LA和O型百合正反交试验及胚培养的杂交效果

赵兴华+裴新辉+杨佳明+赵梦姝

摘要：以皮兰德龙和索邦为亲本进行百合杂交育种，探讨亲本的花粉活力，并进行正反交试验，比较正反交的结实率，通过胚培养技术在克服受精后障碍的应用，同时比较不同培养基对杂交胚生长效果的影响。结果表明：2个百合品种常规杂交，无论正反交授粉都不能得到杂交种子；采用切割柱头授粉方式，其杂交的子房膨大率均值达51%；离体胚培养最佳培养基含5%蔗糖、0.2 mg/L 6-BA、0.01 mg/L NAA。

关键词：百合；杂交；胚培养

中图分类号： S682.2+65.036

文献标志码： A

百合是单子叶植物亚纲百合科（Liliaceae）百合属（Lillium）所有植物种类的总称，百合均为多年生草本植物。目前，全球约有115种百合，中国已发现55种、18个变种，占世界百合属植物的50%[1]。目前，全球用于切花生产的百合栽培品种大约有500多种[2]，多为品系内或品系间杂交培育而成的品种。20世纪初，国外以荷兰、日本、美国为中心开展了百合的育种工作，利用其优良的东方系、麝香系、亚洲系进行组间和种间杂交，培育出具有良好商业性状的百合新品种，由此推出百合的OT和LA系列杂交新品种[3-5]。目前，市场上主要的百合切花集中在5个百合品系上：亚洲系（Asiatic hybrids）、东方系（Oriental hybrids）、麝香系（Longiflomm hybrids）、OT型、LA型等。在百合种间杂交育种实践中，经常把胚培养技术作为克服杂交后障碍的有效手段，至今通过胚培养获得的百合种间杂交种有100余个[6-7]。中国对百合杂交后代的培育，仅局限于其野生种质的种间杂交，目前也没有获得具有商业价值的百合新品种推广应用。本研究通过对LA型和东方系（O型）进行组间杂交，采用常规授粉和切割花柱授粉方式以及离体胚抢救技术来克服其受精前后障碍，以期获得LAO新型的百合杂交种。

1 材料与方法

1.1 材料

以百合杂交品种LA型/皮兰德龙（Pirandello）与东方百合索邦（Sorbonne）为本研究的试验材料。

1.2 方法

1.2.1 杂交亲本花粉生活力测定 在盛花期选取当天开放的花朵，待花粉散开后采集不同植株上的花粉，用毛笔蘸上待测花粉接种在花粉萌发培养基[8]（100 g/L蔗糖+5 g/L琼脂 +0.02 g/L硼酸，调pH值至5.8）上，涂抹1薄层，12 h后在显微镜下观察计数，统计不同品种花粉萌发率。在视野内随机数100粒清晰无重叠的花粉，萌发的按1下计数器，统计萌发百分率，连续统计2次。

萌发率=（萌发花粉数/观测花粉总数）×100%。

1.2.2 授粉 杂交授粉采用常规和非常规的方法。常规授粉是将花粉直接授在柱头上，非常规授粉为切割柱头授粉。切割柱头授粉是将柱头切掉，直接授粉于花柱上。

1.2.3 胚培养 授粉培养后50～60 d，取出膨大的子房，剥出其内的胚珠（发育不完全的种子）进行离体培养，分别置于含不同浓度蔗糖、6-BA和萘乙酸的1/2 MS培养基中培养。其蔗糖浓度分别为3%、5%、7%，6-BA浓度分别为 0.1、02、0.3 mg/L，NAA浓度分别为0.01、0.02、0.03 mg/L，培养基中琼脂含量为5 g/L，调节其pH值为5.8。进行3周暗培养（温度为25 ℃）后，在 1 500 lx LED灯下进行全天光照培养，培养温度仍为25 ℃，培养3周；此后再次调整培养的光照时间，20：00将LED灯打开，至08：00关闭，使其保持12 h 的光照。

2 结果与分析

2.1 亲本花粉活性及正反交的结实率

东方系的索邦花粉萌发率高，达78.6%，而LA杂交系的皮兰德龙花粉萌发率低，仅为8.3%。显微观察发现，索邦花粉粒饱满，而皮兰德龙大部分的花粉粒发育不良，但也观察到饱满且发育良好的花粉粒。以皮兰德龙、索邦为亲本进行正反交试验，2个组合各授粉100朵，授粉后1周左右，子房出现败育现象，败育子房表现出子房前端有所膨大，没有膨大的后端陆续开始枯黄萎蔫脱落。60 d后全部败育，其中有膨大的子房，解剖后未得到有胚种子，呈现假膨大现象。

2.2 不同授粉方式对杂交结实的影响

为克服授精障碍采取非常规授粉方法是很有效的。2个百合品种在切割柱头授粉方式下，其杂交的子房膨大率均值达到51%，且获得有胚的种子。而作为对照常规授粉的母本，在其子房膨大之前就出现枯萎现象，8 d便开始枯萎，不能得到正常发育的种子。2个百合品种以切割柱头授粉方式的种子结实率较高（表1）。

2.3 不同蔗糖和激素浓度培养基对杂交种子培养的影响

从表2可以看出，培养基的蔗糖浓度对杂交组合种子培养的影响较明显，其中含5%蔗糖的培养基最适宜百合杂交组合种子的培养，当培养基所用6-BA浓度为 0.2 mg/L、NAA的浓度为0.01 mg/L时，其种子成活率比较高。蔗糖含量为6%～8%时，幼胚的胚性生长情况最好，褐变率最低，在培养中，早熟萌发数随蔗糖含量的增加而降低，这是由于高渗透压阻止离体未成熟胚早熟萌发作用所致[9]。本研究结果表明，百合杂交组合的种子在含5%蔗糖培养基中其成活率均在50%以上，比较适合其种子的生长发育。因此，最佳培养基的蔗糖浓度为5%，6-BA浓度为 0.2 mg/L，NAA浓度为0.01 mg/L。

3 结论与讨论

在百合杂交品系的研究中，国外对其AO、OT、LA进行过组间杂交，但未见LA×O型杂交新种质的研究报道。本试验首次开展了此项研究，所选取的材料LA型/皮兰德龙（Pirandello）具有生长周期短（11周）、抗倒伏、抗叶烧病和花朵品质维持较好等优点。而本身为杂交品种的东方百合索邦（Sorbonne）花呈浅粉色且花朵大、花型美丽、具香味、生长周期较长（16周）、不抗叶烧病、耐弱光等特点。期望结合二者的优良性状，培育出生长周期较短、抗倒伏、抗叶烧病、 耐弱光、具香味且花色、花型都比较丰富的百合新品种。本研究为皮兰德龙和索邦杂交育种及具有自主知识产权的新品种选育奠定了基础。

在实验室的条件下采取离体胚抢救的方式对2个品种百合的杂交胚进行培养，获得了杂种胚和种子。本研究采用子房膨大率、种子成活率作为其杂交亲和力的判定指标，从而筛选出离体胚培养材料的最适宜的消毒灭菌液和消毒灭菌时间，以及最佳的培养基和最佳授粉方式。即对其子房先用乙醇消毒0.5 min后，再采用火燎的方法，此法对其材料的污染率最低，含5%蔗糖、0.2 mg/L 6-BA、0.01 mg/L NAA的培养基为最佳培养基，最适合其胚的培养；在以LA杂交系百合为母本的杂交中，采取切割花柱的方法能提高杂交成功率，得到有胚的杂交种子，研究结果为克服百合远缘杂交的不亲和性找到了良好途径。

参考文献：

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[2]程金水. 园林植物遗传育种学[M]. 北京：中国林业出版社，2000.

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