观赏植物杂种优势的研究进展

文章编号:1002-1728(2005)05-0038-02

观赏植物杂种优势的研究进展

姜凤英1,栾绍武2,张惠华1,闫立萍1,王 平1

(1.辽宁省农业科学院花卉研究所,沈阳辽宁 110161; 2.凤城市果树工作站,辽宁凤城 118100)中图分类号:S68

文献标识码:B

观赏植物(omamental plant),按 中国农业百科全书.观赏园艺卷 中的定义,指具有一定观赏价值,适用于室内外布置、美化环境并丰富人们生活的植物。观赏植物包括木本和草本的观花、观叶、观果和观株姿的植物,以及适合布置园林绿地、风景名胜区和室内装饰用的植物(含林木和经济植物)。中国在20世纪50年代后,曾习称园林植物,以别于纯观赏植物。后来为与国际接轨,恢复了观赏植物原称。不论观赏植物或园林植物,英文名皆为omamental plant 或landscape plant ,而不称为garden plant ,因为后者在西方习惯上系指包括果树、蔬菜、花卉等在内的全部园艺植物而言。

1 观赏植物杂种优势的研究概述

1 1 研究概述

植物上的杂种优势是18世纪中期发现的。德国学者克尔罗伊特(J.G.K oelreuter)于1776年首先描述了烟草、石竹、紫茉莉、曼陀罗等属的不同种间的杂种优势。1849年加特纳(K.F.Gartner )在他研究的80个属的700种植物中同样发现了杂种优势。孟德尔在1866年发表的 植物杂交试验 论文中,也指出植株高矮不同的豌豆品种间杂交,子一代表现了明显的杂种优势。

观赏植物杂种优势利用研究始于20世纪30年代,1930年日本利用杂种优势培育成矮牵牛杂种一代。到20世纪70年代观赏植物杂种优势利用已较普遍,到80年代利用一代杂种的花卉有矮牵牛、瓜叶菊、万寿菊、金鱼草、天竺葵、藿香蓟、秋海棠、蒲包花、仙客来、报春花、半支莲、三色堇、百日草、石竹、鸡冠花、羽衣甘蓝、紫罗兰等。日本、荷兰、意大利、美国等国家培育出大量一代杂种,并已普遍栽培应用,特别是在一二年生花卉制种中。如金鱼草F 1,它比普通品种茎粗而长、健壮、花穗大、花数增加,色彩鲜艳、为切花的重要种类;矮牵牛F 1具有观赏价值很高的重瓣性,是一个很著名的成果。中国于20世纪70年代引种栽培一代杂种花卉,对其进行研究始于80年代,已先后在矮牵牛、瓜叶菊、羽衣甘蓝等少数一二年生花卉中取得进展,90年代农业部农丰公司与日本坂田种苗(株式会社)合作,先后在山东崂山、河北香河、云南

昆明、辽宁沈阳和大连等地建立三色堇、瓜叶菊、金鱼草、雏菊、矮牵牛等20多个品种的制种基地,是当今中国乃至亚洲最大的制种基地。另外,内蒙古赤峰赛诺园艺公司作为国内专业草花育种公司近几年进展较快,通过借鉴国外先进的育种技术,进行一系列的系统工作已在几个品种上取得一定的进展。如万寿菊F 1,三色堇F 1,矮牵牛F 1,百日草F 1和串红F 1基本上可代表国内的生产技术水平。经过几年的技术探索,已育出2个分别适宜北方冬季播种的冰峰和瑞雪,适宜南方春夏季播种的塞诺103和硕美,这是真正具有自主知识产权的万寿菊F 1品种。中国农科院蔬菜花卉所黄善武,近年培育的粉红2号、亮粉红1号、蓝紫2号、朱红1号一代杂种。1 2 杂种优势的表现形式

杂种优势现象普遍存在于观赏植物中,一般表现在生长势、株高、株幅、叶大小、叶数、分枝数、花数、花大小、根系发达程度、花的色彩、成熟期、抗病虫能力、抗不良环境能力等方面超过亲本。金波(1995)报道,三色堇杂交后代,普遍表现花大、花艳,不仅有黑紫、红、兰、白等复色类型,而且有黄、白、兰、紫等单色类型。刘金荣(2003)报道,万寿菊杂种一代比普通万寿菊较为矮壮,分枝力强,花大,开重瓣花,绣球状花型,花冠表面呈蜂窝状,有黄、梅黄、白三种颜色,花期较早。唐小敏等(2001)对矮牵牛6个亲本自交系双列杂交结果表明:绝大部分组合同一母本与不同父本杂交F 1代优势表现比较一致,即:杂交后植株低矮,株形紧凑,冠径增大,花梗变粗、变短,花瓣增厚,花径增大,单株花数增加。但表现的优势强弱有所不同。极少数组合杂交一代优势表现差异较大。试验结果还表明,所有性状中以冠径、花径和花瓣厚度这3个性状增加的幅度最大,比母本平均增加34.6%、41.7%、36.2%,F 1代杂种优势最为明显。F 1代的性状绝大部分倾向于母本。

2 观赏植物杂种优势的利用

雄性不育系在观赏植物一代杂种配制中占据重要地位。雄性不育性,从遗传机制上分为细胞质雄性不育、细胞核雄性不育和核质互作雄性不育3种。20世纪80年

收稿日期:2005-02-03

辽宁农业科学 2005(5):38~39L iaoning A gricultural Sciences

代以来,许多学者研究发现现存全部雄性不育材料中没有一分属于胞质型不育材料。因此多数学者认为雄性不育材料只有核型和核质互作型两类。1964年雄性不育技术应用于F 1代制种。1968年泛美公司的F 1代 W ild cher ry 使大花百日草育种水平达到了顶峰。目前,百日草F 1代品种的应用日益广泛,而所利用的不育材料都是雄性不育两用系。王平(2004)通过初步研究,认为控制目前应用的百日草雄性不育两用材料的不育性属隐性雄核不育性质,是受一对基因控制的。其基因型为:不育株msms,可育株M sms 。生产实践中,用可育株上的花粉为不育株授粉,从不育株上采下的种子再播下去,其后代仍表现为一半可育,一半不育,达到两用系的目的。同时王平(2004),王贵余(2003),姚振明(1998),韩少颖(1997)利用核不育两用系配制万寿菊杂交种。育种程序为以雄性不育两用系做母本,用同品种可育株做父本,制种田内父本与母本定植株数之比为2 1制种。开花初期母本分离出50%不育株和50%可育株,育种上视可育株为杂株,拔除可育株后制种田内父本与母本株数之比为4 1。用可育父本花粉给母本不育株人工授粉,即得到万寿菊F 1杂交种。在观赏植物中除百日草外,矮牵牛、金鱼草、万寿菊等也存在不育性,而且矮牵牛的雄性不育性已研究得相当深入。在国外,矮牵牛一代杂种的育种研究成就卓著。1930年育成F 1代杂种,1950年产生绯红色花品种,到1965年世界已记载有436个品种。近年用膨大矮牵牛(P.inf lata )育出小花耐雨性品种。历经不断选育,发展成为当今的园艺品种群。我国有几个单位正在从事矮牵牛的F 1代种子生产的研究,如中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京市园林科学研究所,上海市园林科学研究所等,前两者已有初步的F 1代种子生产。中国农业科学院蔬菜花卉研究所黄善武(1998)以F 1代杂种为试材,采用60Co - 射线辐射诱变、分离、单株系选的方法,选育出自交系、自交不亲合系、雄性不育系,通过人工授粉有性杂交组配试验,选配出生长开花性状较稳定一致的矮牵牛一代杂种。1993年培育发表的粉红花1号、蓝紫花1号一

代杂种,已推广栽培应用于山西、内蒙、河南、四川、江苏、北京等十多个省市,经济社会效益良好。近年培育的粉红2号、亮粉红1号、蓝紫2号、朱红1号一代杂种已接近和赶上国际水平。

3 观赏植物杂种优势存在的问题与展望

与国外近百年的观赏植物育种史相比,国内不过是刚刚起步,有太多需要研究解决的问题。如花色表型遗传规律的研究、花径和重瓣的数量遗传学的研究等,这些问题都是观赏植物遗传学研究的重要课题,在花色、花型、香味、植物发育遗传调控等方面需要深入的研究。目前,从事观赏植物的育种工作者相对还较少,对大多数的观赏植物的园艺性状遗传规律的研究与积累少,难以判断一个优良品种的利用度,在某种程度上阻碍了杂种优势的应用。观赏植物雄性不育性的研究及雄性不育系的获得、恢复系和保持系的寻找是一个急需投入且前景广阔的研究领域。参考文献:

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[8] 姚振明.利用核不育两用系配制万寿菊杂交种技术[J].中

国农学通报,1998,14(6):90~91.

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