楊 麗，王玉柱，李 鋒，孫浩元，張艷波，張俊環(huán)，姜鳳超，張美玲

（1 北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院，100093）（2 吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所）（3 國家林業(yè)和草原局杏工程技術(shù)研究中心）（4 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）（5 北京市落葉果樹工程技術(shù)研究中心）

砧木對于果樹的生長、適應(yīng)性、抗性、產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)形成具有重要影響[1]，利用矮化砧木實(shí)行密植栽培，符合果樹生產(chǎn)省力化、機(jī)械化的發(fā)展趨勢，是實(shí)現(xiàn)果樹早實(shí)、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的重要措施，選育適應(yīng)性廣泛、抗性強(qiáng)、矮化的砧木也是果樹育種工作的重要內(nèi)容。杏和李都是我國重要的果樹樹種，栽培歷史悠久、種質(zhì)資源豐富，并以其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)在果品市場占有一席之地，杏和李育種也是近年來的熱點(diǎn)，全國各地選育出各具特色的杏和李新品種[2]。但是，我國杏和李的砧木育種研究相對起步較晚，目前生產(chǎn)中多用同屬或近緣屬植物，如中國李、櫻桃李、歐洲李、西伯利亞杏、普通杏、遼杏、山桃、毛桃、毛櫻桃等的實(shí)生苗作砧木，缺乏優(yōu)良無性系砧木品種（系），導(dǎo)致苗木質(zhì)量參差不齊，樹體生長和果實(shí)品質(zhì)受到影響，一定程度上制約了我國杏和李產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3-4]。由于我國大部分杏和部分李生長在冬季嚴(yán)寒、土壤瘠薄、天然降水缺乏的地區(qū)，且人工成本日益昂貴，選育抗寒、抗旱、根系發(fā)達(dá)、適應(yīng)性強(qiáng)、易于無性繁殖的矮化砧木品種（系）迫在眉睫。遠(yuǎn)緣雜交是種質(zhì)創(chuàng)新的重要手段，目前已經(jīng)利用這一技術(shù)取得了豐碩的育種成果[5]，在砧木育種方面，柑橘、櫻桃、蘋果、桃等樹種均利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)育成了砧木品種（系）并推廣應(yīng)用[6-10]。選擇合適的親本材料配置雜交組合，在大蕾期進(jìn)行授粉，能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不育問題，獲得雜種后代[5]。一方面，野生、半野生資源一般具有較強(qiáng)的抗性，能夠拓寬種質(zhì)的遺傳背景，多被選作遠(yuǎn)緣雜交砧木育種的親本材料；另一方面，遺傳背景越豐富的親本所產(chǎn)生的可育雜交后代適應(yīng)性越強(qiáng)，更適宜作砧木[11]。杏和李親緣關(guān)系近，二者雜交能夠獲得后代，‘李梅杏’‘紫杏’都是杏和李的天然雜交后代[12]。曾燁等[13]和李鋒等[14]的研究表明，以李為母本、杏為父本的遠(yuǎn)緣雜交能夠獲得雜交后代。許多通過杏和李遠(yuǎn)緣雜交選育出的鮮食品種已被推廣種植[15-17]。牟蘊(yùn)慧[18]以杏和李栽培品種為親本、利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)選育出抗寒矮化的杏樹中間砧，以上研究為杏和李的砧木育種提供了參考。目前，以李、杏野生或半野生種質(zhì)資源為親本進(jìn)行砧木育種研究未見報(bào)道。本研究借鑒前人經(jīng)驗(yàn)和研究成果，選擇目前廣泛用作杏和李砧木且具有野生、半野生背景的種質(zhì)資源和生產(chǎn)中表現(xiàn)良好、符合本研究育種目標(biāo)的栽培品種為親本，配置雜交組合，開展遠(yuǎn)緣雜交，旨在為選育抗寒、抗旱、適應(yīng)性廣泛、矮化的杏和李砧木品種（系）奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 親本選擇與雜交組合配置

選擇173、‘巴黃李’‘小黃李’和‘北國紅’為母本。173為廣泛應(yīng)用于我國東北李產(chǎn)區(qū)的中國李（P.salicinaL.）栽培品種‘六號李’與吉林野生西伯利亞杏（A.sibiricaL.）或遼杏（A.mandshuricaMaxim.）自然雜交實(shí)生后代，兼具杏和李的特征，具體表現(xiàn)為花期介于杏和李之間，花冠大小、花瓣形態(tài)近似李，萼片紫紅色近似杏；1年生枝顏色近似杏；果實(shí)無毛、有果粉近似李；果核大小、核面紋路近似杏?！忘S李’和‘小黃李’為原產(chǎn)于我國東北地區(qū)的中國李，可鮮食、作砧木，‘巴黃李’抗寒、抗旱[19]，‘小黃李’極抗寒、耐澇[20]?！眹t’為抗寒紫葉李品種，觀賞鮮食兼用，是中國李與櫻桃李（P.cerasiferaEhrh.）的雜交后代，母本為‘孔雀蛋’實(shí)生，父本為遼寧省野生紫葉李[21]。選擇遼杏（A.mandshuricaMaxim.）、山杏（A.sibiricaL.）及普通杏（A.valgarisL.）品種‘串枝紅’為父本。山杏為北京市延慶地區(qū)半野生資源，植株矮化、抗旱、抗寒；遼杏為吉林省野生資源，抗寒；‘串枝紅’為我國華北杏產(chǎn)區(qū)廣泛種植的鮮食加工兼用品種，豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗性強(qiáng)。共配置12個(gè)雜交組合（表1）。

表1 遠(yuǎn)緣雜交組合

1.2 花粉采集與人工雜交

采集父本充分膨大、尚未開放的花蕾，剝?nèi)』ㄋ?，收集花粉，待花粉完全干燥后，密封保存在冰箱冷藏室中備用；母本大蕾期進(jìn)行人工去雄后立即授以父本花粉。母本樹每個(gè)主枝授同一父本的花粉，即每個(gè)主枝雜交組合相同，授粉后計(jì)數(shù)標(biāo)記，每個(gè)組合授粉300朵花以上。母本樹由位于吉林省公主嶺市的國家寒地種質(zhì)資源圃提供，樹齡、生長條件和栽培管理水平一致；父本花粉采自北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院杏、李種質(zhì)資源圃。

1.3 各雜交組合不同果實(shí)發(fā)育時(shí)期的坐果率變化

分別于授粉后10、20、40 d和采果期4 個(gè)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)各雜交組合坐果率，并比較授粉后3個(gè)階段即10～20 d（第一階段）、20～40 d（第二階段）和40 d～采果期（第三階段）坐果率下降幅度。

坐果率下降幅度（%）=［（前一節(jié)點(diǎn)坐果率－后一節(jié)點(diǎn)坐果率）/前一節(jié)點(diǎn)坐果率］×100

1.4 不同雜交組合效果評價(jià)

以授粉后不同果實(shí)發(fā)育天數(shù)的坐果率為指標(biāo)評價(jià)各雜交組合效果，越接近采果期的坐果率對雜交組合效果評價(jià)作用越大。首先利用Excel相關(guān)性分析，求得授粉后10、20、40 d和采果期4 個(gè)節(jié)點(diǎn)與采果期坐果率的相關(guān)系數(shù)，然后將不同組合坐果率與各節(jié)點(diǎn)相關(guān)系數(shù)相乘計(jì)算加權(quán)坐果率，再將各時(shí)間節(jié)點(diǎn)加權(quán)坐果率按照從高到低排序，序數(shù)依次為1～12，最后將每個(gè)組合4 個(gè)節(jié)點(diǎn)的序數(shù)相加求和，數(shù)值越小評價(jià)排序值越小，雜交組合效果越好。

1.5 不同親本雜交效果評價(jià)

分別將含有同一父（母）本的雜交組合效果評價(jià)排序值相加，數(shù)值越小則表示該父（母）本雜交效果越好。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)發(fā)育時(shí)間與坐果率變化

由圖1可知，各雜交組合在相同的果實(shí)發(fā)育時(shí)期內(nèi)坐果率不同：授粉后10 d，坐果率為7.92%～73.89%，組合7‘小黃李’×遼杏坐果率最低，組合12‘北國紅’ב串枝紅’坐果率最高；授粉后20 d，坐果率為7.55%～58.22%，依然為組合7‘小黃李’×遼杏坐果率最低，組合12‘北國紅’ב串枝紅’坐果率最高；授粉后40 d，坐果率為0.27%～4.91%，組合3 173ב串枝紅’坐果率最低，組合7‘小黃李’×遼杏坐果率最高；采果期，坐果率為0～4.53%，組合3 173ב串枝紅’、組合6‘巴黃李’ב串枝紅’坐果率最低，組合7‘小黃李’×遼杏坐果率最高。各雜交組合坐果率隨果實(shí)發(fā)育時(shí)期延長呈現(xiàn)下降趨勢，且越接近果實(shí)成熟，坐果率越低。

圖1 各雜交組合不同果實(shí)發(fā)育期坐果率

由圖2可知，各雜交組合坐果率下降幅度普遍呈現(xiàn)出在授粉后20～40 d（第二階段）最大、10～20 d（第一階段）最小、40 d～采果期（第三階段）居中的趨勢。但組合11‘北國紅’×山杏授粉后40 d～采果期坐果率下降幅度小于授粉后10～20 d，組合7‘小黃李’×遼杏授粉后40 d～采果期坐果率下降幅度與授粉后10～20 d 相近；組合2 173×山杏、組合3 173ב串枝紅’、組合6‘巴黃李’ב串枝紅’授粉后40 d～采果期坐果率下降幅度略高于授粉后20～40 d。

圖2 各雜交組合授粉后不同階段坐果率下降幅度

2.2 不同雜交組合效果評價(jià)

授粉后10、20、40 d和采果期4個(gè)節(jié)點(diǎn)與采果期坐果率的相關(guān)系數(shù)分別為-0.59、-0.34、0.85和1，各雜交組合不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)加權(quán)坐果率排序如表2 所示，以不同果實(shí)發(fā)育時(shí)期坐果率的加權(quán)排序?yàn)橹笜?biāo)的12 個(gè)雜交組合效果評價(jià)中，效果最好的是組合7‘小黃李’×遼杏，其后依次為組合8‘小黃李’×山杏、組合9‘小黃李’ב串枝紅’、組合4‘巴黃李’×遼杏、組合5‘巴黃李’×山杏、組合2 173×山杏、組合10‘北國紅’×遼杏、組合11‘北國紅’×山杏、組合3 173ב串枝紅’、組合1 173×遼杏、組合12‘北國紅’ב串枝紅’和組合6‘巴黃李’ב串枝紅’。

表2 不同雜交組合效果評價(jià)

2.3 不同親本雜交效果評價(jià)

分別將以遼杏、山杏和‘串枝紅’為父本的各雜交組合效果評價(jià)排序數(shù)相加，結(jié)果見表3。其中以山杏為父本的各雜交組合效果序數(shù)和最小，說明3個(gè)父本材料中，以山杏為父本的雜交組合效果最好，其次是遼杏和‘串枝紅’，但遼杏和山杏為父本的雜交組合差異不大。

表3 不同父本雜交效果評價(jià)

分別將以173、‘巴黃李’‘小黃李’和‘北國紅’為母本的各雜交組合效果評價(jià)排序數(shù)相加，結(jié)果見表4。其中以‘小黃李’為母本的各雜交組合效果評價(jià)序數(shù)和最小，明顯小于以其他3 個(gè)為母本的雜交組合，說明4個(gè)母本材料中以‘小黃李’為母本的雜交組合效果最好，然后依次為‘巴黃李’、173和‘北國紅’。

表4 不同母本雜交效果評價(jià)

3 討論與結(jié)論

3.1 親本選擇與雜交組合配置

已有的杏和李遠(yuǎn)緣雜交研究表明，以李為母本、杏為父本，并選擇自然坐果率高的品種作母本更容易克服遠(yuǎn)緣雜交障礙獲得后代[13-14,22]；相對于栽培品種而言，野生、半野生資源抗性強(qiáng)、遺傳背景豐富，更適宜用作砧木；杏花期早于李，便于花粉采集和雜交工作的開展。所以本研究結(jié)合育種目的，選擇不同種的4份李作母本、3份杏作父本配置12 個(gè)雜交組合，旨在初步篩選適宜的李和杏遠(yuǎn)緣雜交砧木育種材料。結(jié)果表明，‘小黃李’‘巴黃李’、山杏和遼杏比173、‘北國紅’‘串枝紅’更適宜作為李和杏遠(yuǎn)緣雜交砧木育種的親本材料；‘巴黃李’×遼杏、‘小黃李’×遼杏、‘小黃李’×山杏和‘巴黃李’×山杏的雜交組合收獲了數(shù)量相對較多的雜交果，‘巴黃李’ב串枝紅’和173ב串枝紅’的雜交組合沒有得到雜交果，其他雜交組合收獲的雜交果數(shù)量較少。

3.2 果實(shí)發(fā)育期與坐果率

授粉后即進(jìn)入果實(shí)發(fā)育階段，本研究結(jié)果表明，杏、李遠(yuǎn)緣雜交坐果率隨果實(shí)發(fā)育期呈下降趨勢，與王發(fā)林等[23]、呂雪等[24]研究結(jié)果一致。遠(yuǎn)緣雜交需要克服一系列的生殖障礙才能獲得有生命力的雜交種子，從柱頭識別花粉開始，花粉粒萌發(fā)、花粉管生長到胚胎發(fā)育是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，期間任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致果實(shí)發(fā)育停滯而造成落果，直接表現(xiàn)為坐果率降低。蔡勝文[25]對仁用杏為母本、扁桃為父本的遠(yuǎn)緣雜交受精過程進(jìn)行熒光觀察，結(jié)果表明，授粉后6 d 可以完成受精過程；馬瑞娟等[26]對桃、李間遠(yuǎn)緣雜交授粉親和性的研究表明，以桃為母本、李為父本的遠(yuǎn)緣雜交，3%的花能夠進(jìn)行正常的雙受精，胚珠的受精時(shí)間為8～10 d，不能完成受精的胚珠在授粉后30 d 內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始解體。本研究結(jié)果表明，各雜交組合果實(shí)發(fā)育的3個(gè)階段坐果率明顯下降，且多在授粉后20～40 d 下降幅度最大，主要是未完成受精過程導(dǎo)致的生理落果，與核果類果樹的生理性落果原因相同，此外，大風(fēng)、暴雨、冰雹等氣象因素及動(dòng)物和人為的破壞，也會造成坐果率的降低。

3.3 本研究的局限性與下一步設(shè)想

相對于我國杏和李豐富的種質(zhì)資源、廣袤的分布地域和復(fù)雜多樣的生長條件，本研究的親本選擇和雜交組合配置均有很大的局限性；另外缺乏對試驗(yàn)植株的必要保護(hù)，使得果實(shí)發(fā)育期間受到氣象因素、動(dòng)物和人為破壞而損失掉部分雜交果，雖然試驗(yàn)條件一致，但可能會造成試驗(yàn)結(jié)果的一定偏差。未來一方面要加強(qiáng)利用篩選出的親本選育李杏砧木的研究力度，培育更多數(shù)量的雜交苗，開展抗性評價(jià)、砧穗互作、快繁體系建立等方面研究；另一方面應(yīng)該根據(jù)不同產(chǎn)區(qū)地理?xiàng)l件和氣候類型配置更多雜交組合，深入挖掘我國李杏砧木育種資源，選育符合各地多樣化生產(chǎn)需求的李杏砧木。