紫斑百合远缘杂交亲和性分析及杂交障碍克服

郭朋辉 吴景芝 王玉英 郑冉冉 吴红芝

摘要：【目的】探究野生紫斑百合遠缘杂交亲和性及克服杂交障碍的措施，为野生紫斑百合资源开发利用及具有绿色、清香、抗性等优良性状的百合新品种选育提供理论参考。【方法】以云南地区野生紫斑百合及栽培品系东方百合（7个品种）和OT百合（5个品种）为材料，采用切割花柱（CS）和常规授粉（NP）两种方法进行远缘杂交，分析紫斑百合与东方百合和OT百合的远缘杂交亲和性，通过荧光显微技术观察花粉萌发及花粉管生长动态，并通过染色体法鉴定F1代的倍性。【结果】常规授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合中仅紫斑百合×索邦（NP）、紫斑百合×西诺红（NP）和紫斑百合×布卡迪（NP）3个杂交组合的亲和性相对较好，其他9个组合（NP）均杂交不亲和，存在受精前障碍，但切割花柱授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合均具有不同程度亲和性，其中，紫斑百合×罗宾娜（CS）杂交亲和性最佳，其子房膨大率、有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数分别为40.00%、15.12%、43.08%和6.05。以紫斑百合为父本的6个杂交组合在两种授粉方式下的杂交亲和性整体较差，仅切割花柱授粉方式下的罗宾娜×紫斑百合（CS）的子房膨大率和有胚率分别为20.00%和10.71%，其他5个杂交组合的子房假膨大或授粉后不久枯萎衰败。紫斑百合×索邦（CS）授粉后其花粉管到达子房胚珠的时间比紫斑百合×索邦（NP）提前4 d，有利于减少花粉管伸长过程中的营养消耗及杂交障碍的克服。西诺红×紫斑百合（NP）和黄天霸×紫斑百合（NP）2个杂交组合授粉8 h后花粉均在雌蕊柱头上萌发，花粉管沿着花柱向下延伸，黄天霸×紫斑百合（NP）的花粉萌发量较西诺红×紫斑百合（NP）少，但二者均在花柱和胚囊两端出现不同程度的胼胝反应，花粉管扭曲缠绕，阻碍花粉管伸长及伸向胚珠完成受精。紫斑百合×白色眼睛（CS）的杂交后代组培苗染色体数为24条，属二倍体;但紫斑百合×斯特腾（CS）和紫斑百合×维拉布兰斯（CS）的杂交后代组培苗染色体数分别为26和28条，为非整倍体植株。【结论】切割花柱授粉法可较好地克服紫斑百合与东方百合和OT百合远缘杂交受精前杂障碍，提高各杂交组合的子房膨大率、有胚率和杂种胚萌发率，且紫斑百合正反交组合的杂交亲和性差异明显，紫斑百合作母本的杂交组合较其作父本的杂交组合亲和性好，说明其杂交亲和性具有单向性。

关键词： 紫斑百合;远缘杂交;亲和性;杂交障碍克服;倍性

中图分类号： S682.265.036                   文献标志码： A       文章编号：2095-1191（2019）09-1903-10

Abstract：【Objective】The study aimed to explore compatibility and the way to overcome the difficulties from distant hybridization of wild Lilium nepalense to provide a theoretical reference for the development of wild lily resources and the breeding of new lily varieties with good characteristics such as green， fragrance and resistance. 【Method】Wild L. nepa-lense in Yunnan and cultivated lines Oriental hybrids（seven varieties），OT hybrids（five varieties） were used as experimental materials，pollination was carried out by cut-style method（CS） and normal pollination（NP） to analyze the distant hybridization compatibility between L. nepalense and Oriental hybrids， OT hybrids. Pollen germination and pollen tube growth were observed by fluorescence microscopy method，ploidy of F1 hybrid progeny were identified by chromosome method. 【Result】Under conventional pollination style， in the 12 combinations of interspecific hybridization which wild L. nepalense was as female parent，only three combinations of L. nepalense×Sorbonne（NP）， L. nepalense×Viviana（NP） and L. nepalense×Bacardi（NP） had relatively good cross compatibility， but the other nine combinations（NP） with L. nepa-lense as female parent were all incompatible and had pre-fertilization obstacles. The 12 combinations by cutting style pollination all had compatibility with different levels. Among them，hybridization between L.nepalense and Robina was the best one，the ovary enlargement rate， embryo rate， germination rate and compatibility index of hybrid embryos were 40.00%， 15.12%， 43.08% and 6.05， respectively. The compatibility of six crossing combinations of L. nepalense as the male parent was poor under two pollination methods. Among the crossing combinations，only the ovary of crossing combination between Robina×L. nepalense（CS） by cutting style pollination developed，and the rate of ovary swelling and the rate of embryo developing were 20.00% and 10.71% respectively，but the ovaries of other five crossing combinations were pseudo-enlarged or withered shortly after pollination. When hybridization between L. nepalense as female parent and Sorbonne was used cutting style（CS） for pollination，the time of the pollen tube reached the ovule of the ovary which was 4 d earlier than normal pollination（NP）. So cutting style method could reduce the nutrient consumption during the elongation of the pollen tube，which was beneficial to overcome the hybridization obstacle.Two combinations of distant hybridization  Viviana×L. nepalense（NP） and Manissa×L. nepalense（NP） were carried out，the pollens of L. nepalense germinated on the stigma after 8 h of pollination，pollen germination of Manissa×L. nepalense（NP） was less than Viviana×L. nepalense（NP）. But there were some abnormal phenomena such as winding and transverse growth during the pollen tube extending toward the style，and strong callus reaction happened in pollen tube and ovule bead hole，which hindered the growth of the pollen tube and reaching to the ovule for fertilization by fluorescence microscopic observation. The results from chromosome observation showed that hybrid between L. nepalense×White eyes（CS） was diploid with 24 chromosomes;while hybrids between L. nepalense×Stentor（CS），L. nepalense×Villa Balance（CS） were aneuploid with 26 and 28 chromosomes respectively. 【Conclusion】Style-cutting pollination can overcome the pre-fertilization obstacles from distant hybridization between wild L. nepalense and Oriental hybrids，OT hybrids，and improve the ovary enlargement rate， embryonic rate and germination rate of each hybrid combination. There are great differences of compatibility in reciprocal crossing combinations when L. nepalense was used for parents. The combination with L. nepalense as female parent has better compatibility than that with L. nepalense as male parent. The results show that the hybridization compatibility is unidirectional.

Key words： Lilium nepalense; distant hybridization; compatibility; overcoming hybridization obstacles; ploidy

0 引言

【研究意义】我国是百合的起源地和分布中心，全世界百合属植物约有115种，我国有55种，其中，云南有25种（傅立国等，2002）。紫斑百合（Lilium ne-palense）为百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）卷瓣组（Sect. Sinomartagon Comber）多年生球根花卉，其花为淡黄绿色，花朵外部绿色，内部带紫色斑点，花香清淡，单株花量多（6～10朵/株），抗病性和适应性较强，观赏价值较高，为云南最具利用前景的野生花卉资源之一（吴英英等，2013;李旦等，2017）。目前，百合栽培种中尚无绿花品种，因此，紫斑百合是培育绿花百合新品种的潜在亲本之一（Lim and van Tual，2006）。通过育种可挖掘野生百合的优良性状，选育出花香、花色、抗性等性状优良的百合新品种（van Tuyl et al.，2011），其中，远缘杂交育种是提高抗病性、丰富花色和改良花期的重要途径。因此，鉴于紫斑百合潜在的育种价值，探究其远缘杂交亲和性及杂交障碍的克服方法，对紫斑百合与其他百合栽培种的杂交组合选配及百合新品种选育具有重要的现实意义。【前人研究进展】亚洲百合、东方百合和OT百合是目前市场上流行的三大栽培品系，其中，东方百合和OT百合具有香味浓郁、花大、抗灰霉病等优点，但其花色不够丰富多样，花香过浓，对镰刀菌引起的腐烂病和病毒病的抗性差;亚洲百合虽然花小、普遍无香味，但具有丰富多样的花色、对镰刀菌和病毒病抗性强、清香型资源等优点（van Tuyl et al.，2011;潘云兵等，2018）。国内外对百合栽培品系与野生种间远缘杂交、新品种选育及优化育种技术等进行了大量研究（李守丽等，2006;van Tuyl et al.，2011），发现百合远缘杂交存在受精前和受精后障碍，即克服远缘杂交障碍是百合新品种选育的关键技术（van Tuyl et al.，2011;潘云兵等，2018），其中，切割花柱和胚抢救是克服百合远缘杂交受精前和受精后障碍的有效方法（van Tuyl et al.，2018）。Okazaki等（1994）对东方百合与亚洲百合远缘杂交进行研究，结果发现胚抢救是获得百合杂交后代的有效方法。van Tuyl等（2000）对麝香百合、湖北百合等7种野生百合与东方百合和亚洲百合的远缘杂交亲和性进行研究，结果发现，麝香百合适宜作母本，切割花柱能克服受精前障碍。谢松林等（2010）分别以麝香百合、亚洲百合、东方百合和喇叭百合为亲本，通过切割柱头进行远缘杂交，并采用离体培养技术对杂种幼胚进行抢救，结果发现，与自然条件下的种间杂交相比，切割柱头法能不同程度地克服受精前障碍，不能克服受精后的胚败育，但胚培养、胚乳培养和胚珠培养均可对杂种幼胚进行抢救，顺利得到杂种后代。van Tuyl等（2011）将麝香百合与亚洲百合杂交，利用胚抢救技术获得LA杂种系，为清香型百合的培育提供了技术支持。高雪等（2015）对东方百合（O）、亚洲百合（A）和LA杂种系进行杂交，结果表明，OA型或AO型远缘杂交的亲和性障碍主要为受精后障碍。经过长期的努力，近年来成功培育出较多远缘杂交品种，如OA杂交种（东方百合×亚洲百合）（van Tuyl et al.，2000;Barba-Gonzalez et al.，2004）、LO杂交种（麝香百合或新铁炮百合×东方百合）（van Tuyl et al.，2000;Rhee and Kim，2008）和Kushi Maya（东方百合×紫斑百合）（van Tuyl et al.，2018）。【本研究切入点】国内对紫斑百合的研究主要集中在居群生物学（何显静等，2003）、染色体核型变异（李标等，2004）、组培繁育体系（吴英英等，2013）、资源调查评价（梁振旭，2014）、亲缘关系分析（侯珺等，2016）和多倍体诱导（李旦等，2017）等方面，未见有关紫斑百合远缘杂交亲和性、杂交障碍发生及克服的研究报道。【拟解决的关键问题】以云南地区野生紫斑百合及栽培品系东方百合和OT百合为材料，采用切割花柱和常规授粉两种方法进行远缘杂交，探究紫斑百合与东方百合和OT百合的远缘杂交亲和性，利用荧光显微技术观察花粉萌发及花粉管生长动态，分析远缘杂交障碍与花粉对柱头识别或花粉管伸长的相关性，并通过染色体法鉴定F1代的倍性，为野生紫斑百合资源开发及绿色、清香、抗性等优良性状百合新品种选育提供理论参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试野生紫斑百合采自云南省红河、玉溪、保山等地区，在温室种植3年。供试栽培品系东方百合和OT百合均从市场购买，其中，百合的7个品种为白色眼睛（White eyes，花重瓣、白色）、赞比西（Zambezi，花白色）、罗宾娜（Robina，花粉红）、黄天霸（Manissa，花黄色）、维拉布兰斯（Villa Balance，花白色）、斯特腾（Stentor，花白色带淡粉边）和卡沃内罗（Carbonero，花粉色）;东方百合的5个品种为西伯利亚（Siberia，花白色）、索邦（Sorbonne，花粉色）、卡恩塔（Kayenta，花白色）、西诺红（Viviana，花红色）和布卡迪（Bacardi，花红色）。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 野生紫斑百合與东方百合和OT百合远缘杂交及胚抢救 试验于2017年6月—2018年10月在云南农业大学园林园艺学院园林系温室进行。杂交组合分为两类：第一类以紫斑百合为母本、5个东方百合品种和7个OT百合品种为父本;第二类以紫斑百合为父本、3个东方百合品种和3个OT百合品种为母本，具体杂交组合信息如表1所示。母本花朵授粉前1～2 d，于早上去雄套袋，采集父本花粉保存备用。待母本花朵柱头粘液最多时，于8：00—11：00对各杂交组合分别采用切割花柱（Cutting style，CS）（留花柱基部1 cm授粉）和常规授粉（Normal pollination，NP）两种方法进行杂交，套上锡纸套，挂牌记录。授粉后7 d左右，除去锡纸套，观察子房膨大发育情况。授粉后35～60 d统计各杂交组合的子房膨大率、有胚率和亲和指数。子房膨大率（%）=膨大子房数/授粉花朵数×100;有胚率（%）=有胚种子数/种子数×100;亲和指数=子房膨大率×有胚率×100;杂种幼胚萌发率（%）=胚萌发数/胚抢救种子数×100。

胚抢救：在超净工作台上对膨大子房进行消毒后，剥开子房取出有胚种子进行组织培养，获得组培苗，统计杂种幼胚萌发率。胚抢救培养基配方：MS+0.1 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+蔗糖30 g/L+琼脂6.25 g/L，pH 6.0。

1. 2. 2 远缘杂交亲和性荧光观察 参照杜文文（2013）的方法并略作改进。取紫斑百合自交、紫斑百合×西诺红（NP）、紫斑百合×索邦（CS和NP）、紫斑百合×黄天霸（NP）、西诺红×紫斑百合（NP）和黄天霸×紫斑百合（NP）授粉后4、8、24、48、72、96、120和144 h的雌蕊（花柱连同子房），每个组合处理3朵花，雌蕊用FAA固定、保存备用。压片前，用70%酒精→50%酒精→30%酒精→蒸馏水逐级复水漂洗花柱及子房各3次，然后在4.0 mol/L NaOH中60 ℃下软化2 h使其呈透明状，蒸馏水冲洗数次后，用0.1%脱色水溶性苯胺蓝（0.1 mol/L K3PO4配制）染色12 h以上，雌蕊在载玻片上纵切剖开并展平压片，Leica DM 3000荧光显微镜下观察并照相。

1. 2. 3 杂交后代组培苗的倍性及形态观察 将紫斑百合×白色眼睛、紫斑百合×斯特腾和紫斑百合×维拉布兰斯3个杂交组合胚抢救的组培苗接种在生根培养基（MS+0.1 mg/L NAA+活性炭0.5 g/L+蔗糖60 g/L+琼脂6.25 g/L，pH 6.0）中生根，待幼根生长至1～2 cm时于8：00—11：00取幼根样品，置于0.7 mmol/L放线菌酮溶液中4 ℃下预处理10 h，然后放入卡诺氏固定液（无水乙醇∶冰乙酸=3∶1）中4 ℃下处理12 h，最后将固定好的根置于70%酒精中4 ℃下保存备用。制片前将固定好的根置于1%纤维素酶和1%果胶酶混合液中37 ℃金属浴中酶解50 min后，取出根用清水漂洗数次，吸干其表面水分置于载玻片上，用镊子尖头充分敲碎，用改良品红染色5 min后制片，光学显微镜下观察照相并记录。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2007进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 紫斑百合与东方百合和OT百合的远缘杂交结果

2. 1. 1 紫斑百合作母本的杂交组合亲和性 由表2和图1可看出，常规授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合杂交亲和性存在明显差异，且整体效果较差，其中紫斑百合×索邦（NP）、紫斑百合×西诺红（NP）和紫斑百合×布卡迪（NP）3个杂交组合的子房膨大率分别为31.43%、32.76%和26.67%，有胚率分别为25.00%、23.41%和16.25%，杂种胚萌发率分别为10.59%、54.17%和34.62%，亲和指数分别为7.86、7.67和4.33，说明紫斑百合与索邦、西诺红和布卡迪的杂交亲和性较好，但以紫斑百合为母本的其他9个杂交组合（NP）均子房败育，枯萎，不能正常膨大，说明紫斑百合与西伯利亚、卡恩塔及7个OT百合品种杂交不亲和，存在受精前障碍。

由表2和图1还可看出，切割花柱授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合具有不同程度杂交亲和性，其中，紫斑百合×罗宾娜（CS）杂交亲和性最佳，其子房膨大率、有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数分别为40.00%、15.12%、43.08%和6.05，其次是紫斑百合×索邦（CS），其子房膨大率、有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数分别为13.33%、31.75%、26.50%和4.23，以紫斑百合×西伯利亚（CS）的杂交亲和性最差，虽然其子房膨大率较高，为17.5%，但有胚率和亲和指数较低，分别为7.14%和1.25。可见，切割花柱授粉法能有效提高以紫斑百合为母本的杂交组合亲和性。

2. 1. 2 紫斑百合作父本的杂交组合亲和性 从表2和图2可知，紫斑百合作父本的杂交组合亲和性差异较明显。在两种授粉方式下，黄天霸×紫斑百合（NP和CS）和白色眼睛×紫斑百合（NP和CS）授粉2周后子房发黑干枯，萎缩，未见子房膨大，子房膨大率、有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数均为0，表明这两对杂交组合完全不亲和，具有受精前障碍;西诺红×紫斑百合（NP和CS）的有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数均为0，而子房膨大率分别为0和2.35%，其原因是切割柱头授粉45 d后子房有膨大迹象，50 d后子房开始枯萎，剥开子房可见种子皱缩，存在假膨大现象，表明二者杂交亲和性较差。在常规授粉方式下，虽然罗宾娜×紫斑百合（NP）和索邦×紫斑百合（NP）的子房膨大率均不為0，但有胚率、杂种胚萌发率和亲和指数均为0，其原因是子房多为微膨大，不能正常发育成胚，说明其杂交亲和性较差。在切割柱头授粉方式下，罗宾娜×紫斑百合（CS）的子房膨大，子房膨大率为20.00%，有胚率10.71%，从授粉到子房枯萎时间约70 d，但胚抢救后仍有胚种子未萌发。可见，紫斑百合作父本的杂交组合存在受精前和受精后障碍。

2. 2 远缘杂交母本雌蕊中花粉管生长动态荧光观察

2. 2. 1 紫斑百合作母本的花粉管生长情况 紫斑百合自交授粉4 h后，花粉开始大量萌发生长，萌发率达70.23%;24 h后大量花粉管伸向柱头基部;48 h后花粉管成束到达花柱1/2处;96 h后花粉管到达花柱基部，开始伸向子房;120 h后花粉管进入子房，并向胚珠伸入（图3-A）。紫斑百合×索邦（CS）授粉8 h后花粉粒萌发，花粉管开始生长;24 h后花粉管逐渐伸入紫斑百合花柱基部;48 h后花粉管进入子房，并开始伸向胚珠;72 h后花粉管进入胚珠;144 h后花粉管在子房1/2处停止生长（图3-B）。紫斑百合×索邦（NP）授粉4 h后，花粉在柱头萌发量少，24 h后花粉大量萌发，花粉管迅速生长，部分花粉管开始进入花柱授粉，96 h后花粉管到达子房顶端;120 h后花粉管进入子房胚囊中（图3-D）。紫斑百合×黄天霸（NP）授粉24 h后花粉大量萌发，部分花粉管生长至紫斑百合柱头基部;72 h后花粉管呈束状到达花柱3/4处，花粉管发生胼胝反应;96 h后花粉管进入子房并伸向胚珠（图3-C）。紫斑百合×西诺红（NP）在授粉48 h后花粉管出现缠绕扭曲现象;授粉72 h后花粉管在花柱中呈束状，到达花柱的2/3处;授粉96 h后花粉管到达子房顶端;120 h后花粉管进入子房胚囊中（图3-E）。紫斑百合×白色眼睛（NP）授粉后4 h花粉开始萌发，24 h后花粉在紫斑百合柱头上萌发量少;48 h后仅少量花粉管到达花柱1/3处;72 h后花粉管出现缠绕打结和回旋，并伴随胼胝反应等异常现象;96 h后有少量花粉管到达子房;144 h后花粉管进入子房胚囊，与胚珠接触（图3-F）。

2. 2. 2 紫斑百合作父本的花粉管生长情况 以西诺红×紫斑百合（NP）和黄天霸×紫斑百合（NP）为例，观察紫斑百合作父本时花粉在柱头和花粉管中的生长动态，如图4所示。西诺红×紫斑百合（NP）和黄天霸×紫斑百合（NP）授粉8 h后花粉均在雌蕊柱头上萌发，花粉管沿着花柱向下延伸，黄天霸×紫斑百合（NP）的花粉萌发量较西诺红×紫斑百合（NP）少，但二者均在花柱和胚囊两端出现不同程度的胼胝反应，花粉管扭曲缠绕，阻碍花粉管伸长及伸向胚珠完成受精。黄天霸×紫斑百合（NP）授粉96 h后花粉管在花柱2/3处停止生长，未进入子房;但西诺红×紫斑百合（NP）授粉120 h后花粉管进入子房内部，仅部分花粉管伸向胚囊，受精未成功。

2. 3 杂交后代组培苗形态及倍性观察

由图5可知，紫斑百合×白色眼睛（CS）的杂交后代组培苗染色体数为24条，为二倍体（图5-C），但紫斑百合×斯特腾（CS）和紫斑百合×维拉布兰斯（CS）的杂交后代组培苗染色体数均为非整倍体，分别为26（图5-A）和28条（图5-B）。由图6可知，以紫斑百合作母本与布卡迪、西诺红、索邦、白色眼睛、赞比西、罗宾娜、黄天霸、维拉布兰斯和斯特腾的杂交组合（NP和CS）的幼胚经胚抢救后可获得幼苗，且幼苗长势健壮，而罗宾娜×紫斑百合（NP和CS）的幼胚胚抢救不成功。经观察发现，与紫斑百合自交组培苗相比，紫斑百合×白色眼睛（CS）、紫斑百合×斯特腾（CS）和紫斑百合×维拉布兰斯（CS）的杂交后代组培苗叶片和根系生长快，叶片肥厚，根系粗壮。

3 讨论

杂交不亲和是百合远缘杂交的重要障碍，其中，花粉不能在雌蕊柱头上萌发或花粉管在母本花柱中发生异常生长是受精前障碍的主要原因（杜文文，2013），目前克服受精前不亲和性的最有效措施是切割花柱授粉（van Tuyl et al.，1991;李婕等，2013）。本研究发现，常规授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合中仅紫斑百合×索邦（NP）、紫斑百合×西诺红（NP）和紫斑百合×布卡迪（NP）3个杂交组合亲和性较好，其他9个组合（NP）均表现为杂交不亲和，存在受精前障碍，但切割花柱授粉方式下，紫斑百合作母本的12个杂交组合具有一定的杂交亲和性。可见，与常规授粉法相比，采用切割花柱授粉法可明显提高紫斑百合远缘杂交亲和性，与李婕（2013）、雷家军等（2014）发现不同授粉方法下亚洲百合远缘杂交亲和性的研究结果基本一致。本研究还发现，紫斑百合作母本的杂交组合子房膨大率、有胚率和亲和指数整体上较紫斑百合作父本的对应杂交组合高，紫斑百合作父本的杂交组合存在受精前和受精后障碍，说明紫斑百合的杂交亲和性具有单向性。综上所述，切割花柱授粉可较好地克服紫斑百合与东方百合和OT百合远缘杂交受精前杂障碍，提高杂交组合的子房膨大率、有胚率和杂种胚萌发率，且紫斑百合正反交组合的杂交亲和性差异明显，推测紫斑百合杂交亲和性具有单向性，表明不同授粉方式和正反交对紫斑百合远缘杂交亲和性的影响不同。

用荧光显微技术可直接追踪花粉管在远缘杂交过程中的生长动态，对分析花粉管的生长特性及受精前障碍的抑制部位非常重要，同时有助于筛选亲和性高的杂交组合（王文和等，2007）。植物生殖遗传学研究表明，花粉管中适当形成胼胝质可保护性母细胞免受其他因子的影响，但远缘杂交时常引起胼胝质沉积过多而形成胼胝质塞，抑制花粉管伸长，从而导致杂交不亲和（王元军，2005）。本研究利用荧光显微技术发现，以紫斑百合为母本时东方百合和OT百合花粉均能在紫斑百合柱头上萌发，花粉管中胼胝反应不强烈，未形成胼胝质塞，花粉管能顺利到达子房并伸向胚珠，推测紫斑百合作母本的杂交组合杂交障碍主要为受精后障碍;以紫斑百合为父本时，虽然花粉能正常萌发，但花粉管在花柱伸长过程中和胚珠珠孔处出现强烈胼胝质反应从而形成胼胝质塞，花粉管生长缠绕扭曲和横向生长，抑制花粉管伸长，无法伸入胚珠，最终导致受精失败，说明紫斑百合作父本存在受精前障碍，与王文和等（2007）、高雪等（2015）研究發现亚洲百合远缘杂交花粉管生长异常导致不亲和的结论基本一致。杜文文（2013）对亚洲百合与铁炮百合正反交组合的亲和性进行研究，结果发现两个组合的花粉均可在柱头上萌发，但花粉管分别在柱头乳突细胞和花柱通道细胞中发生胼胝反应，正反交组合花粉管的平均生长速度存在明显差异，采用切割花柱授粉和子房授粉结合胚培养可克服杂交障碍，提高杂种胚的概率。本研究结果表明，紫斑百合×索邦（CS）授粉后其花粉管到达子房胚珠的时间比紫斑百合×索邦（NP）提前4 d，可减少花粉管伸长过程中的营养消耗，有利于克服杂交障碍，说明切割花柱授粉法不仅可克服花粉与柱头不能相互识别或花粉管在花柱中生长受到抑制的障碍，还可缩短花粉管到达子房的时间，减少花粉管生长过程中的营养消耗，提高杂交亲和性。栗艳龄等（2012）对切花百合杂种胚抢救方法进行研究，结果发现不同胚组织、胚龄和培养基中激素浓度配比均会对胚萌发及其成活产生影响。本研究发现，罗宾娜×紫斑百合杂交后代的幼胚抢救不成功可能是由于胚发育不良、胚乳败育、培养基配方不适宜等多方面的原因造成，具体原因有待进一步探究，但对紫斑百合作母本的杂交组合后代进行胚抢救，未成熟幼胚能萌发，幼苗长势好，叶片肥厚，根系粗壮，植株健壮。可见，以紫斑百合为亲本的远缘杂交后代杂种优势显著，利用其培育百合新品种具有巨大的潜力。在今后的研究中应对紫斑百合花色和花香及其与东方百合和OT百合的亲缘关系和杂交后代鉴定进行深入研究，为提高紫斑百合观赏品质及改良栽培百合创造新品种提供理论参考。

4 结论

切割花柱授粉方式可较好地克服紫斑百合与东方百合和OT百合远缘杂交受精前杂障碍，提高各杂交组合的子房膨大率、有胚率和萌发率，且紫斑百合正反交组合的杂交亲和性差异明显，紫斑百合作母本的杂交组合较其作父本的杂交组合亲和性好，说明其杂交亲和性具有单向性。

参考文献：

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（责任编辑 陈 燕）