观赏凤梨杂交育种与无菌播种技术

陈 春

（福建省林业科技试验中心，福建 南靖 363600）

观赏凤梨（Ornativa pineapple）是凤梨科（Bromeliaceae）多年生的草本植物，原产自于中、南美洲等地区，常见种类与品种主要有珊瑚凤梨属（Aech-mea）、莺歌属（Vriesea）、果子蔓属（Guzmania）、彩叶凤梨属（Neoregelia）、铁兰属（Tillandsia）等.它们既能观花，又可观叶，具有较高的观赏价值及经济价值，在国内外的市场前景广阔[1-3].目前，国内的观赏凤梨种苗主要引自西欧的荷兰和比利时，包括世界三大观赏凤梨种苗供应商（比利时德鲁仕公司、爱克索特植物公司和荷兰康巴克公司）.这3 家公司拥有全世界90%以上的观赏凤梨的种质资源，具有较为强大的育种科研力量[4].我国主要栽培的观赏凤梨品种约有60 多个，且大多数从国外引进.高昂的品种引进费用严重制约着花卉企业的发展；同时，由于新品种权的问题，导致国外新品种在中国的推广受到限制，观赏凤梨品种在国内普遍存在着品种陈旧、更新缓慢等状况[4-8].因此，观赏凤梨杂交育种及组培快繁技术的研究工作尤为重要.自2011 年起，选取福建省林业科技试验中心从比利时引进的多个观赏凤梨品种，进行种属间杂交或自交试验，获得杂交果荚，通过种子无菌播种、壮苗生根等试验研究，获得杂种后代，探讨并总结观赏凤梨的杂交育种及无菌播种技术，以期为国内观赏凤梨新品种选育提供参考.

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为福建省林业科技试验中心从比利时引进的16 个观赏凤梨品种，其中莺歌属6 个：V.‘Cupido’、V.‘Melottle’、V.‘como’、V.‘Saturn’、V.‘Mambo’、V.‘Porto’；果子曼属9 个：G.‘loja’、G.‘Javita’、G.‘Kronos’、G.‘Amore’、G.‘Focus’、G.‘Formax’、G.‘Alerta’、G.‘Denise’、G.‘Happiness’；铁兰属1 个：T.‘sandy’.

1.2 杂交方法

1.2.1 亲本选择 选择生长较健壮、无病虫害，花序大且小花生长正常的植株作为父母本.根据温室大棚栽培的观赏凤梨品种的花序、柱头等实际生长的情况开展杂交授粉试验.

1.2.2 杂交授粉（1）授粉试验前的准备：观赏凤梨经催花后，花序大约在100～120 d 时长成，选择生长健壮、具有品种特性的花序，若是果子蔓凤梨，则应剪除总苞片，同时在之后的几天，可根据花的生长情况继续剪掉每朵花的苞片；若是丽穗凤梨，则只需剪去小花苞片.（2）母本去雄：在开花当天早上8 点之前，轻轻将母本小花的花药用镊子除去，将柱头移动至远离花药的位置后，用镊子小心夹住花丝，由下至上除去花药，保证花药不被弄破而导致散粉，同时应避免损伤柱头.（3）花粉采集：将当日开花的父本小花的花药收集，不同的父本，其花药应存放在不同的培养皿内，标明编号.（4）授粉：当父本的花药开裂，将花粉用镊子从花粉囊中取出，均匀地涂抹在母本植株的柱头上.授粉后，将单个雌性柱头分别用套袋隔离，同时挂牌并在牌上写上父母本、授粉日期.

1.3 杂交种子的采收

授粉后，应随时注意观察花序生长发育的情况，观赏凤梨从授粉一直到果荚的成熟，一般要经历4～6 个月，而且不同的亲本，果荚的成熟期也不同.当果荚的外观饱满，有光泽时，即可采收，统计不同杂交组合的果荚成熟时间，获得蒴果数和结实率.结实率/%=（获得的果荚数/杂交的花朵数）×100%.

1.4 杂交种子的无菌播种

1.4.1 外植体的消毒 以杂交果荚作为外植体，用0.1% HgCl2溶液进行消毒试验.具体步骤：将果荚用自来水冲洗15 min，之后在超净工作台上待用；然后用75 %酒溶液轻轻摇晃1min，用无菌水清洗2～3遍，倒入0.1%HgCl2溶液中，轻轻摇晃20 min，最后用无菌水洗4～5 遍，切开蒴果，将种子播种在萌发诱导培养基上.

1.4.2 萌发诱导培养基的优化 采用正交试验的方法，通过正交设计L9(34)，基本培养基为1/2 MS、MS、MS（改良），设置6-BA 的浓度为0、0.5、1.0 mg·L-1；NAA 的浓度为0、0.2、0.4 mg·L-1，因子水平见表1，每个处理播种10 瓶，重复3 次，统计杂交种子的平均萌芽率，通过方差分析，选择凤梨杂交种子的萌发诱导的最佳培养基.

表1 萌发诱导试验的因子水平表

1.5 壮苗生根培养

将萌发的杂交后代接种到壮苗培养基中进行培养，本试验以1/2 MS+0.1 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1IBA+0.2 g·L-1蛋白胨+30 g·L-1蔗糖+7.5 g·L-1琼脂为基本培养基，设置不同有机添加物（80 g·L-1香蕉、80 g·L-1土豆），每个处理接种10 瓶，每个培养瓶接入芽苗3 株，试验重复3 次.放置在培养室中30 d，观察壮苗生根情况.

1.6 培养条件

以上培养基设置pH 值5.80，培养室中的光照周期为12H/12D，光照强度为2 000 Lx，温度23～25 ℃.

1.7 数据统计与分析

采用DPS 数据分析软件进行数据分析.

2 结果与分析

2.1 不同品种杂交对自然结实率的影响

由表2 可知，莺歌属间的杂交授粉比较容易成功，结实率为40.0%～60.0%，其中V.‘Melottle’×V.‘Como’结实率达60.0%；莺歌属×果子蔓属、果子蔓属×果子蔓属、果子蔓属×莺歌属、果子蔓属×铁兰属、铁兰属×铁兰属均未获得蒴果，结实率均为0，这可能是由于这些品种之间杂交不亲和，造成杂交授粉试验的失败.由表2 中可以看出，不同品种的观赏凤梨从授粉至果荚的成熟经历4～6 个月，不同杂交组合果荚成熟时间不同，应根据果荚的成熟情况适时采摘果荚.

表2 不同观赏凤梨品种杂交对自然结实率的影响

2.2 杂交后花序的生长变化

对2015 年11 月23 日杂交的花序（杂交组合为V.‘Melottle’ ×V.‘Como’）进行跟踪拍照并记录，观察杂交前后花序的生长变化（图1）.观察结果显示，在杂交授粉后10 d，既可观察到观赏凤梨花序的变化，花序开始膨大，杂交授粉后50 d 时，可看到果荚成绿色，果荚逐渐成熟；杂交5 个月时，果荚开始由绿色渐渐变为褐色，此时果荚内得种子基本成熟，可采摘.

图1 花序杂交前后的生长变化

2.3 培养基对观赏凤梨种子萌发的影响

把凤梨的杂交种子播种到萌发诱导培养基上，15 d 后种子萌发出绿色的小芽点（图2）.由正交试验结果（表3）可知，A（基本培养基）、B（6-BA）、C（NAA）3 个因子对凤梨杂交种子萌芽率的影响力大小顺序为A >B >C，基本培养基对种子萌发的影响最大，其次是6-BA，最后为NAA.同时，由方差分析表（表4）可看出，这3 个因子对萌芽率的影响均达到极显著.

试验结果表明，不同的基本培养基与不同浓度6-BA 和NAA 组合，杂交种子萌芽率不同，适当浓度6-BA 与NAA 有利于种子的萌发诱导，在9 个不同处理中，平均萌芽率最高的处理为2 号，平均萌芽率为75.6%.由表3 的正交试验结果得出，诱导凤梨杂交种子萌芽的培养基的最佳组合是A1B2C3，即1/2 MS+0.5 mg·L-16-BA+0.4 mg·L-1NAA+30 g·L-1糖+7.5 g·L-1琼脂.

表3 种子萌芽诱导培养正交试验结果

表4 萌芽诱导培养正交试验方差分析表

图2 观赏凤梨杂交种子诱导培养结果（15 d）

2.4 培养基对组培苗壮苗生根培养的影响

观赏凤梨无菌萌发的苗比较细弱，因此将其接入添加有机添加物的培养基种进行壮苗培养.从表5可判断出添加了香蕉和土豆对观赏凤梨的苗增高及根长与对照组相比有显著的差异，有机添加物对苗增高及根的生长有明显促进作用.添加香蕉也有利于促进苗高及根长，但对苗增高的影响力不如添加土豆的培养基.因而，观赏凤梨壮苗生根培养基为1/2 MS+0.1 mg·L-16-BA+0.2 g·L-1蛋白胨+80 g·L-1土豆泥+30 g·L-1蔗糖+7.5 g·L-1卡拉胶，组培苗生长健壮，平均根长2.65 cm，根数4.35 条.

表5 有机添加物对观赏凤梨组培苗壮苗生根的影响

3 小结

本研究以16 个观赏凤梨的品种作为杂交育种材料，根据育种目标，选择花色、叶形、株形、抗逆性等性状优良的亲本开展杂交育种研究，结果显示，莺歌属内的杂交授粉比较容易成功，结实率较高（40.0%～60.0 %）；莺歌属×果子蔓属、果子蔓属×果子蔓属、果子蔓属×莺歌属、果子蔓属×铁兰属、铁兰属×铁兰属却均未获得蒴果，这可能是由于这些品种之间杂交不亲和，造成杂交授粉试验的失败.这与周强[8]在对观赏凤梨杂交亲和性与种子形成及萌发特性研究是一致的，杂交不亲和在不同品种的观赏凤梨中是普遍存在的.对杂交试验获得的果荚进行无菌播种试验，播种平均萌芽率达75.6%.这些试验的结果将为今后观赏凤梨的育种试验提供参考.

目前国内在观赏凤梨杂交育种技术方面的研究仅有少量的报道[9-10]，本研究通过对多个的观赏凤梨品种开展杂交授粉、无菌播种及壮苗生根等试验，摸索了观赏凤梨的杂交育种技术，优化出杂交种子萌芽最适诱导培养基组合，为我国观赏凤梨新品种的选育奠定基础.