几种金花茶组植物的远缘杂交育种

吴丽君, 陈 达, 陈文荣, 李吉云

(1.福建省林业科学研究院，福建 福州 350012；2.福建省国有来舟林业试验场，福建 南平 353004；3.龙岩市永福老吉园艺有限公司，福建 龙岩 364400)

金花茶[1-2]组植物是山茶科山茶属植物中唯一开金黄色花的珍稀观赏植物，素有“植物界的大熊猫”、“茶族皇后”[3]之美称.目前，已知的金花茶组植物有42种5变种，除越南北部产10多种及我国云南、贵州、四川各产1种外，其余29种5变种均产于我国广西南部、西南部[4]，这些物种的发现极大地丰富了山茶属植物花色的种质资源，是最为珍贵的杂交育种亲本材料.金花茶的金黄色花朵花色独特，极具光泽，但其花径小，叶片较大，降低了观赏价值及商业价值；且金花茶对气候环境的适应性不及其他山茶属植物[5].而数以千计的被广泛应用于庭园美化、盆栽观赏的山茶花还没有开发出一个开金黄色花朵的品种[6].因此，不论是以培育适应性强的金花茶，扩大其栽培区域、应用范围，还是以培育黄色重瓣大花型山茶花为杂交育种目标，开展金花茶组植物组内杂交或与山茶属其他亲本的杂交均是山茶属植物种质创新的重要研究方向.

在国内，前人[5-12]于20世纪70年代初就开展了以金花茶、山茶花为父母本的远缘杂交研究，培育了‘冬月’、‘新黄’等杂交新品种，其中，‘新黄’、‘金背丹心’成功地登录中国茶花名录[12].在国外，日本、美国、澳大利亚等自20世纪70年代末从我国引种金花茶种质资源后，培育出了‘黄达’、‘黄绣球’等淡黄色花的杂交品种[5].由于金花茶远缘杂交座果率极低，并未取得理想的育种效果.要实现高观赏、高商业价值的黄色大花型、重瓣、带香气、适应性强的山茶花新品种育种目标，还有必要扩大杂交组合，改进杂交技术，提高杂交座果率、成果率.

1 材料与方法

1.1 材料

以4种金花茶组植物、3种油茶组植物、7个山茶花品种或栽培品种为杂交亲本材料，各亲本树龄、花期、花色等特征见表1.

表1 杂交亲本特征Table 1 Characteristics of hybrid parents

1.2 杂交试验设计

试验地点设在福建漳平永福老吉园艺场简易温室大棚(试验点Ⅰ)及南平福建省国有来舟林业试验场场部阔叶林下(试验点Ⅱ).杂交时间为2015年2月10日至3月10日、2016年2月10日至3月10日的每天9：30—12：00.选择母本树冠外围、直立向上、无病虫害、发育健壮的花枝，每一花枝选留1～2朵即将“松口”的花蕾，保留花蕾的大部分花瓣，采用蕾期授粉[13]及隔天连续授粉3次的重复授粉方法.授粉后，套袋并做标记，未授粉的花蕾全部摘除，以减少养分消耗.

杂交后，定期、不定期对各杂交组合的座果、果实发育情况进行观察记录.于2015年5月23—24日(授粉后约70～100 d，此时大多果径约1 cm)统计座果率(座果数/杂交花数×100%).果实采收时，统计成果率(果实数/杂交花数×100%)[13].果实发育前期以施氮肥为主；果径1 cm后每月喷施1次0.1% KH2PO4保果肥，以促进果实发育.

1.3 高亲和力杂交组合的筛选

2015年在两个试验点设置了30个杂交组合，2016年在试验点Ⅰ重复10个杂交组合(试验点Ⅱ，因2016年2月的极端低温天气，金花茶授粉及未授粉的花蕾均受冻害褐化脱落)，比较各组合的杂交效果.选为母本的金花茶组植物、油茶组植物或山茶花均为树型好、树冠大、结果量大、抗病虫害能力强的母树.

1.4 杂交苗培育方法及性状表现观察

杂交果成熟后及时采收.杂交种子采用无菌播种、常规播种的方法随采随播.常规播种：将未经处理的杂交种子直接播种在黄心土+泥炭土+椰糠(1∶1∶1)的混合基质(花盆内)上，覆土1 cm，再覆盖薄膜保湿、保温，等苗木出土后进行常规的水、肥管理和养护.无菌播种：参照组培技术的外植体无菌处理方法，将杂交种子播种在无菌基质上.观察种子的萌发情况，播种3个月后，统计各杂交组合种子的萌发率，对苗高定期测量，对苗期形态进行观察对比.

2 结果与分析

2.1 各杂交组合的杂交效果

各杂交组合的杂交效果如表2所示.

表2 30个杂交组合的座果率、成果率Table 2 Fruit setting rate and fruit rate of 30 different hybrid combinations

从表2可见：2015年试验点Ⅱ的15个杂交组合中，11个组合是可孕的，座果率为2.8%～40.0%，仅东南油茶♀与防城金花茶♂，浙江红花油茶♀与防城金花茶♂、凹脉金花茶♂3个组合获得杂交果，但种粒不饱满或为空粒，未获得可育的杂交种子(表3).试验点Ⅰ的15个组合中，14个组合是可孕的，其中，6个组合的杂交果在发育过程中败育或落果，未获得果实，8个组合获得了75个杂交果，共331粒杂交种子(表3).试验点Ⅰ与Ⅱ的杂交效果差异极大，除了不同组合亲和力差异造成外，也可能与试验设施条件差异有关.试验点Ⅰ的杂交母本种植于简易大棚内，授粉成功率、保果率受自然天气的影响较小，各组合均没有明显的生理落果及病虫害引起的落果高峰；而试验点Ⅱ的杂交母本在风雨后，就出现明显的落果.可见，简易大棚对杂交授粉、座果、保果起着一定的保护作用.

各组合的杂交亲和力差异极大，金花茶组内种间的杂交成果率明显大于组外种间杂交.从表2可见：试验点Ⅱ成果率最高的组合为黄樽薄叶金花茶♀与防城金花茶♂，其2015、2016年的成果率分别为37.3%、19.0%，该组合2年共获得363粒杂交种子(表3)；2016年的座果率、成果率均低于2015年，可能与母本树势因杂交授粉而衰弱有关.2015年，凹脉金花茶♀与‘烈香’♂、‘大美人’♂、黄樽薄叶金花茶♂，黄樽薄叶金花茶♀与‘克瑞墨’♂、杜鹃红山茶♂，防城金花茶♀与‘越南抱茎茶’♂，‘越南抱茎茶’♀与黄樽薄叶金花茶♂等7个组合的成果率均为1%～10%；2016年，10个组合中有6个组合获得杂交果，其中，凹脉金花茶♀与‘烈香’♂、防城金花茶♀与‘越南抱茎茶’♂也获得理想的成果率，分别为19.3%、24.4%.

表3 杂交果、种子的形态特征1)Table 3 Characteristics of hybrid fruit and seeds

1)杂交组合号与表2的对应.

相同亲本正反交的亲和力差异极大.2015、2016年防城金花茶♀与‘越南抱茎茶’♂的成果率分别为10.0%、24.4%，而反交组合均未得杂交果，表明‘越南抱茎茶’不适宜作为杂交母本.

2.2 杂交果及种子特征

杂交果果熟期更接近母本.凹脉金花茶母本的杂交果在10中下旬已陆续成熟开裂，直至11月中旬；而以黄樽薄叶金花茶或防城金花茶为母本的杂交果至11月中旬才见个别果皮转色，成熟期至12月中旬；两类杂交果的成熟期大约相差1个月.

杂交果的形状、大小、果色也更接近母本性状，表明母本果实性状的遗传表现力极强.从表3和图1A、1B可见，以凹脉金花茶为母本的杂交果外形均呈南瓜状、有5～6个明显的果瓣状，果径3.0～3.8 cm，果重6.7～14.8 g，幼果、成熟果均呈酱紫红色，接近新叶叶色.以黄樽薄叶金花茶或防城金花茶为母本的杂交果果实呈扁圆形，似温州蜜柑，果径4.2～6.6 cm，果实大小差异较大，最大果的果径是最小果的4倍，果皮青绿色，成熟时部分转为淡紫红色，果实有3～6粒种子，种粒重2.10～3.75 g，种子近圆形、褐色.以东南油茶为母本的果实较小，呈小圆球形，但种子发育不良.以浙江红花油茶为母本的果实似圆球形，果径较大(5.8～6.6 cm)，但均属无子果实，表明母本并未经授精而结实，母本花蕾的子房与其他结构发育成果实，属“杂交假孕”.可见仅凭授粉后，子房是否膨大、是否座果，还不足以判断父母本的亲和力.

2.3 杂交种播种育苗及苗期观察

简易大棚内的温度为15～30 ℃，杂交种子常规播种2个月后，即可见种子破土发芽(图1C).无菌播种发芽较常规播种发芽早(图1D)，2个月后，大多数芽苗露出基质3～4 cm,之后陆续展开真叶.从表4可见，2016年播种345粒种子，出苗309株，出苗率89.6%，除东南油茶♀与防城金花茶♂组合因杂交种子不饱满外，其他8个组合均获得杂交苗，各组合当年生杂交苗苗高20～30 cm(图1E)，多数杂交苗叶片大小、形状、光泽更接近父母本的中间性状(表4).

A：黄樽薄叶金花茶♀与防城金花茶♂的杂交果;B：凹脉金花茶♀与‘烈香’♂的杂交果;C：杂交种的常规播种育苗;D：杂交种的无菌播种育苗;E：8个月苗龄的杂交苗.图1 杂交果及种苗培育Fig.1 Cultivation of hybrid fruit and seedling

杂交组合♀♂播种数粒萌芽数粒萌芽率%11个月平均苗高/cm成熟叶片长度cm宽度cm叶片形态凹脉金花茶‘烈香’5120.020.28.24.6叶片呈上宽下窄的倒楔形,叶脉凹凸明显,观赏价值高‘大美人’8450.026.312.54.9叶脉凹凸感不如母本黄樽薄叶金花茶12650.026.810.25.6叶片较大,新叶红色似母本,叶脉凹凸感不明显黄樽薄叶金花茶杜鹃红山茶55100.024.97.24.0与母本黄樽薄叶金花茶相比,叶片变短变宽,光泽好,观赏价值高‘克瑞墨’99100.024.49.45.0叶片变宽,光泽度减弱,叶脉凹凸感明显防城金花茶28328099.029.310.05.8叶片较防城金花茶宽,光泽度好,似母本,观赏价值高防城金花茶‘越南抱茎茶’6233.323.07.84.8与母本防城金花茶相比,叶片变短小,有一定的观赏价值‘越南抱茎茶’黄樽薄叶金花茶3266.719.19.55.1叶脉凹凸感明显,叶片呈上宽下窄的倒楔形,观赏价值高东南油茶防城金花茶140--- -合计34530989.6

3 结语与讨论

(1)金花茶各杂交组合的亲和力差异极大，种间杂交多数亲和率很低，但金花茶组内种间杂交成果率高于组外种间杂交，这与陈俊愉[8]的研究结果一致.本研究开展的4种金花茶组植物、3种油茶组植物、7个山茶花品种或栽培品种为亲本的30个远缘杂交组合试验，仅有8个组合获得了杂交种子，其中，7个组合是以金花茶为母本，山茶花或金花茶为父本；1个组合是以山茶花为母本，金花茶为父本；而以油茶为亲本的组合没有获得杂交种子.金花茶组内种间杂交组合中的黄樽薄叶金花茶♀与防城金花茶♂的成果率达19.0～37.3%，而金花茶与山茶属其他物种杂交的成果率为1.0%～10.0%.程金水等[7]开展防城金花茶与岳麓连蕊茶、攸县油茶杂交的座果率仅为0.4%.

相同亲本正反交组合的亲和力差异极大[7]，以金花茶为母本的组合的成果率均高于反交组合.如防城金花茶♀与‘越南抱茎茶’♂的杂交成果率为10.0%～24.4%，而反交组合未得杂交果.防城金花茶、凹脉金花茶、黄樽薄叶金花茶等3种金花茶是优良的杂交母本材料，尤其是黄樽薄叶金花茶，其花量大、座果率高且树型紧凑、叶片小、叶色亮丽有光泽，是观叶、观花价值最高的金花茶之一，而‘越南抱茎茶’等山茶花不适宜作为杂交母本.

(2)杂交母树的种植环境也是影响金花茶杂交效果的因素之一.汤忠皓等[6]等认为，授粉后能维持13～20 ℃，下雨量50 mm,金花茶杂交座果最多.本试验中，两个试验点的杂交组合不同，但试验点Ⅱ的15个杂交组合均未获得杂交果，而试验点Ⅰ中的15个杂交组合有8个组合2年获得513粒杂交种子，且成果率较高.这与试验点Ⅰ的杂交在大棚内完成授粉，座果、保果受恶劣天气影响较小有一定的相关性，因此，在大棚内开展杂交育种值得推广.

(3)金花茶杂交果的成熟期、果形、大小、果色均更似母本，而杂交苗的叶片大小、形状、光泽更接近父母本的中间性状.以凹脉金花茶为母本的杂交果熟期为10月中下旬至11中旬，果形似南瓜状，与母本相似.以黄樽薄叶金花茶或防城金花茶为母本的杂交果熟期为11中下旬至12月中旬，果实扁圆形，似温州蜜柑，也与母本极为相似.

(4)适宜的温、湿度是播种育苗的关键.播种时，大棚内的温度应控制在15～30 ℃，湿度应控制在75%左右；气温低于10 ℃，种子即休眠，影响发芽.本试验中，金花茶杂交种随采随播，平均出苗率达89.6%.韦霄等[14]通过湿沙藏、低温贮藏等方式处理，金花茶发芽率仅为16.7%～79.4%，低于本试验.可见随采随播的方式更适宜金花茶杂交种育苗.

目前，从1年生杂交苗还无法筛选出超亲本的优质杂种后代，后续将通过杂交种苗后期生长、开花结果习性的进一步观察，有望获得观赏价值高的优质新种.

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