金花茶组优质种质资源杂交育种研究

洪永辉 林能庆 陈天增

摘要 选择天然营养有效成分和微量成分高且花量大、花多的防城金花茶（A）、凹脉金花茶（B）和越南红顶凹脉金花茶（D）3个品种的优树为杂交亲本，开展杂交亲和性和杂交生长研究。结果表明：杂交授粉64个，获得杂交果15个，结果率为23.4%。获种子37个，培育杂交苗15株，经1年培育，苗高均值为16.9 cm、地径为0.19 cm。目前杂交苗正常培育，其生长变异有待进一步观察，通过杂交，获得优质金花茶新品种是可行的。

关键词 金花茶;优树;杂交育种

中图分类号 S685.14  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2020）21-0119-04

Abstract Three varieties of Camellia nitidissima（A）， C.impressinervis（B） and C. impressinervis（D） were selected as hybrid parents to carry out crosscompatibility and hybrid growth studies. The results showed that 64 cross pollination and 15 cross fruits were obtained， and the fruiting rate was 23.4%. Thirtyseven seeds were obtained， and 15 hybrid seedlings were cultivated. After one year of cultivation， the average seedling height was 16.9 cm， and the ground diameter was 0.19 cm.At present， the hybrid seedlings are normally cultivated， and their growth variation needs to be further observed. It is feasible to obtain new varieties of high quality C. nitidissima through hybridization.

Key words Camellia nitidissima;Superior tree;Cross breeding

基金项目 福建省第三轮种业创新项目（ZYCX-LY-2017006）;福建省林业局林业科研项目（闽林科便函〔2019〕39号）;福建省花卉苗木品种引进与研发创新项目（H2014021）;福建省林业科技推广项目（20187G03）;龙岩市科技局科技重点项目（2019LYF9010）。

作者简介 洪永辉（1963—），男，福建龙岩人，教授级高级工程师，从事林木、花卉遗传育种、森林培育研究。

收稿日期 2020-03-22

金花茶（Camellia nitidissima Chi）是山茶科（Theaceae）山茶属常绿灌木或小乔木，是具有观赏、医疗保健、文化潜在价值的珍稀植物，也是21世纪名贵的保健佳品，素有“植物界的大熊猫”“茶族皇后”美誉[1-3]，也是国家新资源食品和国家重点发展林药植物[4-5]，主要分布在我国广西南部亚热带季风气候区和越南北部熱带季风区，其气候显著差异，形成金花茶组有42种和5个变种，属分布极为狭窄的植物种群，但两区温度和湿度不同是影响金花茶生长的关键因素[6]，形成金花茶各品种黄酮、多酚、多糖、皂苷、微量元素、氨基酸和纤维脂等含量和花、叶等形状的差异[6-11]。这为丰富金花茶种质资源、育种原始材料收集和杂交育种奠定了基础。杂交育种是培育金花茶新品种的重要途径，20世纪70年代以来，国内外学者围绕丰富色彩、香味、花期、抗逆性、花型和适宜的株型，开展了金花茶远缘杂交研究，培育了“新黄”“冬月”“黄达”“黄绣球”等杂交新品种，丰富了山茶科品种[12-19]。

福建从20世纪80年代开始开展金花茶研究[20]，进入21世纪，福建龙岩先后主持承担省种苗花卉攻关课题和第三轮种业创新项目，在金花茶繁育、林下推广种植、种质资源收集、药理、杂交育种等研发方面取得关键性的突破和探索[5，8，21-23]。收集保存金花茶组33个品种。课题组通过多年的观察，分别采用层次分析法和综合评分法开展种源评价和品种选择[21-22]，建立了无性系快繁基地[23]。与此同时，开展了金花茶优良单株选择和种质资源库营建，以期为金花茶遗传育种和育种群体建设提供物质基础，并探讨了金花茶杂交育种试验，旨在培育品种优质、树型紧凑、生长旺盛、花期长、花色艳丽、观赏价值高、高产稳产的金花茶。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在福建省上杭县庐丰乡金花茶种质资源基因库温室基地（116°50′E，24°54′N），海拔240 m，属中亚热带季风气候，年均气温19.5 ℃，最热月7月平均气温24.0～ 28.0 ℃，极端最高气温39.7 ℃;最冷月1月平均气温7.0～10.6 ℃，极端最低气温-5.0 ℃。年均降水量1 894 mm，年均相对湿度 77%，年无霜期293 d，年均日照时数1 971 h。土壤为农田旱地，肥力中等。

1.2 材料

该基因库共收集保存山茶属金花茶组（Section Chrysantha Chang）的防城金花茶（C.nitidissima）、凹脉金花茶（C.impressinervis）、越南红顶凹脉金花茶（C.impressinervis）、毛瓣金花茶（C.pubipetala）、陇瑞金花茶（C.longruiensis）等21个品种，每个品种保存有21～33株。杂交亲本分别选择防城金花茶、凹脉金花茶、越南红顶凹脉金花茶3个品种12株多年生母树。

1.3 方法

金花茶具有“抱子怀胎”的习性，从开花到果实成熟需要近1年的时间，受气候等客观因素的影响，金花茶坐果率低，其组内杂交坐果率仅在35%以下[17]。金花茶杂交试验选择在塑料温室大棚内进行。

1.3.1 人工授粉花蕾选择及方法。

金花茶花朵主要着生在1年生枝条，且多为1～2个呈腋生或顶生花枝上。2017—2018年连续2年选取树冠外围，无病虫害、发育健壮枝条，每枝选择1朵花径>5 cm以上尚未开张且较为松软花蕾作为杂交母本，授粉前用镊子拨开花瓣去雄，即将花蕾中靠近柱头的花药连花丝一起剪掉，去雄后立即套袋，挂上标签。然后在已开花的金花茶中采集花粉或取贮存的花粉，用干净药用棉签沾取花粉涂在母本雌蕊的柱头上，重复2～3次，直至肉眼看到柱头上沾有金黄色花粉。接着用透明硫酸纸袋套好，并写好标签牌，当花瓣萎谢柱头变黑色后，去除套袋。对未授粉的花蕾全部摘除，防止重复授粉和减少营养消耗。定点观察，统计坐果率，加强母本植株的管理，待10月球果成熟开裂后，分批收取果实，用沙藏处理种子后集中播种育苗。

1.3.2 苗木培育及种质资源调查统计方法。

苗木培育选择在塑料容器内。将杂交种子直接播在红心土+泥炭土+椰糠（1∶1∶1）的混合基質上，覆盖1 cm红土，用薄膜保湿、保温，等苗木出土后常规水、肥管理。全面调查金花茶种质资源和苗木的树（苗）高、地径和冠幅，评价杂交成效及坐果率、杂交组合种子发芽率等，采用Excel进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 杂交父、母本的选择

选择防城金花茶（A）、凹脉金花茶（B）和越南红顶凹脉金花茶（D）3个品种为杂交亲本，其优树要求应具有育种目标性状，且主要性状能互补，抗逆性强（表1）。通过杂交实现改良植物亲本品质，培育花、叶大小均衡，花多且观赏价值高的植株实现天然营养有效成分和微量元素成分提高的目标。金花茶组属两性花，不同品种其开花物候差异性明显，与日照、气温及温室大棚局部微环境有关。生长在温室的3种金花茶比野外花期提早了1个月，多在12月至次年3月，不同单株花期不一，其单株各个花蕾逐渐开放，盛花期、单花开放持续时间不同。单花开放历经花蕾迅速膨大期到花谢期。若遇高温季节单花开放期将缩短1～2 d，遇阴雨天气延长1～2 d。杂交育种应选性状优良、花期一致亲本，对花期不一的亲本应通过收集和保存花粉后，待最佳时间授粉。通过有性杂交使子代能够遗传其双亲优良性状，使之产生遗传变异，从而表现出新的优良性状。

防城金花茶：叶较短，叶有披针形、卵状长椭圆形或长椭圆形，先端钝尖，基部宽楔形或近圆形。叶面蜡质感极强，嫩芽呈紫色或淡紫色。花金黄色，1～2朵腋生或近顶生，花径3.5～6.5 cm，花梗稍下垂;花朵有花瓣7～10片，多达13～14片，花瓣油润厚实，质感如玉，有蜡质光泽;其各单株花期约36 d，盛花期持续时间为21 d以上，单花开放持续时间约5 d，修剪后树姿较美观。各优树有大叶、中叶、小叶之分。其药食化学成分黄酮、多酚、多糖等有效成分含量较高，仅皂苷含量较低[21]。

凹脉金花茶：叶长面宽，具绒毛，酷似枇杷叶，叶革质，椭圆形，嫩枝有短粗毛，嫩芽紫色。花淡黄色稀疏，花朵较小，约3.8 cm，蜡质感不强，花朵有花瓣9～12片，花瓣较薄，倒卵形，花苞红色鲜艳，其各单株花期约30 d，盛花期持续时间为12 d以上，单花持续开放时间约6 d，树姿不够美观。其药食化学成分黄酮、多酚、皂苷等有效成分含量在3个品种中排名第一[21]。

越南红顶凹脉金花茶：形态同凹脉金花茶，主要不同是叶椭圆形或长椭圆形，蜡质感不强，嫩芽呈紫色或淡紫色。花苞有红色斑块很鲜艳，花大，花径3.8～8.0 cm，花淡金黄但蜡质感不强，花期12月至次年3月，树姿较美观。其药食化学成分黄酮、多酚、皂苷、多糖有效成分含量较低，在3个品种中排名最后[21]。

上述优树经多年观察其性状优良、稳定，且独特性较强（表1）。

2.2 金花茶杂交组合的效果与评价

杂交亲和性分析：各杂交组合涉及15个优树，其中防城金花茶8株、凹脉金花茶4株、越南红顶凹脉金花茶3株。杂交组合涉及17个，共套袋授粉64个，授粉后子房膨大数35个，获得杂交果15个，结果率为23.4%。

2.2.1 防城金花茶与不同种源凹脉金花茶组植物单株杂交亲和性。

分析可知（表2），正交选择6株不同防城金花茶植株为母本、与凹脉金花茶为父本开展的杂交授粉，共套袋授粉12次，子房膨大数10个，获杂交果6个，结果率为50%。反交选择3株不同凹脉金花茶植株为母本、与防城金花茶为父本开展的杂交授粉，共套袋授粉19次，子房膨大数8个，获杂交果4个，结果率为21.1%。表明2个品种亲和力较高。选择3株不同防城金花茶为母本、与越南红顶凹脉金花茶为父本开展的正交套袋杂交授粉13次，子房膨大数6个，获杂交果2个，结果率为15.4%。同时选择4株不同红顶凹脉金花茶反交防城金花茶套袋授粉16次，其子房膨大数8个，但出现败育或落果，未获杂交果。表明2个品种亲和力低于凹脉金花茶。

2.2.2 不同种源凹脉金花茶组植物单株杂交亲和性。

分析可知，不同种源凹脉金花茶亲和力较高，以红顶凹脉金花茶为母本，广西种源凹脉金花茶为父本，杂交授粉4次，子房膨大数3个，获得杂交果3个，坐果率为75.0%。其中一个果实产籽达9粒。毛瓣金花茶、陇瑞金花茶、显脉金花茶等品种同上述3个品种相比花期较早，而凹脉金花茶检测表明药食有效化学成分含量较高，为此采集所有毛瓣等品种金花茶部分花粉作为父本与凹脉金花茶杂交，但子房均无膨大发育，其可能是花粉保管不好，生活力不高等造成。因授粉期可供选择的花径>5 cm凹脉金花茶松软花蕾较少，故与红顶凹脉金花茶反交未开展。

2.3 一年生杂交金花茶播种苗生长性状

将所采回的果实置于室内通风处，待果皮开裂后，剥取种子，用含水率5%粗砂进行保管和催芽，2019年3月8日将采集的37粒种子直接播种在用泥炭土和椰糠配制的营养袋中，外用0.5 m高竹子搭盖塑料薄膜进行保温保湿，2个月后芽苗露出基质3～4 cm，其发芽率为43.2%。之后展开真叶，开始生长。2020年3月初调查表明，以15株不同组合杂交苗作为统计单元，分析可知（表3），1年生苗木生长差异显著，杂交苗地径均值0.19 cm，最大值0.40 cm，最小值0.15 cm，标准差0.062，变异系数32.2%;其苗高均值16.9 cm，最大值30 cm，最小值8 cm，标准差7.073，变异系数41.8%。研究表明金花茶腋芽均萌发于枝叶中，为一叶一芽。叶量越多表明新芽萌发能力越强。而杂交苗平均叶量为5.8叶，最大叶量为9叶，最小叶量为3叶，标准差2.007，变异系数34.6%。统计表明不同组合其苗木差异显著，生长最优的是防城与越南红顶凹脉金花茶杂交组合（H）。其中生长最优的杂交优良单株（H1），其地径0.40 cm、苗高30 cm。同时各杂交组合的叶型也出现了不同变化，如X5叶型均比不同种源亲本凹脉金花茶增大，且叶量增多，初步实现提高叶产量目标。

3 结论与讨论

试验结果显示，杂交组合涉及15个优树，其中防城金花茶8株、凹脉金花茶4株、越南红顶凹脉金花茶3株。杂交组合涉及17个，共套袋授粉64個，授粉后子房膨大数35个，获得杂交果15个，结果率为23.4%。表明金花茶各杂交组合的亲和力差异较大，其中杂交组合成功率最高的是防城金花茶与凹脉金花茶，其正反交均获得果实，表明亲本性较高。从药食有效化学成分来看，不同品种金花茶花、叶、果中黄酮类、多糖类、皂苷类、茶多酚、挥发油等生物活性物质含量不同，选择不同种源金花茶优树进行组间、组内杂交，能否提高有效成分含量有待进一步研究。

研究表明金花茶自交，虽能促进子房膨大，但不发育，会形成落果或败育。因此金花茶自然坐果率仅1%。金花茶花蕾主要着生在当年或2年生枝条，其花蕾是逐渐发育开放，为确保杂交成功率，减少杂交套袋的难度，杂交时应选当年新萌生的枝条中顶生适宜花蕾进行，对着生在同枝条中的中、下部位花蕾均需摘除，从而影响了杂交数量。从完成的杂交组合来看，其子房膨大率54.7%，坐果率仅23.4%。有9个组合无结果，分析可知，影响坐果率的因子较多，如父母本花粉亲和力、所采集父本雄花活力低，去雄时不小心伤到母本子房柱头，或授粉后受极端气温等多因素影响，造成落果及败育[13-18]。随着福建第三轮种业创新和产业化工程的全面实施，福建世纪金花科技有限公司已建立金花茶种质资源库，拥有3 000多株多年生防城、凹脉、越南红顶凹脉、毛瓣和显脉金花茶等育种群体，成为福建最大的金花茶生产研发基地，只有每年坚持不断地开展选优杂交，才能逐步提高杂交成功率。

金花茶组为常绿木本植物，生长缓慢，从播种到开花结实需5～6年，其杂交组合能否达到预期变异、产生新种，还需长期观察，等到杂交组合开花结果，才能判断出杂交成效。开展金花茶杂交育种是一项漫长的工作，需不断杂交，才能不断育出新品种。

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