‘湘林’系列油茶授粉品种配置模式研究

刘慧敏 ，敖书飞 ，乌云塔娜

（1.中国林业科学院经济林研究中心，河南 郑州 450003；2.中南林业科技大学 a.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室；b.林学院，湖南 长沙 410004；3.襄阳市林业科学研究所，湖北 襄阳 441053）

‘湘林’系列油茶授粉品种配置模式研究

刘慧敏1，2a，2b，敖书飞3，乌云塔娜1

（1.中国林业科学院经济林研究中心，河南 郑州 450003；2.中南林业科技大学 a.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室；b.林学院，湖南 长沙 410004；3.襄阳市林业科学研究所，湖北 襄阳 441053）

油茶被认为自交不亲和树种，在优质丰产栽培中需要配置授粉品种。本研究以60个‘湘林’系列油茶无性系品种为对象，在品种开花物候期观察，花粉量和花粉活力测定的基础上，通过品种间授粉亲和程度的调查研究，建立了‘湘林’系列油茶品种的授粉品种配置模式。结果表明：60个‘湘林’系列油茶品种开花物候期主要集中在10月底开始到11月底，根据盛花期可分成3组；60个湘林系列油茶品种的花粉量大小存在差异，6800-200个/花药，花粉活力也存在差异，100%-57%；综合考虑盛花期、花粉量、花粉活力等因素，共分出3个授粉组合，在每个组合所预选的授粉品种中，根据其杂交授粉亲和程度，分别筛选出了1-5个、2-4个、1-3个授粉品种，授粉座果率达70%-100%。该研究首次系统研究油茶品种间授粉亲和性及授粉模式，为‘湘林’系列油茶高产栽培提供了重要的理论依据。

普通油茶；授粉品种；杂交亲和性

油茶是原产我国的木本食用油料，栽培利用历史逾2000年。茶油是优质高级食用油，以油酸和亚油酸为主的不饱和脂肪酸含量占90%以上，茶油是易于人体吸收消化的保健食用油[1-2]。油茶具有一定程度的自交不亲和性[3-5]，油茶的自交不亲和程度、类型、机制方面的研究鲜见报道，因此直接影响了油茶品种的科学合理的授粉品种选择。目前油茶品种的栽培中常用几个或多个品种混系造林，从而提高其座果率和产量，但对不同品种的开花物候期尤其是盛花期重叠情况，花粉量和花粉活力大小以及品种间的杂交亲和性方面的研究非常少，导致油茶授粉品种配置及选择存在很大的盲目性和不科学性，严重影响了油茶优良品种的优质丰产栽培。本研究以60个‘湘林’系列品种为研究对象，系统研究了这些品种的开花物候期，花粉量和花粉活力差异，以及品种间的亲和程度，在此基础提出了‘湘林’系列油茶品种的授粉品种配置模式和适宜授粉品种，为优良油茶品种的优质丰产栽培提供了重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试油茶品种的原产地及特点见表1。试验地为湖南省汨罗市桃林国有林场，该林场拥有油茶优良无性系品种250余个，本研究采用湖南省林科院和桃林国有林场连续几年测产的60个优良无性系品种。

续表1Table 1

1.2 试验方法

1.2.1 开花物候期观察

观察不同品种的开花时期,初花期（小于25%）、中花期（25%～80%）、终花期（大于80%）每个品种最少观察10棵[6-8]。

1.2.2 花粉量测定

花粉量测定参考[9-10]的方法，采集各品种开花前1 天的花蕾，取完整花药15 枚放入1. 5 mL离心管中，在25 ℃下烘干。花药完全爆裂散出花粉后，加入含1 %纤维素酶溶液1 mL 处理24 h，让花粉从花药中完全解离，并充分振荡，使花粉粒均匀分布于溶液中。然后用1 μL 移液枪取1 μL溶液滴于凹面载玻片上，在显微镜下观察统计花粉粒数。实验重复3次取平均值a。则一个花药里的花粉量A=a×1000÷15。

1.2.3 花粉活力测定

花粉活力测定参考[11-13]的方法，取1 ml的1%TTC置于1.5 mL的离心管中，取少量花粉置于溶液中，将溶液放入35℃的恒温摇床中摇匀染色30 min，取少量溶液均匀涂布在载玻片上，放入10 ×10显微镜下随机选取5个视野拍照，被染成红色的花粉为活的花粉，数活的花粉数量和总的花粉数量，算出花粉活力=活的花粉量÷总的花粉量。实验重复三次取平均值。

1.2.4 品种杂交授粉及座果率调查

在开花物候期的观察的基础上，于2010年11月对60个‘湘林’系列油茶品种进行了授粉试验。选取待放花朵50朵，授粉其他品种的花粉、套袋、挂牌。在2011年1月13号统计杂交授粉品种的座果和落果数，计算出油茶的座果率[14-15]。

2 结果与分析

2.1 确定 ‘湘林’系列油茶无性系品种的盛花期

从2009年和2010年10月至12月，根据不同‘湘林’系列油茶品种的盛花期，可将60个油茶品种分为3组，为授粉品种的选择及人工授粉提供了重要依据。

(1)早花组：盛花期在10月30日至11月10日，共33个品种，55%的优良无性系品种属于该类型，即‘湘林6’、‘湘林36’、‘湘林351’、‘湘林64’、‘湘林46’、‘湘林53’、‘湘林32’、‘湘林4-14’、‘湘林5-1’、‘湘林4-19’、‘湘林4-18’、‘湘林4-7’、‘湘林5’、‘湘林27’、‘湘林53’、‘湘林69’、‘湘林70’、‘湘林4-9’、‘湘林81’、‘湘林 4-10’、‘湘林82’、‘湘林170’、‘湘林171’、‘湘林350’、‘湘林352’、‘湘林 4-1’、‘ 湘 林 67’、‘ 湘 林 4-3’、 ‘ 湘林4-2’、‘湘林51’、‘湘林111’、‘湘林124’、‘湘林50’。

(2)中花组：盛花期在11月10号至11月20，共18个品种，30%的优良无性系品种属于该类型，即‘湘林16’、‘湘林47’、‘湘林 166’、 ‘湘林117’、‘湘林104’、‘湘林10’、‘湘林352’、‘湘林26’、‘湘林63’、‘湘林59’、‘湘林31’、‘湘林78’、‘湘林2’、‘湘林420’、‘湘林168’、‘湘林7’、‘湘林158’、‘湘林39’；

(3)晚花组：盛花期在11月20日至12月1日，共9个品种，15%的优良无性系品种属于该类型，即‘湘林56’、 ‘湘林65’、‘湘林35’、‘湘林78’、‘湘林97’、‘湘林163’、‘湘林89’、‘湘林4’、‘湘林1’。

2.2 ‘湘林’系列油茶无性系品种的花粉量差异

60个’湘林’系列油茶品种的花粉量大小在品种间存在显著的差异，且根据花粉量大小可以分成三组，见图1，第一组包括26品种，花粉量极少，其花粉量大小156～2 400个/花药，不适合于作授粉品种；第二组包括 26品种，花粉量较多，其花粉量大小2 583～4 755个/花药，比较适合于作授粉品种；第三组包括 2 品种，花粉量非常多，其花粉量大小6 000～6 666个/花药，适合于作授粉品种。

图1 ‘湘林’系列油茶花粉量差异及分组Fig.1 Pollen quantity of differences and grouping in oil Camellia from a series of Xianglin.

2.3 ‘湘林’系列油茶无性系品种花粉活力的差异

‘湘林’系列油茶品种的花粉活力存在差异，见图2。从图中可看出，‘湘林’系列油茶的花粉活力大小可分为三组，第一组包括44品种，花粉活力较大，为92%～75%，适合于授粉品种；第二组包括8品种，其花粉活力62%～51%，第三组包括6个品种，花粉活力较低，为35～48%，不适合于作授粉品种。

2.4 ‘湘林’系列油茶无性系品种授粉组合的筛选及授粉品种配置模式

综合盛花期重叠情况、花粉量和花粉活力预选出的授粉品种组合，见表2。第一组合：‘湘林6号’等花期相遇的33个品种，其花粉量大于3000个的品种共有15个，花粉活力大于80 %的‘湘林63’等27个品种，根据花期、花粉量和花粉活力可预选出‘湘林81’等9个授粉品种；第二组花期相遇的‘湘林16’等18个品种中花粉量大于3000个的有‘湘林63’等8个品种，花粉活力大于80%的有‘湘林352’等14个品种，综合考虑花期、花粉量和花粉活力可预选出‘湘林10’等6个授粉品种；第三组花期相遇的‘湘林56’等9个品种中花粉量大于3000的有‘湘林163’等6个品种，花粉活力大于80%的有‘湘林97’等6个品种，可预选出‘湘林163’等 4个授粉品种。

根据预选的授粉品种进行授粉亲和力测定结果表明，第一组‘湘林6号’等36个品种每个品种均能筛选出1～5个适宜授粉品种，座果率达70%～100%，见表3；第二组花期相遇的‘湘林16’等18个品种每个品种能筛选出2～4个适宜授粉品种，座果率达70%～93.88%，见表4；第三组花期相遇的‘湘林56’等9个品种均能筛选出1～3个适宜授粉品种，座果率达70%～100%，见表5。

图2 ‘湘林’系列油茶花粉活力差异及分组Fig.2 Pollen viability of differences and grouping in oil Camellia from a series of Xianglin.

表2 ‘湘林’系列油茶品种的预选授粉品种Table 2 The preselected pollinated-variety of oil Camellia from a series of Xianglin

3 结论与讨论

‘湘林’系列油茶的盛花期、花粉量、花粉活力、品种间杂交亲和程度存在很大的差异。‘湘林’系列油茶的花期主要在11月，根据盛花期花期集中时间，可分成早花（11月上旬）、中花（11月中旬）、晚花（11月下旬），其中早花品种占的比例最大，达55%；花粉量最高可达6800个/花药，最低仅有155个/花药；花粉活力最高可达100%，最低30%。因此授粉品种配置时必须根据油茶品种的生殖生物学特点出发，不仅仅要考虑盛花期重叠，更要考虑油茶品种的雄性不育、品种间的亲和程度等，才能科学合理的配置授粉品种。

表3 ‘湘林’系列油茶品种的座果率及适宜授粉品种(第一组)Table 3 The suitable pollinated-variety of oil Camellia from a series of Xianglin. (the first group)

陈永忠等研究表明，油茶雄性不育无性系花粉粒有较多皱缩不规则形状，表现为是发育不全或不够饱满的花粉粒，影响其萌发力，且花粉外壁厚度比可育优良无性系花粉外壁厚度薄，油茶雄性不育无性系并非完全不可育，而是其花粉活力远低于正常花粉[16]。本研究中，60个普通油茶优良无性系品种中，73%的优良品种表现为花粉活力较高，大于80%，而‘湘林4-2’、‘湘林4-9’、‘湘林352’、‘湘林4-1’‘湘林4-18’、‘湘林4-7’等品种的花粉活力非常低；另外，还发现油茶优良无性系品种‘湘林82’、‘湘林4-10’、 湘林4-1，湘林16、湘林31、湘林47、湘林97、湘林69，的花粉量较低，尤其是‘湘林82’和‘湘林4-10’的小于200花粉量/花药，这些品种有可能存在雄性不育，需要进一步研究。

表4 ‘湘林’系列油茶品种的适宜授粉品种(第二组)Table 4 The suitable pollinated-variety of oil Camellia from a series of Xianglin.(the first group)

表5 ‘湘林’系列油茶品种的适宜授粉品种(第三组)Table 5 The suitable pollinated-variety of oil Camellia from a series of Xianglin.(the first group)

自交不亲和性是植物防止近亲繁殖和保持物种连续性的一种重要机制，在植物界普遍存在，特别是在十字花科、茄科、蔷薇科、罂粟科、石蒜科等植物上尤为普遍[17]。在果树上如苹果、梨、甜樱桃、杏、李、沙田柚和枣等均属于配子体型自交不亲和性类型[18-21]。这些果树的自交不亲和性是由一个基因位点的复等位基因所控制，表现为自花授粉或相同基因型品种间异花授粉时，花粉虽能在柱头上萌发，但在沿花柱向子房伸长途中被抑制而停止生长，无法完成受精，而造成自花授粉或相同基因型品种间异花授粉不结实。油茶品种间的授粉座果率存在显著差异，但普遍上杂交座果率较高，基本超过30%[21]，而梨、苹果、樱桃等果树不亲和品种间的座果率低于30%，因此油茶的自交不亲和性机理可能与蔷薇科植物自交不亲和机理不同，油茶的自交不亲和机理需要进一步深入研究。

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The research on the pollinated variety disposition model of oil Camellia in a series of ‘Xianglin’

LIU Hui-min1,2a,2b, AO Shu-fei3, WUYUN Tana1
(1. Non-timber Research and Development Center of CAF, Zhengzhou 450003, Henan, China; 2a. The Key Lab of Non-wood Forest Product of Forestry Ministry; 2b. College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan,China; 3. Xiangyang Institute of Forestry Science, Xiangyang 441053, Hubei, China)

Camellia oleiferais considered to be selt-incompatibility, so it is necessary to con fi gure pollinated varieties. In this article,we studied the flowering time, pollen quantity and vitality of sixty clonal varieties of ‘Xianglin’ series. Based on the pollinationcompatibility and preresearch, we got the pollinated variety disposition model of ‘Xianglin’ series. The results showed that the flowering time is mainly between the end of December to the end of November and the time can be devided into three groups according the full-bloom stage. The pollen quantity and vitality ranges from 200 to 6800 each and from 57% to 100%, respectively. Considering the full-bloom stage pollen quantity and vitality, we divided the varieties into three pollination groups. In each group, we identi fi ed 1-5,2-4 and 1-3 pollinated varieties based on the pollination compatibility, which can get a fruit set percentage of 70%-100%. This is the fi rst time to study the pollination compatibility and pollinated model between the varieties of ‘Xianglin’ series, offering an important theoretical foundation for high-yield cultivation ofCamellia oleifera.

Camellia oleifera; pollinated variety; self-incompatibility

S718.46；Q943.2

A

1673-923X(2016)04-0017-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.04.004

http: //qks.csuft.edu.cn

2014-10-17

油茶油茶可持续丰产栽培关键技术研究(2009BADB1B0201)；湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目(601-000211)

刘慧敏，博士研究生

乌云塔娜，教授；E-mail：tanatana@sina.com

刘慧敏，敖书飞，乌云塔娜.‘湘林’系列油茶授粉品种配置模式研究[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(4): 17-24.

[本文编校：吴 彬]