比利時杜鵑與幾種野生杜鵑雜交親和性研究

李葉芳 尹楊萍 杜 娟 關文靈 楊 婷

( 云南農業大學園林園藝學院，云南 昆明 650201)

杜鵑花屬（Rhododendron）是杜鵑花科（Ericaceae）中最大的屬，是世界著名的木本花卉，具有極高的觀賞價值。全世界的杜鵑花大約有1 000種，中國約有571種，是名副其實的世界杜鵑花的分布中心[1]，然而我國杜鵑花資源的開發利用和育種與世界先進國家相比存在很大差距[2]。截止2004年，國際上登記的杜鵑花新品種已經有28 000個[3]，目前已超過30 000個[4]。而我國常見栽培的杜鵑種類和品種很少，園藝栽培品種總數不到400個[5-6]，而且大多是從國外引進的，自主研發的新品種卻非常少，截止于2004年，進行登記的品種僅有34個[7-8]，雖然近幾年有部分科研人員在開展杜鵑育種工作，并陸續有新品種登記，但育種進展仍比較慢。這與我國擁有豐富杜鵑花資源的國情是極不相稱的[7]。因此，充分利用我國現有的、豐富的杜鵑花資源，進行種質創新，選育出適合我國城鄉綠化、家庭盆栽的杜鵑花品種，對促進我國杜鵑花產業的發展具有重要意義。

比利時杜鵑（Rhododendron hybridum）又名西洋鵑，最早在歐洲的荷蘭、比利時育種成功，尤以比利時繁殖、栽培和輸出最多，因此得名比利時杜鵑，是比利時園藝學家用毛白杜鵑（R.mucronatum）、皋月杜鵑（R. indicum）、映山紅（R. simsii）等反復雜交選育而成[8-9]。因其株型矮壯緊湊、花色花型豐富、花期長等特點，越來越受到人們的青睞。目前已成為全國杜鵑園藝品種中連續花期最長、銷售市場最大的類群[10-12]。但比利時杜鵑在園林綠化中存在退化嚴重的現象。利用我國豐富的野生杜鵑資源，對比利時杜鵑進行遺傳改良，有望培育出適應性更強、品質更優的杜鵑新品種。

本研究以比利時杜鵑為母本，以常綠杜鵑亞屬（Hymenanthes sub.）、映山紅亞屬（Tsutsusi sub.）、杜鵑亞屬（Rhododendron sub.）、糙葉杜鵑亞屬（Pseudorhodorastrum sub.）、羊躑躅亞屬（Pentanthera sub.）的11個野生種及1個栽培種為父本進行雜交研究，探討比利時杜鵑與它們雜交的親和性，旨在為我國杜鵑的雜交育種提供科學依據和中間材料，促進我國野生杜鵑資源的開發利用和種質創新。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

選擇植株生長健壯、無病蟲害、花苞飽滿、柱頭發育良好的比利時杜鵑品種“鐵紅”作為雜交母本，以常綠杜鵑亞屬、映山紅亞屬、杜鵑亞屬、糙葉杜鵑亞屬、羊躑躅亞屬的11個野生種及1個栽培種為父本（見表1）。試驗在云南農 業 大 學園林園藝學院苗圃（102°74′68″E，25°12′79″N）大棚內進行。

表 1 雜交父本基本信息Table 1 Basic information of hybrid father

1.2 試驗方法

1.2.1 花粉萌發率測定

從野外采集12種杜鵑的花藥，放置于自封袋內，再保存于便攜式冰壺中并帶回實驗室。在實驗室將花粉取出并收集到小試管內，放置于硅膠干燥器中干燥48 h，密封并保存于4 ℃冰箱備用。用離體培養法測定12種杜鵑花粉生活力，培養基為100 g/L蔗糖+20 mg/L H3BO3+40 mg/L CaCl2+0.4%瓊脂。將已撒過花粉的裝有培養基的培養皿密封，置于干燥培養箱內培養，培養箱溫度為25 ℃，4 h后觀察花粉萌發情況，以后隔2 h觀察1次，直到沒有萌發為止。每個處理重復3次，每個視野花粉不少于50粒。因為杜鵑花花粉為四合體，所以在統計花粉萌發數時，只要有1個萌發即視為萌發，以花粉管長度超過花粉直徑為萌發標準。按公式（1）計算花粉萌發率

1.2.2 授粉套袋

開花前3～4 d，即花苞膨大松散而未開放前，去除雄蕊和花冠，此時，雄蕊未成熟，柱頭未分泌粘液，可避免自交授粉。待柱頭分泌較多粘液時即可授粉，于早上8：00—10：00進行人工授粉，每個雜交組合授粉花朵數不低于48朵。授粉后套袋，第2天重復授粉1次。給已授粉的花朵掛上標簽，并注明授粉時間及父本中文名。為避免影響葉片的光合作用，授粉后3 d除去雜交袋。

1.2.3 坐果率、結實率和萌發率的測定

定期觀察子房發育情況，及時統計子房膨大數，按公式（2）計算坐果。當膨大的果實果皮變褐時即可采收，并統計果實內種子數量及其飽滿種子數，每個雜交組合統計3個果實，取平均值，按公式（3）計算結實率。對每個雜交組合隨機抽取50粒飽滿的種子，培養皿內墊2層濾紙，將種子均勻撒在濾紙上，用滴管將濾紙滴濕，將其置于25 ℃培養箱內培養，培養皿內每日加水保濕，每天觀察統計種子萌發情況，每個處理重復3次，按公式（4）計算種子萌發率。

2 結果與分析

2.1 父本杜鵑的萌發率

由圖1可知，所有父本花粉萌發率在30%以上，可用于杜鵑花的雜交授粉試驗。同時可以看出，映山紅花粉萌發率最高，為70%，明顯高于其他種類；其次是云南杜鵑和云上杜鵑，分別為61%和56%；其他各種類杜鵑花粉活力為30%～50%，其中高尚杜鵑的花粉萌發率最低，為30%。

圖1 不同父本杜鵑花粉萌發率Fig. 1 Pollen germination rate of different male Rhododendron

2.2 坐果率、結實率與雜交種子萌發率分析

由表3可知，比利時杜鵑自交坐果率很低，僅有1.25%，且種子萌發率為0，說明自交不親和。比利時杜鵑與不同的杜鵑雜交，其坐果率、結實率及種子萌發率各不相同，反映出比利時杜鵑與這幾種杜鵑的雜交親和性是不同的。其中露珠杜鵑、云上杜鵑、富源杜鵑作為父本的坐果率為0，雜交完全不親和；馬纓杜鵑、基毛杜鵑作為父本雜交，其坐果率分別為1.35%和5.81%，雖然得到了雜交種子，但種子萌發率為0，也屬于雜交不親和。云錦杜鵑、映山紅、羊躑躅、金躑躅作為父本雜交具有較高的坐果率、結實率及種子萌發率，雜交親和性強。大白花杜鵑、高尚杜鵑及云南杜鵑作為父本雜交雖然獲得較多雜交種子，但種子萌發率很低，僅為5%、5%及1%，因此認為具有弱親和性。

表 2 幾種杜鵑的雜交親和性Table 2 The affinity of several Rhododendron

3 結論與討論

在所有雜交組合中，比利時杜鵑×映山紅的結實率和種子萌發率最高，因而認為其親和性最強。資料表明，比利時杜鵑是用映山紅亞屬的毛白杜鵑、皋月杜鵑、映山紅等反復雜交選育而成[11]，具有映山紅的血統，因此比利時杜鵑×映山紅的雙親具有非常近的親緣關系。這也預示了杜鵑雜交親和性與親本間的親緣關系密切相關，親緣關系近的雜交親和性強，更易獲得雜交后代。但在雜交后代的性狀上可能難以有較大的突破。

比利時杜鵑屬于映山紅亞屬，其與常綠杜鵑亞屬的幾個種的雜交親和性差異很大，其中與云錦杜鵑具有很高的雜交親和性，但與露珠杜鵑、大白花杜鵑、高尚杜鵑及馬纓杜鵑的雜交親和性很差。比利時杜鵑與杜鵑亞屬的幾個種的雜交其親和性也表現出類似結果。比利時杜鵑與羊躑躅亞屬的羊躑躅和金躑躅雜交表現出較好親和性。上述表明，不同亞屬的杜鵑之間進行遠緣雜交是有機會獲得雜交后代的。這或許可以說明杜鵑種間雜交親和性與其經典的形態學分類地位關系不大。耿興敏等[13]、莊平[14]有關杜鵑亞屬間雜交的研究結果中也發現類似的情況。這為杜鵑花屬植物選育提供了更多機會和新的思路，因此在杜鵑雜交育種中，可不拘泥于親緣關系近的亞屬內的種間雜交，應大膽嘗試經典分類系統中不同亞屬杜鵑之間的遠緣雜交，這樣更有可能創制出杜鵑新種質，在杜鵑育種上取得新突破。

莊平[15]在對杜鵑亞屬植物種間雜交的研究中發現，雜交不可育或敗育情況有3種：不能坐果、不能結實和可結實而種子不能發芽。而本研究中，比利時杜鵑與不同亞屬的杜鵑種類進行遠緣雜交，其不親和與敗育的情況有不能坐果和可結實但不能萌發，其中比利時杜鵑×露珠杜鵑、比利時杜鵑×云上杜鵑、比利時杜鵑×富源杜鵑等3個雜交組合為不能坐果型，比利時杜鵑×馬纓花、比利時杜鵑×基毛杜鵑等2個雜交組合為可結實而種子不能發芽型。不能坐果型可能是前合子期不親和與后合子期不親和的綜合表現，而可結實而種子不能發芽型則可以肯定為后合子期種子發育過程敗育所致[16]。具體的不親和與敗育機制有待于通過形態解剖、生理生化等手段開展深入研究。

耿興敏等[17]研究表明延遲授粉法（柱頭過成熟時授粉）可以克服大部分杜鵑遠緣雜交受精前障礙，提高遠緣雜交結實率；花粉培養液處理也可提高大部分雜交組合的子房膨大率或結實率。因此，今后杜鵑雜交過程中可嘗試多種授粉方法以克服雜交受精前障礙。

[ 參 考 文 獻 ]

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