球花石斛最佳授粉时间及杂交亲和性研究

王栋 周志雁 吴颖仪

摘要    以球花石斛为材料，在不同的开花时期进行人工授粉及与其他石斛品种杂交，探究球花石斛不同授粉时间对坐果率和蒴果成熟度的影响及球花石斛与其他石斛品种杂交的亲和性。结果表明，球花石斛只有在人工异花授粉情况下才能坐果;同株异花授粉和异株异花授粉坐果率分别为81.0%和94.4%;球花石斛开花第5天或开花第6天授粉坐果率最高;开花后人工授粉越晚，蒴果的成熟率、横径、纵径和膨大率越低;球花石斛与麝香石斛、玫瑰石斛、晶帽石斛、喇叭唇石斛、黄火鸟石斛、龙马石斛正反交都不能正常坐果。为了保证人工授粉坐果率与蒴果成熟率，球花石斛的授粉工作应在花后6 d内进行。

关键词    球花石斛;人工授粉;坐果率;杂交亲和性;授粉时间

中图分类号    S682.31        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）20-0134-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Using Dendrobium thyrsiflorum as material，artificial pollination at different flowering stage and crossing with different Dendrobium thyrsiflorum varieties were conducted to study the effects of different artificial pollination time on fertile fruit rates and capsule maturity of Dendrobium thyrsiflorum，as well as the cross compatibility of Dendrobium thyrsiflorum among different varieties.The results showed that Dendrobium thyrsiflorum could only fertile fruit through artificial cross fertilization.The fertile fruit rate of geitonogamy and xenogamy were 81.0% and 94.4%，respectively.The fertile fruit rate of Dendrobium thyrsiflorum was the highest when feitilized on the fifth or sixth day of flowering.The later the artificial fertilization was conducted after flowering，the lower the maturity，vertical or horizontal diameter and swelling rate of the capsule were.The reciprocal cross fertilization between Dendrobium thyrsiflorum and Dendrobium musk，Dendrobium crepidatum，Dendrobium lituiflorum，Dendrobium tosaense makino，Dendrobium formidable could not fertile fruit normally.The fertilization of Dendrobium thyrsiflorum should be conducted within 6 d after flowering for ensuring the high fertile fruit rate and capsule maturity rate.

Key words    Dendrobium thyrsiflorum;artificial pollination;percentage of fertile fruit;cross compatibility;time of fertilization

球花石斛廣泛分布于中国、印度东北部、缅甸、泰国、老挝、越南等地，常附生于树上[1]。茎黄褐色，直立或斜立，圆柱形，不分枝，有数条明显纵棱。叶革质，互生于茎顶端。总状花序，密生多花，花质薄，萼片和花瓣白色，唇瓣金黄色，广东地区花期为3—5月。球花石斛属灯笼石斛，株型优美、花色鲜艳、花形独特，开花时期特别引人注目，具有非常高的园艺价值。

我国石斛兰种质资源丰富[2]，但由于长期挖采，原生种的现存量不多。石斛兰选育在中国起步较晚，具有自主知识产权的新品种少[3]，目前，国内石斛兰繁育的研究报道也较少。石斛兰繁育应用最广的是杂交育种[4]，锦云、广竹紫韵等都是通过杂交育种而成的石斛新品种[5-6]。杂交育种的成败取决于杂交亲和性。有研究表明，红花系蝴蝶兰自交结果率高于杂交结果率[7]，大花蕙兰自交、品种间杂交结果率均较低[8-11]。球花石斛花朵非常吸引人，但其杂交亲和性不高，自然坐果率低，目前由其杂交出的新品种极少。本试验以球花石斛为材料，在不同的开花时期进行人工授粉，探究球花石斛不同授粉时间对坐果率及蒴果成熟度的影响;通过球花石斛与其他石斛品种杂交，了解球花石斛与其他石斛品种杂交的亲和性，以提高其授粉成功率及繁育效率，为石斛兰种质资源的保存和新品种选育提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验材料

供试材料为广东省佛山市农业科学研究所保存的球花石斛、报春石斛、天宫石斛、喇叭唇石斛、玫瑰石斛、檀香石斛、麝香石斛、晶帽石斛、黄火鸟石斛、龙马石斛。

1.2    试验方法

1.2.1    不同花期人工授粉试验。试验设同株同花授粉（A）、同株异花授粉（B）、异株异花授粉（C）、自然授粉（CK）4个处理。每个处理在不同开花时间的授粉数或观测数即为该处理的重复数。试验于2018年春季在广东省佛山市农业科学研究所内进行。于3—4月，选择植株健壮、正常生长的球花石斛，分别在开花后第1天（以花萼、花瓣和唇瓣完全张开，花粉能轻易取出作为开花的第1天）到第10天进行人工授粉。授粉20 d后统计坐果率，150 d后统计蒴果的成熟率、蒴果横径、蒴果纵径及膨大率。计算公式如下：

坐果率（%）=（蒴果数/授粉花朵总数）×100;

膨大率=蒴果横径/纵径。

1.2.2    球花石斛与各品种石斛的杂交试验。以球花石斛为母本，分别与麝香石斛、玫瑰石斛、晶帽石斛、喇叭唇石斛、黄火鸟石斛、龙马石斛杂交，每个组合重复10次;以球花石斛为父本，分别与报春石斛、天宫石斛、玫瑰石斛、喇叭唇石斛、檀香石斛、麝香石斛、晶帽石斛、黄火鸟石斛杂交，每个组合重复10次。授粉后持续观察坐果情况，并用表格记录下来。

2    结果与分析

2.1    不同时间授粉对球花石斛坐果率的影响

由表1可见，球花石斛只有在人工异花授粉情况下才能坐果，同花授粉和自然授粉的球花石斛不能正常结果。同株异花授粉能正常结果，且坐果率较高，最高达到81.0%;异株异花授粉的坐果率最高，可达到94.4%。同株异花授粉的球花石斛（处理B）中，第1～5天人工授粉的坐果率逐渐升高，第5～10天人工授粉的坐果率逐渐降低，到第10天人工授粉坐果率为0。同株异花授粉（处理C）中，第1～6天人工授粉坐果率逐渐升高，第6～10天人工授粉坐果率逐渐降低，到第10天人工授粉坐果率接近于0。试验表明，在开花第5天或开花第6天授粉坐果率最高。开花第9天后，球花石斛人工授粉坐果率急剧下跌，到第10天花朵接近凋谢，坐果率接近于0。

2.2    不同授粉时间对球花石斛蒴果成熟的影响

由表2可见，人工授粉时间越晚，蒴果的成熟率越低;人工授粉时间相同时，同株异花授粉和异株异花授粉的蒴果成熟果率无明显差别。从开花第1～8天，越晚授粉的蒴果，其成熟率有小幅度降低，但成熟果率均在75%以上。到了开花第9天，蒴果成熟果率大幅度下降，只有50%～60%。试验表明，为了保证球花石斛蒴果的成熟，在开花后前6 d授粉较为适宜，最迟不宜超过开花后8 d授粉。

由表3可见，人工异花授粉早的蒴果的横径、纵径和膨大率都大于开花后期人工异花授粉的蒴果。同株异花授粉和异株异花授粉的蒴果，在授粉150 d后，其横径、纵径和膨大率并无明显差别。人工异花授粉早的蒴果在授粉后150 d生长比较健壮（图1），长势明显比人工授粉迟的蒴果（图2）好。因此，为取得较健壮的球花石斛蒴果，应尽量在开花前期进行授粉。

2.3    球花石斛与各品种石斛杂交亲和性

试验结果表明，以球花石斛为母本，分别与麝香石斛、玫瑰石斛、晶帽石斛、喇叭唇石斛、黄火鸟石斛、龙马石斛杂交都不能坐果;以球花石斛为父本，分别与报春石斛、天宫石斛、玫瑰石斛、喇叭唇石斛、檀香石斛、麝香石斛、晶帽石斛、黄火鸟石斛杂交均不能坐果。由此可见，球花石斛与其他品种石斛杂交的亲和性低。

3    结论与讨论

人工授粉能提高石斛属植物的结实率[12]。有研究表明，人工授粉坐果率的高低与花粉活力和柱头可授性有关[13-14]。不同的兰花，其花粉和柱头活力最强的时间不同。文心兰在开花当天花粉活力最强[15]，而杂种卡特兰花授粉最佳时期为开花后1～8 d[16]。

本试验结果表明，球花石斛只有在人工异花授粉情况下才能坐果。异株异花授粉的坐果率最好，坐果率可达94.4%，这与李振坚等[17]研究结果一致。球花石斛开花后，过早和过晚人工授粉都不利于坐果。在开花第5天或开花第6天授粉坐果率最高。开花第9天后，球花石斛人工授粉坐果率急剧下跌，到第10天花朵接近凋谢，此时授粉的坐果率接近于0。开花后人工授粉越晚，蒴果的成熟率越低。开花第1～8 天，越晚授粉的蒴果，其成熟率有小幅度降低;但开花第9天授粉，蒴果的成熟率大幅下降。人工异花授粉早的蒴果的横径、纵径和膨大率都大于开花后期人工异花授粉的蒴果，是否异株授粉并不影响其蒴果的成熟果率、横径、纵径和膨大率。为了保证授粉坐果率和蒴果的健壮与成熟率，球花石斛的授粉工作应该在前6 d进行。球花石斛与麝香石斛、玫瑰石斛、晶帽石斛、喇叭唇石斛、黄火鸟石斛、龙马石斛正反交都不能正常坐果，表明球花石斛杂交亲和性不高，这可能与其品种间染色体倍性和其育性有关[18]。

4    参考文献

[1] 宋宁，陆瑛，邱明华.球花石斛多糖免疫调节作用的研究[J].天然产物研究与开发，2006（3）：445-448.

[2] 王雁，李振坚，彭红明.石斛兰资源生产应用[M].北京：中国林业出版社，2007.

[3] 王燕君，王亚平，郑武贞，等.观賞石斛兰新品种‘彩蝶石斛兰[J].园艺学报，2013，40（4）：807-808.

[4] 潘麗晶，曹友培，肖杨，等.观赏石斛育种技术研究综述[J].广东农业科学，2009，36（3）：71-73.

[5] 陈和明，吕复兵，李佐，等.石斛兰新品种‘锦云[J].园艺学报，2018，45（1）：199-200.

[6] 龚建英，王华新，陈宝玲，等.石斛兰新品种‘广林紫韵[J].园艺学报，2018，45（4）：811-812.

[7] 曾碧玉，朱根发，刘海涛.蝴蝶兰红花系品种间杂交结果率研究[J].华南农业大学学报，2007，28（1）：117-119.

[8] 曾碧玉.兰属、蝴蝶兰属杂交结实率及种胚培养研究[D].广州：华南农业大学，2006.

[9] 王利民.大花蕙兰杂交育种研究[D].北京：北京林业大学，2007.

[10] 曾碧玉，朱根发，张文惠.大花蕙兰与墨兰杂交结实率研究初报[J].亚热带植物科学，2010，39（1）：14-16.

[11] 朱根发，王碧青，陈明莉，等.大花蕙兰与兰属植物种间杂交研究[J].植物学通报，2005，22（4）：445-448.

[12] 罗焕明，郑希龙，蔡时可，等.6种石斛属植物的人工授粉试验[J].广东农业科学，2011，38（增刊1）：121-123.

[13] 喻兰，李杰.蝴蝶兰花粉活力及柱头可授性研究[J].中国农学通报，2017，33（11）：54-58.

[14] 曾黎明，陈显国，林玉虹，等.澳洲坚果花粉活力、柱头可授性比较研究[J].江苏农业科学，2012，40（3）：123-125.

[15] 罗远华，黄敏玲，林兵，等.文心兰花粉活力与杂交结荚性研究[J].福建农业学报，2015（3）：258-263.

[16] 郑宝强，王雁，彭镇华，等.杂种卡特兰花粉萌发和花粉贮藏性研究[J].热带亚热带植物学报，2012（1）：13-18.

[17] 李振坚，王雁，于耀，等.濒危石斛兰开花与授粉生物学特性研究[J].广东农业科学，2009，36（6）：43-49.

[18] 谢佩吾，李早文，伍爱萍，等.17个杂交兰及3个大花蕙兰品种的染色体研究[J].广东农业儿科学，2015，42（8）：26-28.