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小苍兰新株系红玉的选育

2020-12-16罗远华方能炎樊荣辉叶秀仙钟淮钦林榕燕吴建设黄敏玲

福建农业学报 2020年9期
关键词:红玉花茎种球

罗远华,方能炎,樊荣辉,叶秀仙,钟淮钦,林 兵,林榕燕,吴建设,黄敏玲

(福建省农业科学院作物研究所/福建省农业科学院花卉研究中心/福建省特色花卉工程技术研究中心,福建 福州 350013)

0 引言

【研究意义】小苍兰(Freesia hybrida)是鸢尾科Iridaceae 香雪兰属Freesia多年生球根花卉,原产于南非好望角一带,其色、香、姿俱佳,为世界著名的切花,深受消费者的喜爱[1―2]。我国从20 世纪80 年代初开始有规模的引种小苍兰,长期以来商业化品种及生产用种球主要从荷兰等地进口[3—4],种球不仅价格较高,而且经多代无性繁殖,易受病毒浸染等引起种性退化[5],生长势下降、花茎变短、花色变淡等现象突出[6],商品花质量下降甚至消失[7]。因此,选育出适宜我国区域气候条件的小苍兰新品种及建立本土化种球繁育技术,是我国小苍兰持续健康发展的必然选择。【前人研究进展】早在18 世纪中期至19 世纪后半期,欧洲已开始从南非引入不同花色的小苍兰原种进行杂交育种工作。进入20 世纪后,荷兰、英国等育种家在前人育种的基础上,通过品种间的反复交配、筛选淘汰,育成了如今丰富多彩的小苍兰园艺品种[1]。近年来,虽然小苍兰遗传转化体系的建立加快了小苍兰分子育种的进程[8],但杂交育种仍然是培育小苍兰新品种的主要手段[9—10]。我国引进的小苍兰种质资源多为园艺品种,亲缘关系较复杂[11—13],这为小苍兰育种增加了一定的困难,虽有通过杂交育种[14—16]、突变选育[17]以及辐射诱变[18]等手段已育成了如‘上农红台阁’、‘香玫’等品种,但总体上育成的栽培品种仍十分有限。【本研究切入点】福建属亚热带湿润季风气候,温暖湿润为气候的显著特色,适宜小苍兰的育种研究与种球繁育。以引进保存的小苍兰种质资源为材料,以适应性好、耐逆性强、新花色等为育种目标,系统开展杂交育种研究,选育出适宜福建气候条件推广应用的小苍兰新品种,是保证小苍兰持续发展的工作重点。【拟解决的关键问题】通过杂交,经F1优良单株选择、多代无性繁殖培育,以期选育出花色新、适应新好及耐逆性强的小苍兰新株系,满足市场需要。

1 材料与方法

1.1 亲本材料

1.1.1 母本 荷兰引进品种Freesia hybrida‘Red Lion’,花茎长35.0~50.0 cm,具分枝3~5 个;主花序长7.0~9.0 cm,着花9~11 朵,花径3.5~4.5 cm;花被片上表面红色(RHS:46B),花喉部上表面黄色(RHS:13B);花型单瓣;具芳香。

1.1.2 父本 荷兰引进品种Freesia hybrida‘Royal Blue’,花茎长30.0~45.0 cm,具分枝3~5 个;主花序长6.0~9.0 cm,着花7~10 朵,花径3.5~4.5 cm;花被片上表面紫色(RHS:87B),花喉部上表面白色(RHS:N155A);花型单瓣;具芳香。

1.2 选育方法

以培育紫红色花系小苍兰新株系为育种目标,选择性状典型、生长健壮的亲本植株进行杂交,优选杂交F1单株,经多代无性系选择繁育而成。

1.3 分子鉴定

采用改良CTAB 法提取花朵样品基因组DNA,以 me3-em16(TGAGTCCAAACCGGAAT-GACTGC GTACGAATTCGG)为引物,对红玉及其父母本进行SRAP 分子标记鉴定。

1.4 多年多点试验

1.4.1 品比试验 2013-2015 年,选取红玉及其父、母本无性繁殖周径5.0 cm 以上的种球,在福州晋安(年平均降水量约1 300 mm,平均气温19.6 ℃,冬季无霜冻)进行多年试验。选择富含有机质的新地于10 月上旬露地种植,畦带沟宽1.5 m,株行距5 cm×25 cm,种植面积15 m2。当主花序第一、二朵花开放时,随机选取30 株进行性状观测;5 月上中旬收获种球,计算种球繁殖系数。

1.4.2 多点试验 2017-2019 年,选取红玉无性繁殖周径5.0 cm 以上的种球,在福州晋安新店、福清东张(年平均降水量约1 400 mm,年平均气温19.3 ℃,冬季无霜冻)进行露地种植,在政和铁山(年平均降水量约1 700 mm,年平均气温17.9 ℃,冬季有霜冻)进行薄膜大棚种植。选择富含有机质的新地于9 月下旬至10 月上旬种植,畦带沟宽1.5 m,株行距5 cm×30 cm,种植面积150 m2。当主花序第一、二朵花开放时,每个试验点随机选取30 株进行性状观测;5 月上中旬收获种球,计算种球繁殖系数。

1.4.3 数据统计 用Excel 和SPSS 17.0 进行数据统计和分析,采用Duncan 法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 选育过程

2006 年3 月,以Red Lion 为母本,以Royal Blue为父本进行杂交,同年4 月获得杂交种子后于9 月下旬进行种子播种,2007 年3 月开花后根据育种目标进行优株选择,筛选出植株健壮、花枝挺立、分枝性好,花型稳定,花被片上表面为紫红色(RHS:N74A),花喉部上表面为黄色(RHS:14A)的优良单株,记为R1B1-1,于同年5 月进行种球采收。2008-2012 年对R1B1-1 无性系进行扩繁及筛选,性状稳定,更名为红玉;2013-2015 年红玉与亲本在福州晋安进行品比试验,2016 年经SRAP 分子标记鉴定证实红玉是Red Lion×Royal Blue 的真实杂交后代;2017-2019 年在福州新店、福清东张及政和铁山进行多点试验。红玉选育流程见图1。

图 1 小苍兰红玉选育流程Fig. 1 Breeding processes of Red Jade

2.2 株系表现

2.2.1 特征特性 小苍兰新株系红玉为秋植球根花卉,叶片线状剑形,2 列排列,绿色,长30.0~45.0 cm、宽1.3~1.7 cm;花茎直立,长30.0~45.0 cm、粗0.4~0.6 cm,具3~5 个分枝;花序与花序轴呈近直角状横折,花偏生上侧,顺次开放;主花序长6.0~9.0 cm,着花7~10 朵,花径3.5~4.5 cm;花型单瓣,具芳香;花被片上表面紫红色(RHS:N74A),花喉部上表面黄色(RHS:14A);球茎圆锥形或卵圆形。福州10 月上旬种植,始花期2 月下旬至3 月上旬,花期30~40 d;5 月上中旬种球成熟,繁殖系数6~8;全生育期210~225 d。红玉花被片上表面主色较好地结合了母本的红色与父本的紫色,表现为紫红色,花色新颖;喉部上表面主色偏母本,为黄色,但颜色区域缩小。红玉及其父母本花朵特征见图2。

图 2 红玉及其父母本花朵特征Fig. 2 Floral characteristics of Red Jade and its parents

2.2.2 品比表现 红玉及其父、母本在福州晋安10 月上旬种植,开花时间在翌年2 月下旬至4 月上旬,整体花期30~40 d;种球成熟时间在5 月上中旬。2014-2015 年红玉及其父母本在福州晋安品比试验结果统计于表1。结果表明,红玉的叶长、花茎长、花茎粗、分枝数、主花序长及花径等性状与其父、母本差异不显著,主花序小花数、种球繁殖系数与父本无显著差异,但分别显著低于母本和高于母本;红玉主要性状介于父、母本之间,为中间型杂交后代。此外,母本Red Lion 无性系群体部分植株开花时,花被片上表面颜色表现不稳定,出现褪色、变淡,红玉及父本Royal Blue 花色稳定。

2.2.3 多点试验表现 红玉多点试验主要性状统计于表2。结果表明,红玉在政和铁山薄膜大棚中种植时,其花茎长、花茎粗与福州晋安、福清东张露地种植时差异显著,这与薄膜大棚中光照较弱有关;叶长、分枝数、主花序长、主花序小花数、花径及繁殖系数等性状在3 个试验点的差异不显著。红玉在福州、福清及政和3 地种植时花型、花色等性状表现一致且稳定,其平均叶长41.8 cm、花茎长41.3 cm、花茎粗4.9 mm、分枝数3.9 个、主花序长7.2 cm、主花序小花数8.9 朵、花径3.9 cm、繁殖系数6.7。

表 1 红玉与父母本品比试验主要性状表现Table 1 Major characteristics of Red Jade and its parents

表 2 红玉多点试验主要性状表现Table 2 Major characteristics of Red Jade exhibited in multi-point test

2.2.4 适应性 红玉喜疏松、肥沃、排水良好的砂质土壤,忌连作;喜温暖、湿润、阳光充足的环境,冬季最低气温高于0 ℃时可露地种植;选用健康种球及采用科学的管理措施,菌核病、花叶病、蚜虫等主要病、虫害发生均较轻。

2.3 分子鉴定结果

利用筛选出的SRAP 引物me3-em16 对红玉及亲本等3 个样品DNA 进行了分子检测,从图3 中可以看出,红玉扩增出父、母本的特异条带各1 条。结果表明,红玉为Red Lion 和Royal Blue 的真实杂交后代。

图 3 红玉及其父母本SRAP 分子鉴定结果Fig. 3 SRAP molecular identification on Red Jade and its parents

3 讨论与结论

花色是决定小苍兰的重要观赏指标之一。研究表明小苍兰花色与花色苷种类、花色苷含量密切相关[19—20],还与细胞内酸碱度、金属离子种类和浓度以及外部环境因子等有关[21]。本研究中红玉的母本Red Lion 无性繁殖的后代群体部分植株开花时,花被片上表面颜色出现褪色、变淡,失去观赏价值,这可能与病毒浸染导致的种性退化有关[5],但其作用机制还有待进一步研究。

小苍兰生产用种球长期无性繁殖其后代始终是前代营养体发育的延续,容易将病毒等传给下一代种球,使后代生活力逐渐降低,引起种性退化[6、22]。小苍兰自交结实率低,甚至不育[23],但有性繁殖能有效脱除病毒,复壮种球。本研究以Red Lion×Royal Blue 进行杂交并优选杂交F1单株,经多代无性系选择培育出紫红色小苍兰新株系红玉,经品比试验及多点试验结果表明,红玉具有花色新颖、性状稳定、适应性好等特点,适宜在福建省无霜冻的地区及具有相似气候条件的地区露地推广种植,丰富了小苍兰切花、盆栽及景观利用等对品种多样化的需求。结果也证实有性杂交与无性繁殖相结合是小苍兰新品种选育的重要途径。

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