中國楓香×北美楓香雜交子代生長表現及初步評價

王玉娟，羅成鳳，幸偉年，李 進，占志勇，何小三

（1.江西省林業科學院，江西 南昌 330013；2.江西省林業資源監測中心，江西 南昌 330046）

楓香（Liquidambar formosana）系金縷梅科（Hamamelidaceae）楓香屬（Liquidambar）植物，為高大落葉喬木，適生于我國長江流域，具有速生、抗風、耐水濕等優點，是一種優良的抗逆樹種選育材料，同時兼具觀賞、藥用、材用和生態等價值，廣泛應用于跡地更新、城鄉綠化、林地生態修復等方面[1-4]。目前，楓香育種研究多集中在優良家系、單株、地理種源等方面[5-8]。隨著育種技術的發展，體細胞胚胎發生技術（Somatic embryogenesis，簡稱體胚發生技術）使得楓香雜交育種進程大為縮短[9]，為新種質創制提供了新的發展方向。本文以中國楓香和北美楓香為親本，通過體胚發生技術獲得雜交子代，跟蹤觀測其生長表現，為楓香的良種選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

2019年以中國楓香為父本、北美楓香為母本進行雜交，獲得未成熟胚性材料50份，并進行愈傷組織擴增。隨后將獲得的胚性愈傷組織成熟培養后獲得體胚為研究對象，將其轉移至生根培養基中進行生根培養，觀察記錄其根系生長情況，待其長出根系并出現3～4片真葉后移栽至江西省林業科學院苗圃中。最終獲得雜交新種質14份，分別將其編號為1#、2#、3#、4#、6#、10#、12#、13#、20#、21#、22#、30#、50#、54#，共獲得體胚苗384株。

1.2 方法

每隔7 d觀察記錄體胚在不同生根培養基（M1:基本培養基MS+1.0 mg·L-1GA3+1.0 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1IBA；M2：1/2MS+2.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1GA3；M3：MS+蔗糖30 g·L-1+3%植物凝膠，pH5.6～5.7）中的根系生長狀況直至其出現1片真葉；于2020年和2021年的12月初隨機抽取30株中國楓香、北美楓香、新種質體胚苗調查其苗高、地徑，并重復3次，取其均值作為最終的調查數據。

1.3 數據分析

數據分析采用Excel和SPASS 19.0軟件進行。

2 結果分析

2.1 不同生根培養基對體胚生根的影響

通過比較3種不同生根培養基的體胚生根情況，發現M3培養基對體胚的誘導生根效果最好，培養到12 d時開始生根，平均生根數量達5.8條，最大根長達到3.46 cm，平均生根率達到72.48%，各指標均是3種培養基中表現最優的，可作為楓香體胚的生根培養基使用。同時方差分析結果顯示，3種培養基的平均生根率在0.05水平上存在顯著差異。

表1 不同生根培養基誘導體胚生根情況Tab.1 The performance of rooting reduce by different root media of body embryo

2.2 不同雜交種質體胚苗的生長表現

通過連續2年對14份雜交種質的體胚苗進行苗高、地徑生長情況的調查可發現（表2），不同雜交種質的體胚苗苗高、地徑均表現出較大差異。

2020年調查結果顯示，父本苗高、地徑分別為81.83 cm、15.07 mm；母本的苗高、地徑則分別達到90.33 cm、17.13 mm。14份雜交種質體胚苗的苗高、地徑表現均弱于其父本和母本。其中苗高生長表現最為良好的是30#雜交種質，達到92.50 cm；表現最差的則是20#雜交種質，僅為32.45 cm。地徑生長表現最為良好的是1#雜交種質，為13.06 mm；表現最差的是20#雜交種質，僅為6.37 mm。

2021年調查結果顯示，父本苗高143.20 cm、地徑22.77 mm；母本苗高149.35 cm、地徑26.40 mm。14份雜交種質中，苗高生長表現由于其父本、母本的有3份，分別為1#（166.77 cm）、2#（155.75 cm）、30#（174.43 cm）；12#雜交種質的苗高優于父本卻弱于母本，其苗高達到143.43 cm；剩下的雜交種質苗高生長差于父、母本。14份雜交種質的地徑生長表現均差于父、母本。

2.3 不同雜交種質體胚苗的年均生長表現

進一步分析不同雜交種質體胚苗與親本的苗高、地徑的年均生長量（表3）。結果發現父本的苗高、地徑年均生長量分別為61.37 cm、7.70 mm；母本的年均苗高、地徑生長量分別為59.02 cm、9.27 mm。以父本作為對照，則14份雜交新種質中，苗高、地徑年均生長量表現較好有10份，占比71.43%；以母本作為對照，則年均生長表現較好的有8份，占比57.14%。

2#、4#、10#、12#、13#、20#、30#及54#雜交種質的體胚苗年均苗高及地徑的生長表現均優于父、母本。該8份雜交種質體胚苗的年均苗高、地徑生長量較父本分別高0.85%～59.36%、23.12%～75.58%；較母本分別高4.86%～65.71%、2.27%～45.85%。其中20#雜交種質體胚苗的苗高年均生長量為97.80 cm，較父本表現高59.36%、較母本高65.71%；其地徑年均生長量較父本高60.65%、較母本高33.44%。

2.4 優良雜交種質及優良單株的初步評選

以雜交種質體胚苗苗高年均生長量增幅較父本、母本均＞20%、地徑年均生長量較父本、母本均＞10%為條件，初步篩選出優良雜交種質分別為4#、20#、30#及54#。于2021年12月初對以上4個雜交種質共148株體胚苗的苗高、地徑進行調查分析，取其均值138.27 cm、22.77 mm作為參照，以苗高、地徑分別高于均值的20%、10%作為入選優良單株的基本條件，同時要求葉色以黃色、紅色、深紫色為主，最終篩選獲得優良單株37株（表4）。優良單株的平均苗高和地徑分別達到183.17 cm、28.37 mm，葉色以黃色、紅色及深紫色為主。

表2 不同雜交種質體胚苗的生長表現Tab.2 The growth performances of body embryo seeding in the different hybrids

表3 不同雜交種質的年均生長表現Tab.3 Annual annual growth performance of different hybrid species

3 結論與討論

體細胞胚胎發生技術具有繁殖系數高、遺傳穩定性好、生產周期短、便于規?；a等優點，是植物良種規?；敝车挠行侄沃?，在提高森林生產力、可持續性和林產品一致性方面發揮重要作用[10]，受多種內因和外因的影響，如材料、培養基、生長調節劑及培養條件等[11]。在前期獲得雜交楓香體胚的基礎上通過誘導生根最終獲得了14份雜交楓香種質。在誘導生根試驗中，本文對比了雜交種質在不同生根培養基中的生根表現，結果顯示M3培養基（基本培養基MS+蔗糖30 g·L-1+3%植物凝膠，pH5.6～5.7）的平均生根率達到72.48%，表現最佳，為雜交楓香體胚苗的繁育奠定了基礎。

表4 優良單株初步評選Tab.4 Preliminary selection of excellent single plants

楓香為高大落葉喬木，生長快，適應性廣，是南方森林中重要的闊葉樹種，也是一種很好的生態先鋒樹種；對重金屬鉛具有一定的耐受能力、富集和轉移能力，可用于重金屬污染較為嚴重的地區進行土壤修復[12]。楓香在我國分布跨越4個氣候帶，地理隔離導致中國楓香具有豐富的遺傳多樣性[13]，而北美楓香原產北美地區，分布于墨西哥以及北美南部、中美洲的高海拔地區[14]，具有秋葉紅艷美麗、干形通直、材質堅硬的特點[15]，本文以中國楓香與北美楓香進行雜交創制新種質，不僅可以進一步豐富我國楓香的遺傳多樣性，還可以為后續楓香新品種選育提供一定的理論基礎。

本文研究結果表明，14個雜交種質的楓香體胚苗在第1年觀測中，僅有30#的苗高表現優于親本，其余各種質體胚苗均弱于親本；在第2年的觀測結果中僅有3個雜交種質（占比21.4%）的苗高表現優于親本，且各雜交種質間的苗高、地徑生長表現出較大差異，說明其變異范圍較大，但整體表現與中國楓香、北美楓香差距較大。進一步分析比較雜交種質體胚苗與親本的年均生長量，發現年均生長量優于父本的雜交楓香種質有10份，占比71.43%；優于母本的有8份，占比57.14%。其中二者共有的雜交楓香種質為8份，該8份雜交種質體胚苗的年均苗高、地徑生長量較父本分別高0.85%～59.36%、23.12%～75.58%；較母本分別高4.86%～65.71%、2.27%～45.85%。其中20#雜交種質體胚苗的苗高年均生長量為97.80 cm，較父本表現高59.36%、較母本高65.71%；其地徑年均生長量較父本高60.65%、較母本高33.44%。在以上8份生長表現較好的雜交楓香種質中設定以苗高、地徑年均生長量均分別高于其親本苗高年均生長量20%、地徑年均生長量10%為基本選擇條件，初步評選出了4個優良的雜交楓香種質，分別是4#、20#、30#及54#，其平均苗高、地徑達到138.27 cm、22.77 mm，并初步評選出優良單株37株，優株平均苗高和地徑分別達到183.17 cm、28.37 mm，葉色以黃色、紅色及深紫色為主。