則變異較大，沒(méi)有一定的規(guī)律性。在以后的研究中，還需通過(guò)大量的試驗(yàn)材料來(lái)探索花粉外壁紋飾與父母本的遺傳關(guān)系，并結(jié)合形態(tài)學(xué)、分子學(xué)等共同探究遺傳性，以此作為種屬分類(lèi)、品種鑒定的依據(jù)。

3.2 牡丹亞組間遠(yuǎn)緣雜交品種花粉形態(tài)與結(jié)實(shí)

根據(jù)國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究，芍藥屬植物的成熟花粉中含有大量的異?；ǚ踇15-16]。本研究結(jié)果表明，革質(zhì)花盤(pán)亞組和肉質(zhì)花盤(pán)亞組間遠(yuǎn)緣雜交品種花粉中也有大量的異?；ǚ郏@些品種都不結(jié)實(shí)，唯獨(dú)‘海的女兒’的異?；ǚ勐屎艿停夷軌蛘＝Y(jié)實(shí)。

相關(guān)研究表明，由于親緣關(guān)系遠(yuǎn)的花粉既不易使卵細(xì)胞受精，又能刺激卵細(xì)胞單性發(fā)育，產(chǎn)生單倍體或二倍體的胚，已在許多作物中利用亞組間遠(yuǎn)緣雜交誘導(dǎo)孤雌生殖獲得單倍體或二倍體[17-19]。本研究中的‘海的女兒’雖為亞組間遠(yuǎn)緣雜交組合產(chǎn)生的后代，但其形態(tài)特征基本與母本相同，沒(méi)有表現(xiàn)出亞組間遠(yuǎn)緣雜交后代的特點(diǎn)，花粉發(fā)育正常，是否是亞組間遠(yuǎn)緣雜交誘導(dǎo)了孤雌生殖，使該品種表現(xiàn)出可育性，還有待于進(jìn)一步探討。