罗田垂枝杉人工杂交研究初报

黄国伟 许业洲 晏绍良 杜超群 袁 慧 方联群

(1.湖北省林业科学研究院 武汉 430075；2.湖北省速生丰产林工程技术研究中心 武汉 430075； 3.黄冈市罗田县林业局 黄冈 438600)

杉木(Cunninghamialanceolata)作为我国重要的用材林树种，多年来为选育优良品种，开展了大量的杂交育种工作，并培育了许多优良品种进行推广造林，创造了巨大的经济效益和环境效益[1,2]。罗田垂枝杉是湖北省特有的杉木优良变异类型，其主要形态特征是树冠窄小，呈尖塔形，冠幅1.5 m左右，2～3 a生以上的老枝下垂，与主干交角达150°，当侧枝生长到6～7 a时，于当年的秋冬自然脱落，其侧枝和树冠的形态特征明显区别于杉木的变异类型[3-5]。由于垂枝杉自身典型的特点，开发推广利用价值巨大。开展垂枝杉自交及与其他杉木类型杂交相关研究，不仅可以引入新的基因资源，丰富育种材料，为以后优良新品种选育打下良好的物质基础，同时也可以为垂枝杉侧枝自然脱落机理研究提供试验材料，为进一步揭示垂枝杉自然整枝过程提供基础支持[6-9]。因此，开展垂枝杉杂交试验和相关研究意义重大。

1 试验设计与方法

1.1 材料来源

母本为4株垂枝杉和1株黄枝杉位于罗田县林科所基地试验林，均为14 a生大树。红心杉花粉采自大树枝条在湖北省林科院基地扦插所育的2 a生苗，已生殖成熟并在花期时大量开花散粉。

1.2 试验设计

共设计十个组合，每个组合套袋雌花总数在30朵以上(表1)，C1、C2、C3、C4为四株垂枝杉，H为一株黄枝杉，并采集了C1和H 的花粉作为父本，R1、R2为两株红心杉花粉，五株杉木各选择5～10朵雌花只挂牌标记，不进行其他措施，任其自然授粉，作为对照(表2)，编号分别为C1CK、C2CK、C3CK、C4CK、HCK。

表1 杂交组合设计

表2 杂交组合对照

1.3 调查方法

11月初球果成熟后分杂交组合进行座果率和球果大小调查。球果长宽：测量球果的长度和最宽处直径，单位为cm，保留两位小数点，调查所有组合采集的球果。成果率：果子发育成熟的个数与套袋总雌花数的比值，按杂交组合统计。

1.4 数据统计

用Excel2007进行数据处理，通过SPSS19.0统计软件进行方差分析和多重比较(采用Duncan新复极差法)。

2 结果与分析

2.1 杂交时间及方法

图1 花枝套袋及盛开的雌花

图2 授粉成功后雌花鳞片闭合

通过两年的花期观察发现，垂枝杉雌花早于雄花约一周开放，一般在三月上旬开花，所以垂枝杉进行自交授粉时需要提前一年采集雄花粉低温干燥保存，用作第二年的杂交试验。为防止外来花粉干扰，对选择作为授粉对象的雌花应在黄枝杉等雄花开放一周前使用硫酸纸套袋，2月中下旬应时常观察记录雄花发育情况，防止雌花套袋过晚接收到不明来源的花粉。待3月上旬雌花开放，鳞片内有粘液时及时进行授粉，可用软毛笔蘸取花粉对雌花进行人工授粉，一般授粉两到三遍，授完粉及时密封纸袋，避免其他花粉飘入，上午授粉效果最佳。约十天后，授粉成功的雌花鳞片闭合，及时将纸袋取下，以免影响球果正常发育。

2.2 不同杂交组合座果率比较

排除对照后，所有杂交组合中座果率最高的为C3×R2和H×H，座果率达到100%，座果率最低的组合为C2×C1，仅达到60%，垂枝杉花粉活力相对较低；人工授粉杂交组合的平均座果率为83.26%，五棵母株天然杂交平均座果率为67.95%；四株垂枝杉C1、C2、C3、C4和一株黄枝杉H作为母本每株平均座果率分别为69.96%、73.33%、83.93%、85.78%和77.78%，不同母株间并无较大差异；从杂交结果可以看出，不同杂交组合之间座果率差异较大，人工授粉能显著提高座果率，无论是垂枝杉还是黄枝杉作为母株进行杂交，都可获得大量杂交种，从而可获得大量的遗传群体开展子代测定，为优良品种选育提供丰富的物质基础。

表3 不同杂交组合座果率比较

2.3 不同组合球果大小比较

对球果生长性状进行方差分析，发现不同杂交组合间球果长宽均存在显著差异。杂交组合C1×C2的球果长和宽最小分别为2.92 cm和2.77 cm，仅为杂交组合H×H球果长和宽的72.10%和74.66%。不同杂交组合球果生长性状表现出丰富的形态多样性，无论是垂枝杉作为母本，还是黄枝杉作为母本，球果都有大有小，不过所有组合中球果长和宽较大，发育最好的几个组合都是人工控制授粉，明显优于作为对照的自然授粉。

表4 不同组合球果大小方差分析

表5 不同杂交组合球果大小比较

注：不同小写字母表示0.05水平下差异显著。

3 结论与讨论

从杂交试验的结果可以看出，垂枝杉存在雌雄花花期不一致现象，进行垂枝杉自交时，可以通过采集雄花粉低温干燥保存一年，第二年进行雌花授粉。杂交前期要时刻关注雌雄花发育和开放情况，一般应于雄花开放前一周左右提前进行雌花枝套袋，根据雌花绽放程度，把握杂交最佳时机，及时进行人工授粉，从而提高杂交成功率。完成杂交后约十天要将纸袋取下，以免损伤球果影响发育。

无论垂枝杉是自交还是和红心杉及黄枝杉杂交，都具有较好的亲和性，较易获得杂交种，不同杂交组合间球果大小存在显著差异，

变异丰富，这可以为垂枝杉的种质创新及优良品种选育提供大量的选择材料。通过试验还发现人工控制授粉的组合座果率高，球果发育好，明显优于自然授粉，因此杉木种子园建设中应加强人工辅助授粉措施 ，从而提高结实率和种子质量[10]。

总之，垂枝杉作为优良杉木变异类型，与其他杉木不存在生殖隔离现象，可通过杂交进行遗传改良和优良品种培育，开展多种多样的垂枝杉杂交研究意义重大。