芍药早花杂交育种的初步研究
芍药（Paeonia lactiflora）花型丰硕、花色艳丽、栽培历史悠久，为我国传统名花，常用于园林绿化中，与牡丹一起配置（牡丹）芍药专类园等。在北方中原地区，芍药自然盛花期集中在5月上旬，若能将花期提前，必将满足园林绿化中早春早花品种的应用需求，同时必将延长（牡丹）芍药专类园的花期。杂交育种至今仍是生产实践中培育芍药新品种的主要方式，因此本研究以早花的川赤芍(P.veitchii)、栽培芍药品种‘粉玉奴’(‘Fen Yu Nu’)、‘紫凤羽’(‘Zi Feng Yu’)、‘粉霞满天’（‘Fen Xia Man Tian’）为亲本，设计了种间杂交组合‘粉玉奴’×川赤芍、品种间杂交组合‘粉玉奴’ב粉霞满天’与‘紫凤羽’ב粉玉奴’，并对杂交父本花粉萌发率的测定、母本结实率的统计及杂交过程的细胞学和形态学观察，主要研究结果如下:
(1)根据父本花粉萌发率的测定结果发现:野生芍药的花粉萌发率大小依次为:（甘肃）川赤芍、（四川）川赤芍、块根芍药;贮藏1年后，野生芍药的花粉萌发率明显下降。栽培芍药的新鲜花粉萌发率以‘粉霞满天’的花粉萌发率最高，为62.8％，其次是‘艳紫向阳’，为20.7％，‘粉玉奴’花粉萌发率最低，仅17.5％。栽培芍药的新鲜花粉萌发率高于野生芍药花粉的萌发率。
(2)根据对受精过程的荧光显微观察发现:3个杂交组合受精过程的时期进展各不相同。种间杂交组合‘粉玉奴’×川赤芍授粉后柱头表面及花粉管中发现了大量胼胝质阻塞，授粉后12 h内，花粉粘附数量及萌发数量较少，授粉后12-24 h，多数花粉管盘旋在柱头表面，少量花粉管能够生长至花柱中上部，授粉后72 h内，未发现花粉管进入胚珠。品种间杂交组合‘粉玉奴’ב粉霞满天’在花粉管末端及胚珠内部产生了胼胝质反应，授粉后1-4h，花粉能够大量粘附于柱头表面并萌发，授粉后8-24 h，花粉管能够顺利穿过柱头表面到达花柱中下部，能够观察到少量花粉管集中穿过花柱通道、到达子房完成受精的过程。品种间杂交组合‘紫凤羽’ב粉玉奴’整个过程中未发现有胼胝质阻塞现象发生，授粉后1-2 h，大量花粉即粘附于柱头表面萌发;授粉后24 h内，大量花粉管集中成束穿过花柱通道;授粉后48-72 h内花粉管进入子房沿子房壁到达胚珠内部，通过珠孔进入胚囊完成受精。
(3)根据对胚胎发育过程的细胞学观察:受精成功的‘紫凤羽’ב粉玉奴’杂交组合能够进行正常的胚胎发育，授粉后9-12d合子经过一定的休眠后，进行第一次分裂形成二核原胚;授粉后15-20 d，二核原胚不断分裂，胚柄不断伸长，将胚体逐渐推至胚囊中部;授粉后30 d，胚体继续分裂逐渐形成类球形胚体构造;授粉后40-50 d，球形胚体逐渐分裂形成近心形构造;授粉后60 d，鱼雷形胚体逐渐成型;授粉后75d至种子成熟，鱼雷形胚体继续分裂增大，至种子成熟时胚体仍呈鱼雷形构造。受精成功的‘粉玉奴’ב粉霞满天’杂交组合，难以观察到胚发育的连续过程，且存在受精卵和胚异常解体的现象。
(4)根据对心皮及胚珠的形态观察结果:‘粉玉奴’×川赤芍杂交组合，授粉后15d内，杂交母本‘粉玉奴’子房生长速度减缓，胚珠保持负生长趋势，授粉15d后，心皮逐渐呈现负生长的趋势，胚珠停止生长;‘粉玉奴’ב粉霞满天’杂交组合，授粉后40 d内，母本心皮显著生长膨大，胚珠缓慢发育;授粉后40-90 d，母本心皮出现萎蔫干枯等现象，逐渐缩小，大部分胚珠逐渐萎蔫变小;‘紫风羽’ב粉玉奴’杂交组合，授粉后随时间的增加，心皮及胚珠均能保持正常生长发育膨大。授粉后随时间的增加，‘粉玉奴’及‘紫凤羽’自然授粉下的心皮及其内部胚珠均能正常发育。
(5)根据结实率的统计结果:杂交组合的结实率均较低，以‘紫凤羽’为母本与‘粉玉奴’杂交的组合获得了大量有胚的种子，结实心皮率达22.6％，较其母本自然授粉下的结实率提高5％;以‘粉玉奴’为母本的杂交组合结实率均低于其母本自然授粉下的结实率，其中受精成功、胚胎发育异常的‘粉玉奴’ב粉霞满天’杂交组合获得的种子多没有胚，结实心皮率9.1％;受精及胚胎发育过程均存在异常的‘粉玉奴’×川赤芍杂交组合没有获得杂交种子，结实心皮率0％。根据2011年对早花品种自然结实率的统计结果发现:‘紫莲’、‘粉玉奴’、‘紫凤羽’的自然授粉结实率较高，适宜作杂交母本;通过连续2年对芍药早花品种‘粉玉奴’、‘紫凤羽’的自然结实率比较发现，‘粉玉奴’的自然结实率50％以上，‘紫凤羽’的自然结实率不足50％，自然结实率‘粉玉奴’＞‘紫凤羽’。4个结实率指标除每花结种数（粒/朵）外，其余3个结实率指标每心皮结种数（粒/心皮）、每胚珠结实率(％)、结实心皮率(％)均能一致反映不同杂交组合或不同母本自然授粉的结实率大小。
(6)芍药早花品种‘粉玉奴’花粉萌发率17.5％;自花传粉结实率为0，自然授粉结实率50％以上，以其为母本的2个人工授粉杂交组合结实率均低于其自然授粉下的结实率，获得的杂交种子多没有胚;以其为父本的杂交组合获得的杂交种子大都有胚。
芍药;早花品种;杂交育种;受精过程;胚胎发育;形态学观察
山东农业大学
硕士
园林植物与观赏园艺
郭先锋
2013
中文
S682.12;S603.6
67
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）