原标题:河南洛阳牡丹人工杂交育种流程概述

河南洛阳牡丹人工杂交育种流程概述

河南洛阳牡丹人工杂交育种流程概述

庞静静等

牡丹为芍药科芍药属植物 。牡丹野生种及各栽培品种种群遗传基因组成复杂,杂交尤其远缘杂交能引起基因交流,产生新性状,出现全新类型 。人工杂交育种是牡丹新品种培育的有效手段,因此探索一套规范的牡丹杂交育种技术流程对牡丹新品种培育意义重大。

1 牡丹的开花授粉习性

11 开花习性

牡丹单朵花期分初花、盛花、谢花三个阶段。牡丹千层类花型雄蕊、雌蕊往往发育正常,这类品种是杂交育种中常利用的重要亲本材料。大多数牡丹品种在初花期雄蕊已充分成熟,而进入盛花期雌蕊柱头往往分泌大量黏液,此时是人工授粉的最佳时期。进入谢花期后,花瓣、雄蕊脱落,雌蕊柱头停止分泌黏液,并逐渐硬化。

12 授粉特点

牡丹为典型的虫媒花,因此,花期如遇连续阴雨天气将导致牡丹结实率降低。牡丹花大多品种为雄蕊先熟,部分品种雌雄同熟。总的来看,雌雄蕊成熟期隔离并不完全,仍然具备自交的可能性 。牡丹以异花授粉为主,少数品种有一定的自交结实率,自交虽然亲和,但育性已大为减弱。

13 花粉贮藏

牡丹杂交育种,父本花粉活力是决定杂交成败的关键因素。新鲜的花粉,不同品种间花粉活力差异很大,革质花盘类单瓣品种花粉萌发率高,而远缘杂交的欧美品种及伊藤杂种花粉活力很低。室温条件下,花粉活力能够维持 1 周左右; ℃左右保存,花粉活力可保持 ~30 d;超低温条件下,凤丹系列品种花粉保存期可超过一年。

2 育种目标的确立及杂交组合配置

21 育种目标的确立

确定合理的育种方向是杂交育种工作的首要任务,也是决定育种成败及后续品种影响力的关键。中原地区,要在兼顾品种观赏性的同时,重视专用、兼用型品种培育,如油用、药用、切花、食用等。南方地区,应把抗湿热品种培育作为重点。北方寒冷地区,应将抗寒品种培育作为首要任务。西北地区,应重点在花型、花色上改良紫斑牡丹品种,同时兼顾油用、切花等专用型品种培育。

22 杂交组合配置

根据育种方向,筛选杂交亲本材料并合理配置杂交组合,这是实施具体杂交工作的前提。选择亲本时,亲本材料应具备育种目标的优良性状,同时父母本材料之间性状优、缺点能相互弥补。02 年育种团队以野生种‘黄牡丹’与日本品种‘白神’进行杂交,获得纯黄色牡丹品种‘华夏一品黄’,成为我国首个获得自主知识产权的纯黄色牡丹品种 ,弥补了我国牡丹品种缺少纯正黄色系品种的缺憾。远缘杂交过程中,具有亲和性杂交组合的筛选更为重要,同时同一组合要尝试正、反交。日本育种家伊藤东一在 1848年前后,首次尝试芍药属组间杂交,以‘花香殿’%uD7‘金晃’为组合,在国际范围内培育出首批芍药属组间远缘杂交品种,目前组间杂交育种已成为牡丹新品种培育的热点,此类品种统称“伊藤杂种” 。伊藤杂种能够有效延长牡丹花期,同时丰富了牡丹的花色。善于借鉴国外育种经验,重视高代杂种的利用,是牡丹育种实现“新、奇、特”突破的重要途径。

3 杂交工作的实施

31 父本花粉的收集和贮藏

花粉的采集时间是影响花粉活力的重要因素 。为了预防花粉混杂及确保花粉活力,在父本花朵含苞待放时,及时剪下牡丹花朵,移至室内进行瓶插水养,待花朵开放雄蕊成熟时,去除花瓣和花萼,放在干净的培养皿上,然后置于阴凉通风处进行自然干燥,待花药开裂散粉时,轻轻抖动花头,将花粉收集至花粉瓶中,并将花粉瓶储藏于冰箱冷冻室,设置冰箱冷冻室的储藏温度为 17~13 ℃,备用。

32 母本花朵去雄处理

作为母本用于授粉的植株,要加强肥水管理,确保顶花蕾健壮,植株立蕾后,保留顶花蕾作授粉花蕾后,侧花蕾要全部去除。花蕾破绽后,为预防少数品种自花授粉,在牡丹花朵含苞待放时,要及时进行去雄工作。去雄时可去除少量花瓣,雄蕊花药要去除干净,同时不能伤及雌蕊,去雄后用透明硫酸纸带进行封扎隔离。参照其他不授粉植株花朵,当柱头分泌大量黏液时,进行杂交授粉工作。

33 授粉

331  授 粉 时 间 及 次 数 确 定 母 本 柱 头 充分成熟分泌黏液后可进行授粉工作,授粉在0800~1000 进行。为确保授粉成功,授粉工作应连续进行3 d,重复 3次。在杂交母株相应枝条上挂上标签,注明组合编号。

332 授粉方法 授粉时去除隔离袋,用医用棉签蘸取少量花粉萌发液涂抹于母本柱头,用药用棉签蘸取花粉,均匀涂于柱头表面,保证每种花粉有专用棉签,然后套袋隔离,下端收口后固定在牡丹花柄上,固定时不能伤及花柄。

通过低温储藏花粉的方法,能有效保证花粉活力,解决杂交组合花期不遇问题。通过人为涂抹花粉萌发液,创造花粉萌发环境条件,提高父本花粉萌发率,有效克服受精前障碍。花粉萌发液的基本配方:每升牡丹花粉萌发液含有004 g 硼酸、50 g 蔗糖和 3 g 琼脂,余量为水。

34 授粉后管理及杂种采收

牡丹花期后,可把隔离袋四周剪出 4~6 个小孔,孔径在 02~03 cm,保留隔离袋,加强日常管理,直至杂交种成熟,适时采收。杂交种一般在 7 月下旬至 8 月上旬成熟,当果皮内的种子呈黄褐色时应及时采收。采收后的果荚放置在室内阴凉通风处后熟,待果荚自然开裂即可剥去果荚取出种子。杂交种的采收及整理要严格按照杂交组合进行。

实践证明,杂交种发育过程中,保留打孔隔离袋,保证透气、透光、防雨,同时降低太阳光直射强度,减少虫鸟叮咬,降低果荚提前开裂、枯死风险。

35 建立档案

杂交档案的建立对杂交组合亲和性的筛选及后续数据收集、统计研究意义重大。杂交档案内容应包括:杂交组合编号、父母本名称、所用花粉采集或贮藏时间、授粉日期及次数、杂交种发育情况及有效种子收集数量等。

4 建立杂交种育苗圃

收获的杂交种非常宝贵,播种工作必须精细。杂交种育苗圃以肥沃疏松的砂壤土为宜,播种时间为8月下旬至9月上旬,播种深度为3~4 cm,播 种 时 要 严 格 按 照 组 合 进 行 条 播, 株 行 距5 cm휥 cm,杂交种数量较少时可播种至穴盘内,并绘制组合种植图。杂交种育苗圃常年需要精细化管理,要及时进行除草、浇水、追肥及病虫害防治工作。

5 建立优良单株选育圃

杂交种种苗生长 2~3 年后,如种苗密度过大,要及时进行种苗的分栽定植工作。分栽苗一般按 35 cm흐 cm 株行距进行移栽。移栽后要加强日常肥水管理及病虫害防治,一般杂种苗分栽定植 2~3 年后即可陆续开花,杂种的性状分离现象也将显现出来。杂种苗开花后便可根据育种目标开展优选汰劣工作。选育圃内一旦发现符合育种目标要求的变异单株,要及时做好标记,并对其物候期及性状进行详细记载。连续观察记录2~3年,便可根据各种性状的稳定程度进行优良

单株推荐。

6 建立苗头品系初繁圃

对筛选出来的优良单株,为进一步验证其群体性状稳定性,要及时进行少量扩繁。每个优良单株的扩繁数量在 ~30 株,同时对扩繁单株要加强肥水管理,尽快使其正常开花。扩繁的单株开花后要参照历年性状记录数据,进行性状综合分析比较,做到优中选优。扩繁苗经过 2 年观察记录,证明扩繁单株优良性状稳定,群体观赏效果突出后可邀请专家进行品种鉴定。通过鉴定命名后便作为新品种在生产中推广应用。

7 选育圃性状较差种苗的淘汰

牡丹杂交育种的后代群体量庞大,实施过程中占用土地较多。建立的优良单株选育圃,经过多次选择后,剩余的种苗往往性状一般,为充分利用土地,剩余种苗要进行淘汰处理,便于土地的再次利用。

8 牡丹育种思路建议

中国牡丹有 9 大色系,但各色系 牡丹品种的发展很不平衡,尤其缺乏花色纯正的黑、绿、黄、蓝及复色品种。因此,花色育种是当前育种的首要任务。中国牡丹栽培品种有 1000 余个,但是牡丹群体花期短而集中的状况没有得到根本改变。改变“养花一年,看花十日”的状况需要从品种选育上下功夫。培育花期特早、特晚或者选育单花花期长的品种,也是牡丹品种培育的重要方向。同时,要重视切花、油用、药用等专用或兼用型品种选育,提升牡丹产业附加值。强化育种相关基础性研究,充分挖掘牡丹野生种的育种价值,有效解决远缘杂交不亲和问题,积极开展组间、亚组间远缘杂交,实现牡丹新品种在花期、花色、花型等方面重大突破。