李佐　肖文芳　陈和明　尤毅　吕复兵

摘 要 以中小型-黄底红紫斑纹-蜡质花品种Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹）为母本，大花型-纯白无斑纹-纸质花品种Phal. 316为父本进行常规杂交，对其F1代群体的性状分离进行研究。结果表明：F1代群体根据花部性状特点分为11个类群（Group 01～Group 11），17个数量性状介于双亲之间或低于双亲或高于双亲，表现为中亲优势或正向超亲优势或负向优势；杂交后代在花色、斑纹、花朵质地、唇瓣须状物、株高等方面都发生了明显的性状分离，今后可以此为基础进行优良单株或株系的筛选，并为部分花部性状的定向育种提供参考。

关键词 蝴蝶兰；杂交F1代；性状分离

中图分类号 S682.31 文献标识码 A

蝴蝶兰（Phalaenopsis），因其花型奇特，花色多变，花期长，生长势强，既可作盆花也可作切花销售，具有极高的观赏与经济价值，是目前国内及国际最流行的的兰花品种[1-3]。目前，市面流行的蝴蝶兰优良品种大多来自于台湾育种公司[4-5]。随着我国对蝴蝶兰育种重视程度的提高，近几年，国内科研单位如广东省农业科学院环境园艺研究所、中国科学院华南植物园、汕头市农业科学研究所等相继培育出一些通过广东省农作物新品种审定的蝴蝶兰新品种[6-9]，并有部分新品种在RHS上进行了国际登陆，展现良好的发展趋势，然而育出的新品种数量还很少，市场竞争力仍然较差。

蝴蝶兰花色种类极为丰富，花斑的表现形式变化多样，值得关注的是花斑并不是呈现出均一的不同饱和度的晕色或阴影状，而是呈现为离散型的斑点、条纹或斑块状[10]，因此蝴蝶兰是开展植物花色、花斑遗传规律研究的极好材料，然而对这方面的遗传学和生物化学的研究却很少。现今对蝴蝶兰花色的研究主要集中在花色素成分的测定和与花色素生物合成途径中相关基因的研究，目前已发现蝴蝶兰4种主要的酰基化花青素[11]，还发现通过克隆类黄酮生物合成途径相关基因并利用基因工程技术可改变蝴蝶兰的花色[12]，在其他观赏花卉如向日葵的花色多样性的研究中发现[13]，花色会随着花青素总含量的增加而变暗，同时花青素苷的含量和种类上的差别使得向日葵形成了丰富的花色变异，该研究结果可为今后蝴蝶兰花色生化途径方面的研究提供思路和对比参考。然而目前对于蝴蝶兰花斑形成机理的研究报道非常少，对其他物种的研究发现导致花部彩斑形成的原因主要有以下三种[14]：（1）易变基因的体细胞突变是形成花瓣不规则彩斑的主要原因，如烟草[15]、金鱼草[16]等；（2）转座子引起的基因不稳定表达和分布而形成的彩斑，如大花牵牛的Tpn1[17]、金鱼草的Tam1[18]等；（3）嵌合体导致的植物花瓣彩斑，如天竺葵花瓣上的红色斑点[19]、非洲紫罗兰的花斑是一种周缘嵌合体[20]等。对于蝴蝶兰的花斑形成的原因并未有研究和归类，目前相关的报道只能认定蝴蝶兰花色素的调控已经细化到不同花器官的特定细胞中，而类黄酮合成相关基因的特异表达可能仅仅是花色素复杂调控机制的初始步骤[21]。

关于蝴蝶兰遗传育种繁殖方面的研究主要集中在快繁技术、种质资源、基因育种等方面[22]。而蝴蝶兰杂交后代性状分离相关的研究报道较少[23-25]。本研究对蝴蝶兰Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹）× Phal. 316 杂交F1代性状分离特性进行了观测研究，可为今后杂交育种中性状（尤其是花部性状）的早期定向选择提供一定的参考，有效地提高育种效率。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为广东省名优花卉种质资源圃的一个杂交组合后代群体。父本（♂）：Phal. 316，株型高大，纯白色大花，无斑纹，花瓣薄纸质，唇瓣主色为黄色和白色，唇瓣上具长须；母本（♀）：Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹），株型矮小，黄色中花，具紫红色斑块，花瓣厚蜡质，唇瓣主色为橘色和紫色，唇瓣上无须，于2007年7月10日，在英国皇家园艺学会登陆；并于2010年通过广东省农作物品种委员会审定。

1.2 方法

2009年2月进行授粉杂交，同年7月获得杂交果荚进行无菌播种与培养，2010年1月出瓶种植F1代群体1 000株（单株种植于直径5 cm的软盆中），之后2011年3～5月F1代群体首次开花（单株种植于直径8 cm的软盆中）。从F1代群体中随机挑选505株，连续两年的3～5月进行该群体分离比率和重要农艺及观赏性状调查、测量、记录并拍照，具体测量数量性状17个，包括：株高、株幅、叶长、叶宽、叶厚、叶片数目、花枝长、花梗直径、花朵数、花瓣长、花瓣宽、花瓣厚、唇瓣长、唇瓣宽、须长度，花纵径、花横径；调查记录质量性状6个，包括：花瓣底色、花瓣纹案类型、花瓣纹案颜色、唇瓣主色、花瓣质地、须状物有无。

1.3 数据分析

采用英国皇家园艺协会RHS标准比色卡进行花部性状颜色的判定；采用Excel软件计算各性状平均值、偏差、变幅、变异系数，并绘制变异系数比较分析柱状图。

2 结果与分析

2.1 杂交F1代群体分离比率

根据花部性状特征，Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford× Phal. 316 杂交F1代基本分离为11大组群，连续编号从Group 01至Group 11。除了Group 11花瓣为纯淡黄色无斑纹之外，其余10个组群，均呈现斑纹性状对应分离的显著特征，即奇数组群Group 01、Group 03、Group 05、Group 07、Group 09与偶数组群Group 02、Group 04、Group 06、Group 08、Group10，按编号顺序分别两两相对，其中相对组群的斑纹类型相同，而花瓣底色与唇瓣颜色有所分离，奇数组群花瓣底色均为白色，而偶数组群花瓣底色均为淡黄色，具体花部特征分离情况详见表1描述。杂交F1代各组群植株数量及所占总群体（505株）的比例值见表1所示，按所占比例值大小排列如下：Group 09>Group10>Group 05>Group 06>Group 03>Group 04>Group 01>Group 02>Group 07>Group 08>Group 11，结果表明花瓣底色为白色的组群比例均略高于黄色。

2.2 杂交F1代花部性状分离特征

2.2.1 杂交F1代花色 母本和父本花色分别为黄色带紫红色斑块和纯白色，杂交后代花瓣底色白色占53.66%，黄色占46.34%，说明杂交后代的花色底色整体遗传了双亲的花色，但黄色均浅于母本；由于父本没有纹案，杂交后代纹案色（99.6%）几乎全遗传母本的紫红色，但紫红色的深浅有些差别，仅有两株（Group 11）遗传父本无纹案为纯色花，但花色为浅于母本底色的淡黄色，杂交后代中未出现双亲之外的颜色，也未出现底色与斑块色相互对调的现象（具体花色差别详见表1比色卡编号）。

2.2.2 杂交F1代花瓣纹案特征 母本花瓣有大面积斑块，父本花瓣无斑纹，杂交后代几乎全部遗传母本具斑纹的特性，花瓣无斑纹的植株仅两株（占0.4%），其余99.6%的植株都具有斑纹，但斑纹大小及形状有变化，有细小斑点、线条状斑纹、中等大小圆斑和大面积斑块，其中大面积斑块类型Group 09与Group 10所占比例最高（共占30.9%）。

2.2.3 杂交F1代唇瓣主色 母本和父本的唇瓣主色（包括前端瓣和侧瓣）分别为橘色/紫色和黄色/白色，由于双亲的唇瓣色都呈现拼接和融合的分布特点，颜色表现比较复杂，两者杂交后代唇瓣色结合了双亲特性，其中Group 01、Group 02、Group 03、Group 04、Group 07、Group 08的唇瓣颜色及组合方式更接近母本，而Group 05、Group 06、Group 09、Group10、Group11的唇瓣颜色中含白色且颜色的组合方式更接近于父本，但所有组群的唇瓣颜色在深浅及色带宽窄上都有所变化（唇瓣主色按唇瓣前端瓣往侧瓣方向顺序排列）。

2.2.4 其他花部性状特征 母本花瓣厚蜡质且触感光滑，父本花瓣薄纸质光滑，杂交后代花瓣厚度均介于双亲之间；斑块大的组群Group 09和Group 10花瓣呈现蜡质，但厚度较母本薄，触感表现为粗糙，而其余组群呈现介于双亲的肉质，触感光滑。

母本唇瓣上无须状物，父本唇瓣具长须状物，杂交后代唇瓣均具有须状物，完全遗传了父本特性，但须均短于父本。

2.3 杂交F1代群体数量性状分离变异

亲本及杂交F1代11个组群数量性状的平均值、偏差、变异幅度和变异系数见表2。结果表明，杂交后代组群性状介于双亲之间或低于双亲或高于双亲，表现为中亲优势或正向超亲优势或负向优势。株高变幅5.4～21.2 cm，介于或高于或低于双亲；株幅21.5～35.9 cm，介于或低于双亲；叶长12.1～22.4 cm，介于或低于双亲；叶宽5.0～10.1 cm，介于或高于或低于双亲；叶厚1.4～3.8 mm，介于或高于或低于双亲；叶片数目3.0～8.0片，介于或低于双亲；花枝长25.0～65.9 cm，介于或低于双亲；花梗直径3.0～6.1 mm，介于或高于或低于双亲；花朵数3.0～8.0朵，低于双亲；花瓣长2.6～5.2 cm，介于或低于双亲；花瓣宽3.2～5.3 cm，介于或高于双亲；花瓣厚0.6～1.4 mm，介于或高于双亲；唇瓣长3.4～4.6 cm，介于或低于双亲；唇瓣宽1.6～2.6 cm，介于或高于双亲；须长度0.6～1.7 cm，介于或高于双亲；花纵径5.2～9.8 cm，介于或低于双亲；花横径6.0～11.1 cm，介于或低于双亲。

从变异系数来看，排在前3位的性状是须长>株高>花朵数，依次为25.2%、23.5%、16.7%，表明F1代在须长、株高、花朵数方面比双亲有更大的变异。其中分别对比分析花部性状和植株及叶片性状的变异系数花部性状方面须长变异最大（25.2%），介于或高于双亲，杂交后代的唇瓣都具有须，完全遗传父本特性（母本无须），但须的长度均短于父本须长；花朵数变异次之，为16.7%，花朵数3～8朵，均低于双亲，表明F1代在花朵数量表现为负向优势；唇瓣长度变异最小，为4.7%，表明无论杂交后代花朵大小数量如何变化，唇瓣长度变化都不大；从植株及叶片性状变异来看，株高和叶数变异较大，为23.5%和16.1%，其余性状变异都较小。

3 讨论与结论

经济作物的重要农艺及观赏性状的分离变异规律研究，可为杂交育种中性状的早期定向选择提供基础，有效地提高育种效率。蝴蝶兰的主要观赏价值在花上，花朵性状的分离规律是其杂交育种中最为重要的研究方向。尤其是花色及花斑的变化，是培育具自主知识产权新品种最重要的育种目标之一。尽管国外对观赏花卉花色花斑遗传研究较多，但作为种子公司的专利技术及商业秘密很少公开发表。

蝴蝶兰杂交育种过程中，对亲本花色及斑纹遗传表现的充分了解，可有目的地选择合适亲本，提高定向育种效率，如采用P. Venosa作为亲本，底色为显性遗传，不褪色，而杂交后代的斑纹与花型受到另一亲本的控制[5]。由于地域文化的差异，我国市场上红花蝴蝶兰较白花蝴蝶兰更流行，P. Brother Purple、P. George Vasquez等都是非常重要的红花亲本，而白花杂交种常作为粉色花或白花红唇杂交种的亲本使用[5，28]，然而随着时代的变迁和个人欣赏水平及消费比例的增长，蝴蝶兰品种必然朝多色彩，奇花奇色，花纹多样化等方向发展。Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹）是优异的中小花型黄底紫红斑品种，花色艳丽，斑纹明显，花瓣蜡质化，是黄色奇花蝴蝶兰育种的一个优良亲本。课题组Lü等[21]曾对其自交后代花色的分离进行了研究分析，结果表明：自交后代群体15种花色类型中，底色黄色有加深变化，但无规律；紫色斑纹呈现不同大小面积和形状的分离变化，有全斑类型花，但未发现有无斑类型（即纯黄色花）；同时全斑类型的花型出现了明显变化，花瓣与萼片都变尖，花大小也较其他花色类型明显变小。本研究在此基础上，采用Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹）为母本，与大花型纯白无斑纹品种Phal. 316进行杂交，研究发现杂交F1代在花色、斑纹、花朵质地、唇瓣须状物等方面都发生了分离，其中与Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford自交群体相反的是获得了纯黄色无斑类型，却未获得全斑类型；底色既有父本的白色，也有母本的黄色，但黄色出现变浅现象；紫色斑纹大小和形状成一定规律变化，其中大面积斑纹组群（Group 09和Group 10）的花朵也出现了类似自交后代花型和花大小的变化（如图1所示），比其他组群花都小；自交群体花瓣质地都保持蜡质未有变化，而杂交群体介于双亲之间，大多呈肉质，即使呈现蜡质的组群花瓣厚度也薄于母本；自交群体均同亲本Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黄金豹）无须，而本杂交群体均遗传父本有须，由于与唇瓣须状物性状分离的相关研究未见报道，本研究表明唇瓣具须的特性有可能是显性遗传，之后需通过反交试验进一步验证分析。与本研究类似的实验结果还出现在另一同样具有丰富花色和多彩花斑的优异观赏花卉中，在对三色堇的杂交育种研究中发现[29]：三色堇不同花色杂交后F1代多呈中间色，同时有斑块的双亲杂交后代都有斑块，纯色块的亲本与有斑块的杂交，后代也有斑块，但有时斑块变浅成线状。

以上表明，本研究可为部分花部性状定向育种提供一定的参考依据，例如通过选择具有斑纹的品种进行杂交或自交，可获得斑纹连续分离的后代；可通过选择唇瓣具须的品种与无须品种杂交获得有须后代；可选择蜡质品种对纸质品种进行花瓣厚度的改良，使得后代群体花瓣更厚，更适合鲜切花的观赏需求等。

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责任编辑：沈德发