传统育种方法在油用牡丹新品种选育中的应用

王晓晖 王占营 吴建梅

摘  要：该文介绍了油用牡丹的育种目标、育种方法和途径，重点就传统育种技术在油用牡丹新品种选育中的应用进行了阐述，旨在为油用牡丹品种的选育工作提供参考。

关键词：油用牡丹;新品种;育种;应用

中图分类号 S565.9文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）06-0030-03

木本油料产业是我国的传统产业，也是提供健康优质食用植物油的重要来源[1]，其中牡丹籽油已于2011年被国家卫生部批准为“新能源食品”。油用牡丹是指芍药属牡丹组中易于结实，且种子含油量高（特别是其中α-亚麻酸等不饱和脂肪酸含量高），适宜用作油料作物栽培的品种类型，为高产优质木本油料作物[2]。近年来，国家大力发展油用牡丹产业，其产业链长，效益潜力大，是一个可与农业观光、生态涵养、资源开发、荒山荒滩治理、农业科普教育、农村脱贫致富等融为一体的综合性强的产业[3]。现有的油用牡丹主导品种类型主要为凤丹系列和紫斑类型，品种类型单一，植株个体间差异大，更谈不上纯化度，缺乏专门的高产优质的油用牡丹品种[4]。因此，选育结籽量高、产油率高、油品质好、适应性强的专用油料品种油用牡丹是产业发展的迫切需求。只有在新品种选育工作中不断取得突破，才能使油用牡丹产业不断发展。

1 牡丹开花结实习性

牡丹花期依栽培地区的不同而存在较大的差异。即使在同一个地区，由于春季气温变化，不同年间也常有较大的变化幅度。牡丹的单花开花期，不同品种间差异较大，一般短的为3～5d，长的也不超过10d左右，过程分初花期、盛花期和谢花期。牡丹花蕾破绽露色1～2d后，花瓣微微张开即为初花期，此时期雄蕊已经成熟，同时开始散粉。盛花期时花瓣完全张开，大约持续3～8d不等，此时柱头上开始分泌大量黏液，花型花色充分显现。花瓣凋萎落下时为谢花期，这时柱头上黏液减少至硬化。

牡丹为两性花，以异花授粉为主，同时也是典型的虫媒花。一般情况下，牡丹的结实能力与花型演化程度呈反比。在栽培种的10大花型中，单瓣型、荷花型的花都具有良好的结实性，但皇冠型、绣球型因其雌雄蕊已经全部或部分瓣化或退化变小而不能结实。油用牡丹花朵授粉成功后，其蓇葖果正常生长情况下，在7月下旬至8月上旬果荚呈蟹黄色时，果实成熟。

2 选育目标

确定育种目标是品种选育的关键，在很大程度上决定着育种工作的成败。育种目标不能要求过宽而又齐头并进，希望一次解决全部问题，结果往往事与愿违，导致部分或全部失败[5]。应结合油用牡丹发展地的环境和产业特点，从实际出发确定主要目标，并兼顾其他目标。丰产是油用牡丹新品种选育的首要目标，可以适当兼顾次要目标，重视专用型油用品种的选育。比如，中原一带，可以兼顾观赏品质的兼用型品种培育;江南一带，可兼顾耐湿热能力、抗病性等抗性育种;西北地区，在保持紫斑牡丹特色和优势的基础上，着重提高品种的纯度。

3 主要育种途径

目前牡丹育种技术在不断进步，育种方法也从传统转向现代。油用牡丹新品种的选育方法主要有引种驯化、芽变选种、实生选种、人工定向杂交育种、诱变和分子标记辅助育种等。传统育种方法虽较费工时，但因其操作简单、行之有效，所以在油用牡丹新品种选育中仍然发挥着重要作用。

3.1 引种驯化 引种驯化并逐步驯化是油用牡丹育种前期的的基础工作，也是各地丰富品种和育种原始材料的捷径。中国、日本以及欧美各国对中国牡丹都有过较长的引种栽培和驯化改良的历史[6]。牡丹喜凉恶热，宜燥惧湿，因此，在引进油用牡丹原始材料时，要严格按照预定的育种方向及育种目标的要求进行，气候、土壤等生态环境方面注意原产地与引种地的差异，并做到引种与驯化逐步相结合，循序渐进，筛选出表现优良的油用牡丹品种，提高引种的成功率。当前，凤丹和紫斑牡丹作为油用牡丹推广品种大面积种植，这只是传统牡丹品种的再利用，各栽培地引种后，可根据在当地的生长情况，选择表现优良的单株，加以扩繁，形成适宜当地栽培和推广的良种。

3.2 选择育种

3.2.1 芽变选择 芽变选择是利用芽条变异（色变、形变），通过无性繁殖来固定这种变异性状，从而获得牡丹新品种的方法。牡丹的芽为混合芽，当牡丹栽培中受到各种因素的影响时，都有可能发生体细胞遗传物质的自然突变。油用牡丹育种者需常进行观察，一旦发现植株优良性状变异，要立即进行标记，并及时通过无性繁殖将芽变固定下来，即成油用牡丹新品种。

3.2.2 实生选种 实生选种是用自然授粉的油用牡丹种子播种，利用有性繁殖过程中产生的变异，选择单株并经过反复评选而育成新品种的方法。但是其费工费时，故要在初开花并结实时尽快决定去留。掌握牡丹幼年的某些性状表现及其可能的发展趋势，可为初选提供参考依据。根据陈德忠提出的一些紫斑牡丹单株选择的要点[6]，结合油用牡丹行业的特点和标准，初步选择要点如下：（1）初开时，雌雄蕊发育正常，雄蕊较多，如达100枚以上的;（2）初開后即结实，且有效种子量大的;（3）株型最好为直立型;（4）初见花时，表现出长势强于其他植株，萌蘖力和分枝力强的;（5）抗湿热、抗病虫害能力较好的。可根据以上要点，初步决定去留，将优先选择的单株做好标记，以待来年复选。

3.3 杂交育种 在油用牡丹品种选育的过程中，人工定向杂交育种是一个重要的传统方法。牡丹杂交育种是指通过人工定向杂交，把分散于2个或者多个品种上的优良性状集中到一起，再经过对其后代的选择和培育，获得所需要的油用牡丹新品种的育种方法。

3.3.1 杂交亲本的选择 根据油用牡丹育种目标的要求，精心选择具有突出的优良性状或综合表现较优的杂交亲本，筛选有利的杂交组合，最好亲本之间优缺点能相互弥补。在油用牡丹育种中，由于母本对杂交后代的影响大于父本，因而要选择具有育种目标所要求的某些重要性状的品种作母本。如西南地区可以加强对黄牡丹等肉质花盘亚组资源的利用，引入其种子粒大质优的基因，培育出适合当地的油用新品种。一般情况下，母本应选择生长健壮、结实力强、高抗性的成年植株，并在1年前加强水肥管理，使花芽得到充分发育。立蕾期过后，将侧蕾及时去除，只留用作授粉花朵的健壮顶花蕾，以促使授粉后花朵的良好发育。父本可以选择生长健壮、结实力强的单一花粉，或是几个具有优良性状单株的混合花粉。

3.3.2 杂交育种步骤

3.3.2.1 花粉收集与贮藏 油用牡丹杂交工作实施时，对作为父本的花朵预先套袋，可保证所收集花粉的纯度。一般于初花期前取下花药，放在干净的硫酸纸或培养皿上，于阴凉通风处自然晾干，然后将收集的花粉包好，放入有干燥剂的自封袋或广口瓶中。也可摘取即将开放的花朵，在室内荫干，花药开裂后收取花粉。收集的花粉，装在小瓶内，以不超过瓶子容量的1/2为宜，然后贴上标签，注明品种和采集花粉的时间。花粉以尽快使用为宜，最长不宜超过7d[7]，否则应置于-18℃冰箱中保存。使用异地邮寄的花粉或所采集花粉室温下贮藏时间超过7d，就要进行花粉生活力的测定。常用的有染色法、固体培养和悬液培养法等，如果花粉离体萌发率在40%以上，花粉管较长，即可用于授粉。

3.3.2.2 去雄与授粉 油用牡丹杂交工作的开展，首先，要在被授粉的花朵初开时对其进行去雄处理，用经70%的酒精消毒过的镊子把花朵内的雄蕊全部夹掉，也可同时摘掉一部分花瓣。在去雄和摘花瓣时切勿弄伤雌蕊和花盘，以免影响授粉效果。其次，去雄完毕后应立即为母本花朵套上白色透明的硫酸纸袋，袋口用回形针或订书针扎紧，以防被风吹落或昆虫钻入其中。最后，进行授粉工作。一般情况下，杂交授粉实施时间，中原一带在4月，西北一带多为5月份。授粉工作最好于晴朗无风的天气进行，在上午8：00—10：00，最晚不得超过11：00时操作。授粉工具可选用小楷毛笔或药用棉签，用其蘸取花粉并均匀涂抹于所授花朵的柱头表面，一定要避免损伤柱头。每朵授粉完成后，应立即将纸袋重新套上并扎紧袋口。如果花粉量充足，也可以采用将花梗弯曲，使柱头直接蘸于花粉中，这样不仅不会损伤柱头，还省去辅助工具，操作起来也简便易行。授粉时最好每种父本花粉有一个专用授粉器，切勿混杂。母本花朵去雄授粉后，应挂上标签，用铅笔写上杂交组合编号和授粉日期。并在笔记本上记录（杂交组合编号、父母本名称、授粉日期、所授花朵数量、母本位置等）育种工作档案。

3.3.2.3 果实采收 一般情况下，人工授粉工作完成7d后即可摘去纸袋，若不摘除，有时会因温度过高或阴雨潮湿而造成雌蕊霉烂，进而影响果实生长发育。在摘袋后至果实成熟期，要经常对所授粉的花朵进行检查，加强日常管理，如有病虫危害要及时进行防治。正常情况下，在7月下旬至8月上旬，当油用牡丹蓇葖果果荚呈蟹黄色时，其果皮内的种子呈黄褐色（可用小刀切割少量果皮进行检查），表明种子已经成熟，即可进行采收。若采收过早，种子不易脱壳;采收过晚，蓇葖果开裂，种子自然脱落。按组合进行杂交果实的采收工作，可以把挂在花枝上的标签取下来和采收的杂交种放在一起，也可重新写标签，每袋最好放2个，以避免杂种混杂。采收的杂种切记不可曝晒，应放置于荫凉通风处，待其自然开裂而尚未完全开裂时，即可进行剥种。每个杂交组合的杂种要分开存放，并把采收时的标签和剥好的种子一一对应，避免造成混乱。

3.3.3 提高杂交结实率的措施 在油用牡丹杂交育种中，为了提高杂交种收获量，应做到：一是所选亲本的母本有较强的结实力，二是使用有活力的新鲜花粉，三是掌握母本柱头粘液分泌的时间和规律，适时授粉，重复授粉，四是授粉后对母株精心管理。另外，可对母本先授一次父本花粉，待柱头分泌粘液时再授1～2次;或者授粉前后，在柱头上喷一定浓度的硼酸或激素，提高花粉管的萌发能力及枝头蛋白的亲合力;还可运用包括母本花粉在内的混合花粉以增加亲和性，促进杂交结实。

3.3.4 杂种育苗及选育扩繁圃的建立

3.3.4.1 杂交种催芽及育苗 收获的杂种比较珍贵，如若不能随采随播，可用湿沙常温贮藏。将杂种拌入沙中进行催芽，注意按组合分开，不能混合。比例一般为2份种子与8份湿沙混合均匀，装入花盆，或者放在沙池里，催芽50d左右。中间要保持沙湿润，并检查2～3次，当杂种的芽（实际是胚根）长达1.0～1.5cm时，即可进行播种。采用纸袋播种或播种圃播种，需提前对圃内土壤和袋内培养土严格消毒后，才可进行播种。袋中装入培养土并压实，每袋播1粒种子，深度2.0～2.5cm为宜。或者在播种圃地面开挖沟槽进行播种，按杂交组合分开，深度3～4cm为宜，播后覆土与地面平。所播的杂种，播后要及时浇水，第2年春季可发芽（胚芽）。期间应注意预防病害的发生，在晴天要遮阴，以防幼苗灼伤。

3.3.4.2 建立优良单株选育及扩繁圃 杂种苗经2年培育后，可在10—11月份进行定植于选育圃，株行距30～40cm为宜。移栽后可进行平茬，以促其隐芽萌发。要加强水肥管理，经精心培育3～4年后，将陆续开花，这时杂交后代的分离现象也会表现出来，可开始对杂种苗进行初步选择。一旦发现符合或基本符合育种目标的单株，要做好标记，并详细记录（开花年份、日期、株型、开花量、结实情况及生长势）等。连续观察2～3年，看性状是否稳定。对初步选出的优良单株可进行少量嫁接繁殖，定植在扩繁圃中，以进一步确定其稳定性和一致性。对于特优单株，可以初步检测其籽油成份及含油率。当扩繁的植株再次开花结实时进行复选，复选要参考记载资料，并做到优中选优。经过连续2年的观察记载，充分证明其各优良性状稳定后，并且整体符合育种目标时，可加速扩繁，并着手准备新品种的审定工作。

3.4 其他育种方法 油用牡丹的其他育种方法有远缘杂交育种、诱变育种、分子标记辅助育种、太空育种等。据有关报道，首批航天牡丹种子在洛阳国际牡丹园已初见芳姿。牡丹常规育种下其育种周期较长，而分子标记技术的应用，可以极大地缩短育种周期。随着分子生物学技术的逐步发展，测序成本也在不断降低，将有越来越多的SSR、SNP等有价值的分子标记被开发出来，为目标性状的定位提供帮助。因此，将分子标记辅助育种与传统育种方法结合起来，将成为加速油用牡丹育种进程的主要手段。

参考文献

[1]国务院办公厅关于加快木本油料产业发展的意见[EB/OL].[2015-01-13].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2015-01/13/co ntent_9386.htm.

[2]刘德晶，焦晓旭.油用牡丹产业发展现状及对策[J].西部林业科学，2015，44（2）：170-173.

[3]王连英，袁涛.中国牡丹品种图志续志[M].北京：中国林业出版社，2015：6.

[4]韩继刚，李晓青，刘炤，等.牡丹油用价值及其应用前景[J].粮食与油脂，2014，27（5）：21-25.

[5]卢林，温红霞，王二强，等.杂交育种在牡丹新品种选育上的应用[J].内蒙古农业科技，2008（4）：88-89.

[6]李嘉玨，张西方，赵孝庆.中国国家地理：中国牡丹[M].北京：中国大百科全书出版社，2011：3.

[7]盖树鹏，盖伟玲，郑国生.不同条件下牡丹花粉的贮藏寿命[J].北方园艺，2011（18）：140-146. （责编：张宏民）