观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择.pdf

西北植物学报,2 0 2 3,4 3(1 1):1 9 1 0-1 9 1 9A c t a B o t.B o r e a l.-O c c i d e n t.S i n.d o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 0-4 0 2 5.2 0 2 3.1 1.1 9 1 0 h t t p:/x b z w x b.a l l j o u r n a l.n e t收稿日期:2 0 2 3-0 3-1 6;修改稿收到日期:2 0 2 3-0 5-3 1基金项目:江苏省农业科技自主创新项目C X(2 1)3 1 7 5作者简介:魏子秋(1 9 9 7-),男,硕士,主要从事观赏海棠杂交亲和性研究。E-m a i l:2 0 2 9 5 3 5 5 3 1q q.c o m*通信作者:张往祥,教授,博士生导师,主要从事观赏海棠等木本花卉良种选育研究。E-m a i l:m a l u s 2 0 1 11 6 3.c o m观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择魏子秋1,彭 冶2,李丰霞2,狄昌毅1,张往祥1*(1 南京林业大学 林学院,南京 2 1 0 0 3 7;2 南京林业大学 生物与环境院,南京 2 1 0 0 3 7)摘 要:为筛选出优质亲本及杂交组合,确定最佳授粉时期,探究观赏海棠品种间的杂交亲和性,为观赏海棠的新品种培育提供参考,该研究以1 5个性状互补的海棠品种为供试材料,用离体培养法测定花粉活力、悬液法测定花粉含量并对其雄性育性进行评价;联苯胺-过氧化氢法测定其不同开花时期的柱头可授性;荧光显微观察法观察授粉后花粉管的生长及受精情况;人工控制授粉法研究5个杂交组合的坐果动态变化情况。结果显示,(1)根据花粉活力可将1 5个海棠品种的雄性育性分为不育型、较低型、中等型、优质型4类,其中 印第安之夏、冬红 等6个品种为优质父本。(2)海棠从开花前1 d至第6天的柱头可授性呈现“弱强弱”的变化规律,开花第3天时的柱头可授性最强。(3)授粉后48 h花粉开始萌发,4 89 6 h完成受精。(4)花粉育性和柱头可授性与杂交坐果率、种子饱满率间均存在显著的正相关性。授粉后2个月内是落果集中期,此后至果实成熟坐果率基本趋于稳定。冬红 印第安之夏、草莓果冻 印第安之夏 为高坐果率杂交组合。研究表明,海棠雌雄蕊存在发育不同步现象,选择育性优质的亲本是杂交取得成功的关键,而受精后障碍是本研究中海棠杂交不亲和的主要原因。关键词:观赏海棠;花粉育性;柱头可授性;花粉管;杂交亲和性中图分类号:S 6 8 5文献标志码:AS t u d y o n t h e C r o s s C o m p a t i b i l i t y a n d P a r e n t S e l e c t i o n a m o n g O r n a m e n t a l C r a b a p p l e C u l t i v a r sWE I Z i q i u1,P E NG Y e2,L I F e n g x i a2,D I C h a n g y i1,Z HANG W a n g x i a n g1*(1 C o l l e g e o f F o r e s t r y,N a n j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y,N a n j i n g 2 1 0 0 3 7,C h i n a;2 C o l l e g e o f B i o l o g y a n d E n v i r o n m e n t,N a n j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y,N a n j i n g 2 1 0 0 3 7,C h i n a)A b s t r a c t:S e l e c t i n g e x c e l l e n t p a r e n t s a n d c r o s s c o m b i n a t i o n s,d e t e r m i n i n g t h e o p t i m a l p o l l i n a t i o n p e r i o d a n d e x p l o r i n g t h e c r o s s c o m p a t i b i l i t y a m o n g o r n a m e n t a l c r a b a p p l e c u l t i v a r s a r e v a l u a b l e t o p r o v i d e r e f e r-e n c e s f o r t h e b r e e d i n g o f n e w c u l t i v a r s.I n t h i s s t u d y,1 5 c r a b a p p l e c u l t i v a r s w i t h d i f f e r e n t o r n a m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c s w e r e s e l e c t e d,t h e p o l l e n v i a b i l i t y a n d a n t h e r p o l l e n q u a n t i t y w e r e d e t e r m i n e d b y i n v i t r o c u l t u r e m e t h o d a n d s u s p e n s i o n m e t h o d,r e s p e c t i v e l y.T h e n t h e i r m a l e f e r t i l i t y w a s e v a l u a t e d.T h e s t i g m a r e c e p t i v i t y a t d i f f e r e n t d a y s w a s d e t e r m i n e d b y b e n z i d i n e-h y d r o g e n p e r o x i d e m e t h o d,t h e g r o w t h a n d f e r t i-l i z a t i o n o f p o l l e n t u b e s a f t e r p o l l i n a t i o n w e r e o b s e r v e d b y f l u o r e s c e n c e m i c r o s c o p y,a n d t h e f r u i t s e t t i n g o f 5 c r o s s c o m b i n a t i o n s w e r e s t u d i e d b y a r t i f i c i a l c o n t r o l l e d p o l l i n a t i o n.T h e r e s u l t s w e r e a s f o l l o w s,(1)t h e m a l e f e r t i l i t y o f 1 5 c u l t i v a r s c o u l d b e d i v i d e d i n t o 4 t y p e s:M a l e s t e r i l e,l o w f e r t i l i t y,m e d i u m f e r t i l i t y a n d h i g h f e r t i l i t y a c c o r d i n g t o t h e p o l l e n v i a b i l i t y.Am o n g t h e m,6 c u l t i v a r s s u c h a s I n d i a n S u mm e r a n d W i n t e r R e d w e r e h i g h q u a l i t y m a l e p a r e n t s.(2)T h e s t i g m a r e c e p t i v i t y s h o w e d a l a w o f“w e a k-s t r o n g-w e a k”f r o m 1 d a y b e f o r e f l o w e r i n g t o 6 t h d a y a f t e r f l o w e r i n g,a n d t h e 3 r d d a y w a s t h e o p t i m a l p o l l i n a t i o n p e r i o d.(3)T h e p o l l e n b e g a n t o g e r m i n a t e a t 4-8 h a n d f e r t i l i z e d a t 4 8-9 6 h a f t e r p o l l i n a t i o n.(4)T h e r e w a s a s i g n i f i c a n t p o s i t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n p o l l e n f e r t i l i t y,s t i g m a r e c e p t i v i t y a n d f r u i t s e t t i n g r a t e a n d s e e d p l u m p n e s s r a t e.B e s i d e s,t h e p e a k p e r i o d o f f r u i t d r o p w a s w i t h i n 2 m o n t h s a f t e r p o l l i n a t i o n,t h e n t h e f r u i t s e t t i n g r a t e t e n d e d t o b e s t a b l e.W i n t e r R e d I n d i a n S u mm e r a n d S t r a w b e r r y J e l l y I n d i a n S u mm e r w e r e h i g h f r u i t i n g r a t e c r o s s c o m b i n a t i o n s.T h e s e r e s u l t s s h o w t h a t o r n a m e n t a l c r a b a p p l e i s d i-c h o g a m o u s,p a r e n t s w i t h h i g h f e r t i l i t y a r e t h e k e y t o t h e s u c c e s s o f c r o s s,a n d t h e m a i n r e a s o n f o r t h e i n-c o m p a t i b i l i t y o f c r a b a p p l e i s p o s t-f e r t i l i z a t i o n d i s o r d e r i n t h i s s t u d y.K e y w o r d s:o r n a m e n t a l c r a b a p p l e;p o l l e n f e r t i l i t y;s t i g m a r e c e p t i v i t y;p o l l e n t u b e;c r o s s c o m p a t i b i l i t y 观赏海棠(M a l u s s p p.)主要包括蔷薇科(R o s a-c e a e)苹果属(M a l u s)中果 径 5 c m的 一 类 植物1。观赏海棠在中国有悠久的栽培历史,被广泛应用于园林绿化中,是集观花、观果、观叶、观形为一体的优良观赏植物。苹果属植物大多存在自交不亲和现象,这是植物避免自交衰退,促使异交产生杂种,增强后代活力,促进物种的遗传多样性的重要遗传机制2。观赏海棠属于配子体自交不亲和类型,受具有复等位基因的S基因位点的控制3,因此观赏海棠的种质创新主要依赖于开放授粉选育和少量的非定向杂交育种。中国具有丰富的海棠原种资源,与此不匹配的是,观赏海棠的新品种选育工作起步较晚,早期主要依赖于欧美进口。近年来,国内观赏海棠育种工作受到重视,江苏省扬州市的国家海棠种质基因库通过引进,自主选育,海棠原种和品种十分丰富。目前,全世界人工培育的观赏海棠栽培品种已达1 0 0 0多个4。大部分观赏海棠的品种是通过实生选择培育获得,亲缘关系较复杂,尤其父本来源及其性状特征不明确,增加了优质新品种的培育周期。目前,关于海棠的生殖特性和育种方面的研究仍然集中于报道不同品种的花粉活力5-6、花粉贮藏特性7以及品种间授粉方式对坐果和果实品质的影响8-9等方面,但有关海棠花粉育性的等级评价、柱头可授性、最佳可授时期、授粉后花粉管的生长及受精时间的确定,花粉育性与柱头可授性对杂交亲和性的影响,以及品种间杂交后的坐果率动态分析等鲜见报道。明确观赏海棠的生殖特性,探明其杂交亲和性的强弱,有利于新品种的人工定向选育,提高育种效率。本研究选择1 5个具不同观赏特性的海棠品种,主要研究了花粉育性、柱头可授性、授粉后的花粉管行为及坐果规律,以期为观赏海棠培育筛选出优良亲本,并确定最佳的授粉时间和杂交组合,为海棠园圃品种配置,后续新品种培育过程中优质亲本的选择和控制授粉等工作的开展提供依据。1 材料和方法1.1 试验地概况与试验材料试验地位于江苏省扬州市江都区仙女镇(3 2 2 5 3 9 N,1 1 9 3 3 2 0 E)的国家海棠种质基因库,年平均气温约1 4.9,年均降雨量约1 0 0 0 mm,无霜期约3 2 0 d;试验地地势平坦,土壤肥沃,灌排条件良好。试验材料为1 5个观赏海棠品种,树龄1 21 5年,生长状况良好。供试海棠品种名称及主要观赏特性见表1。表1 供试观赏海棠品种名称及主要观赏特性T a b l e 1 T h e c u l t i v a r n a m e a n d m a i n o r n a m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c s o f o r n a m e n t a l c r a b a p p l e c u l t i v a r s品种名称C u l t i v a r n a m e花型F l o w e r t y p e花色F l o w e r c o l o r果色(成熟时)F r u i t c o l o r(A t m a t u r i t y)芭蕾舞M.B a l l e t重瓣D o u b l e粉红色P i n k黄色Y e l l o w金丰收M.H a r v e s t G o l d单瓣S i n g l e白色Wh i t e金黄色G o l d e n白兰地M.B r a n d y w i n e重瓣D o u b l e粉红色P i n k黄色Y e l l o w时光秀M.S h o w T i m e单瓣S i n g l e紫红色P u r p l e红色R e d春之韵M.S p r i n g S e n s a t i o n单瓣S i n g l e白色Wh i t e红色R e d龙游路易莎M.L o u i s a C o n t o r t单瓣S i n g l e粉白色Wh i t e p i n k红色R e d红玉M.R e d J a d e单瓣S i n g l e粉白色Wh i t e p i n k红色R e d冬红M.W i n t e r R e d单瓣S i n g l e白色Wh i t e红色R e d凯尔斯M.K e l s e y重瓣D o u b l e紫红色P u r p l e红色R e d火鸟M.F i r e b i r d单瓣S i n g l e白色Wh i t e红色R e d高原玫瑰M.P r a i r i e R o s e重瓣D o u b l e粉红色P i n k无果实F r u i t l e s s金雨滴M.G o l d e n R a i n d r o p单瓣S i n g l e白色Wh i t e金黄色G o l d e n草莓果冻M.S t r a w b e r r y J e l l y单瓣S i n g l e红色R e d红色R e d千层金M.Q i a n C e n g J i n单瓣S i n g l e白色Wh i t e红色R e d高原红M.P r a i r i f i r e单瓣S i n g l e紫红色P u r p l e红色R e d11911 1期 魏子秋,等:观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择1.2 试验方法1.2.1 花粉活力和花粉含量测定2 0 2 2年3月底开始,于各品种盛花期的晴天上午8:0 0采集处于气球期的花蕾。花粉活力测定参照赵纪伟等1 0的方法并略作修改,培养基为:蔗糖1 0 0 g/L+硼酸2 0 0 m g/L+硝酸钙4 0 0 m g/L,p H 5.8,培养时间改为4 h。单花药花粉含量测定方法参照杜洋文等1 1的方法,每个品种观察1 0滴悬浮液,设3次重复。花药的花粉量(粒/花药)=每滴悬浮液中平均花粉粒数1 0 0 0/1 0。1.2.2 柱头可授性测定采用联苯胺-过氧化氢法测定各品种花期内(开花前1 d至开花第6天)的柱头可授性。每个品种每天随机采集开放程度一致的3朵花,将柱头取下浸泡在联苯胺-过氧化氢溶液中1 m i n后用O l y m-p u s B X-5 1显微镜拍照,设3次重复。根据柱头产生的气泡直径大小进行相应赋值(图1),气泡直径05 0 m赋值为1;5 01 0 0 m为2;1 0 01 5 0 m为3;1 5 02 0 0 m为4;2 0 0 m为5。统计开花不同时期的每个柱头产生各直径气泡的数量,计算出得分。1.2.3 控制授粉及坐果率统计选择 芭蕾舞 凯尔斯、凯尔斯 芭蕾舞、红玉 龙游路易莎、冬红 印第安之夏,草莓果冻 印第安之夏5个杂交组合。在各母本盛花期,选出开花前1 d的花蕾,每个花序仅留中心花,做好挂牌标记,分别进行以下不同处理:(1)去雄、套袋:选取5 0朵花去雄、套袋,检测无融合生殖能力;(2)人工杂交授粉:选取5 0朵花去雄、套袋,第2天进行人工授粉。授粉后1 5 d统计初始坐果率,至果实成熟期每隔1 5 d统计1次各处理的坐果数。AG.分别为开花第06天的柱头。图1 金丰收 柱头可授性A-G.T h e s t i g m a s o n t h e 0 t o 6 t h d a y o f f l o w e r i n g.F i g.1 S t i g m a r e c e p t i v i t y o f M.H a r v e s t G o l d1.2.4 授粉后花粉管行为的荧光显微观察在上述杂交组合授粉后4,8,1 2,2 4,4 8,7 2,9 6,1 2 0,1 4 4 h,每个时期至少采集3个母本的雌蕊,用 F AA固定液(7 0%酒精冰醋酸3 8%甲醛=9 055)于4 冰箱内保存。参照薛志霞等1 2的方法处理雌蕊,在N i k o n E c l i p s e 5 0 i荧光显微镜紫外光波段下观察杂交后花粉管在柱头和花柱中的行为并进行拍照,设3次重复。1.3 数据处理利用I BM S P S S 2 6对花粉萌发率和花粉量,柱头可授性数据进行方差分析,分别对父本花粉萌发率和母本柱头可授性与结实指标间进行相关性分析;利用O r i g i n 2 0 2 1绘制柱头可授性柱状图和坐果率点线图。2 结果与分析2.1 1 5个海棠品种的花粉育性评价试验结果表明,多数品种的花粉萌发率和花药花粉含量有显著差异(表2)。1 5个海棠品种的花粉萌发率均值为5 4.3 4%,萌发率最高是 时光秀 为8 8.9 8%;花 粉 量 最 高 的 品 种 是 高 原 玫 瑰,达2 4 3 8 0粒/花药,而 草莓果冻 的成熟花药中未观察到花粉。依据花粉萌发率,可将供试品种划为4类:(1)雄性不育型,特征是花粉萌发率1 0%以下,花粉量极少或无,包括 火鸟、春之韵 和 草莓果冻3个品种,均不适宜作为父本。(2)雄性育性较低型,特征是花粉萌发率1 0.1%4 0%,花粉量低,仅有 芭蕾舞1个品种。(3)雄性育性中等型,特征是花粉萌发率4 0.1%7 0%,包括花粉量极高的 白兰地 和中等的 红玉 等5个品种。(4)雄性育性优质型,特征是花粉萌发率7 0.1%以上,包括 时光秀、印第安之夏、冬红 等6个品种,但它们的花粉量差异显著,花粉萌发率高,可为优质父本,占供试品种的4 0%。2191西 北 植 物 学 报 4 3卷表2 1 5个海棠品种花粉萌发率和花药含粉量T a b l e 2 T h e p o l l e n g e r m i n a t i o n r a t e a n d a n t h e r p o l l e n q u a n t i t y o f 1 5 c r a b a p p l e c u l t i v a r s品种名称C u l t i v a r n a m e花粉萌发率/%P o l l e n g e r m i n a t i o n r a t e花药含粉量/粒a n t h e r p o l l e n q u a n t i t y芭蕾舞 M.B a l l e t3 2.9 32.0 7 h3 6 9 73 3 6 i金丰收 M.H a r v e s t G o l d8 4.1 21.4 6 b8 8 6 73 7 4 c白兰地 M.B r a n d y w i n e4 6.0 92.3 3 g2 0 0 2 37 3 8 b时光秀 M.S h o w T i m e8 8.9 81.0 4 a3 2 4 72 6 1 j春之韵 M.S p r i n g S e n s a t i o n8.8 61.1 0 i3 3 1 73 2 3 j龙游路易莎 M.L o u i s a C o n t o r t6 9.8 41.3 6 d6 6 8 72 6 6 f红玉 M.R e d J a d e5 8.5 21.2 6 f6 2 4 73 4 1 g冬红 M.W i n t e r R e d7 8.0 16.4 6 b c5 2 1 72 6 9 h凯尔斯 M.K e l s e y4 7.7 22.9 3 g8 0 3 73 0 2 d火鸟 M.F i r e b i r d0.4 10.1 1 j2 7 0 73 0 0 k高原玫瑰 M.P r a i r i e R o s e7 4.3 71.9 3 c2 4 3 8 05 3 5 a金雨滴 M.G o l d e n R a i n d r o p7 3.6 31.9 1 c3 8 1 72 1 5 i草莓果冻 M.S t r a w b e r r y J e l l y-0印第安之夏 M.I n d i a n S u mm e r8 7.9 83.1 1 a7 5 4 32 9 9 e高原红 M.P r a i r i f i r e6 3.6 72.6 3 e3 7 7 33 6 8 h注:数值为平均值标准差,塔姆黑尼法多重比较检验,同列不同小写字母表示品种间在0.0 5水平存在显著性差异(P0.0 5)。N o t e:T h e v a l u e i s t h e a v e r a g e s t a n d a r d d e v i a t i o n.P v a l u e o f s i g n i f i-c a n c e w a s e s t i m a t e d b y T a m h a n e s,t h e d i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n s a m e c o l-u m n i n d i c a t e t h e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e a m o n g d i f f e r e n t c u l t i v a r s a t 5%l e v e l.2.2 1 5个海棠品种花期不同阶段的柱头可授性差异分析 从检测结果(图2)来看,所有品种在开花前1 d(第0天)的柱头可授性最低,均在3 0以下,且与其他时期达到极显著差异(P0.0 1);开花第3天时的柱头可授性最强,在3 56 1之间,与其他时期也达极显著差异(P0.0 1),而开花的第24天内大都能维持在较高水平。从数据来看,草莓果冻、白兰地 的柱头可授性各时期均优于其他品种,是优质母本;而 冬红 的柱头可授性峰值虽较高,但持续时间仅1 d,应注意把握授粉时机。从大蕾到末花阶段,各品种柱头可授性均呈现“弱强弱”的规律性变化。开花前1 d柱头可授性极低,可能与柱头表面细胞的生理功能尚未成熟有关,到第3天其柱头接受并促使花粉萌发的生理功能才完全成熟;而花粉活力测定试验发现,花粉在大蕾期已完全成熟,开花当天花药即开裂,花粉完全散出,这暗示了同花的花粉在同柱头萌发的可能性极低,推测海棠可能通过雌雄异熟避免自交,以进一步保证异交成功。邓肯法多重比较,不同大、小写字母分别表示同一品种不同开花时期1%、5%水平下的差异显著性。图2 1 5个海棠品种的柱头可授性P v a l u e o f s i g n i f i c a n c e w a s e s t i m a t e d b y D u n c a n s,d i f f e r e n t c a p i t a l a n d n o r m a l l e t t e r s r e p r e s e n t d i f f e r e n t f l o w e r i n g p e r i o d s o f t h e s a m e c u l t i v a r s s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e a t 1%a n d 5%l e v e l s,r e s p e c t i v e l y.F i g.2 S t i g m a r e c e p t i v i t y o f 1 5 c r a b a p p l e c u l t i v a r s2.3 授粉后花粉管生长动态变化荧光观察授粉4 h后,柱头分泌层细胞排列紧密,乳突之间的间隙较小。各母本柱头仅粘附极少量花粉,除 红玉 外,其他母本柱头均有少量花粉萌发。其中,草莓果冻 柱头上的花粉管穿过柱头,其他母本柱头的花粉管在柱头表面尚未进入(图3,A 1-E 1)。授粉后8 h,柱头花粉粘附量和萌发量增多,红玉 柱头花粉开始萌发,但在柱头表面未进入;其他母本柱头的花粉管穿过柱头向下生长,长度在5 0 0 m以内(图3,A 2-E 2)。31911 1期 魏子秋,等:观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择A.芭蕾舞;B.凯尔斯;C.红玉;D.冬红;E.草莓果冻,箭头为花粉管到达处,下同。1-4、6、8分别为授粉后4,8,1 2,2 4,4 8,7 2 h的柱头,5、7、9、1 0分别为授粉后2 4,4 8,7 2,9 6 h的花柱,A 1 1-D 1 1、A 1 2-D 1 2分别为授粉后7 2,9 6 h的子房,E 1 1、E 1 2为授粉后4 8,7 2 h的子房。1-1 0.2 0 0,标尺为1 0 0 m;1 1-1 2.4 0,标尺为5 0 0 m。图3 授粉后雌蕊局部花粉管生长的荧光显微观察A.B a l l e t;B.K e l s e y;C.R e d J a d e;D.W i n t e r R e d;E.S t r a w b e r r y J e l l y.T h e a r r o w i s t h e p l a c e w h e r e t h e p o l l e n t u b e a r r i v e s,t h e s a m e b e l o w.1-4,6,8 w e r e s t i g m a s a t 4,8,1 2,2 4,4 8,7 2 h a f t e r p o l l i n a t i o n;5,7,9,1 0 w e r e s t y l e s a t 2 4,4 8,7 2,9 6 h a f t e r p o l l i n a t i o n,r e s p e c t i v e l y,A 1 1-D 1 1 a n d A 1 2-D 1 2 w e r e o v a r i e s a t 7 2,9 6 h a f t e r p o l l i n a t i o n,E 1 1 a n d E 1 2 w e r e o v a r i e s a t 4 8,7 2 h a f t e r p o l l i n a t i o n,r e s p e c t i v e l y.1-1 0.2 0 0,b a r i s 1 0 0 m;1 1-1 2.4 0,b a r i s 5 0 0 m.F i g.3 F l u o r e s c e n c e m i c r o s c o p i c o b s e r v a t i o n o n t h e g r o w t h o f l o c a l p o l l e n t u b e s i n p i s t i l s a f t e r p o l l i n a t i o n 授粉后1 2 h,柱头分泌细胞间隙逐渐增大,芭蕾舞、凯尔斯、草莓果冻 柱头花粉大量萌发,花粉管中有胼胝质填充(图3,A 3-E 3)。授粉2 4 h后,柱头分泌层的细胞排列疏松,红玉、冬红 柱头的花粉也大量萌发(图3,C 4-D 4),芭蕾舞、凯尔斯、红玉、冬红、草莓果冻 中的花粉管分别到4191西 北 植 物 学 报 4 3卷达花柱的1/5、1/3、1/6、1/4、1/3处(图4,A 1-D 1,图3,A 5-E 5)。授粉4 8 h后,芭蕾舞、凯尔斯、红玉、冬红 花柱中花粉管到达花柱1/2,3/5、1/2、1/3处,草莓果冻 中少量花粉管已穿过花柱基部(图4,A 2-E 2;图3,A 7-E 7),到达子房室上方,但尚未进入胚珠(图3,E 1 1)。授粉7 2 h后,草莓果冻的胚珠已有数条花粉管穿过(图3,E 1 2),其余母本中均有少量花粉管到达花粉管基部,但除 冬红 子房室上方有少量花粉管外,均未见花粉管(图3,A 1 1-D 1 1)。授粉9 6 h后,各母本花柱基部的花粉管数量明显增多(图3,A 1 0-E 1 0),且均有花粉管进入胚珠(图3,A 1 2-D 1 2)。结果表明 草莓果冻 印第安之夏 完成受精的时间为4 87 2 h,其余4个组合完成受精的时间为7 29 6 h,各组合均不存在明显的受精前障碍。1-4.分别为授粉后2 4,4 8,7 2,9 6 h的花柱。图4 授粉后花柱中花粉管生长的荧光显微观察1-4.T h e s t y l e s w e r e 2 4,4 8,7 2,9 6 h a f t e r p o l l i n a t i o n,r e s p e c t i v e l y.4 0,b a r i s 5 0 0 m.F i g.4 F l u o r e s c e n c e m i c r o s c o p i c o b s e r v a t i o n o n t h e g r o w t h o f p o l l e n t u b e s i n s t y l e s a f t e r p o l l i n a t i o n51911 1期 魏子秋,等:观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择2.4 授粉后坐果动态变化的比较分析由5个月的坐果率统计结果来看,5个母本中只有 草莓果冻 存在无融合生殖现象,无融合生殖率为8 0%(图5,A),低于杂交的9 2%(图5,B)。且荧光观察发现,草莓果冻 能完成有性生殖,为兼性无融合生殖类型。5个杂交组合中,冬红 印第安之夏,草莓果冻 印第安之夏 的初始坐果率均超过9 0%,前者更达9 8%,且 冬红 的坐果率较稳定,最终仍达8 8%(图5,B)。各杂交组合坐果后的1.5个月(授粉后2个月)内是落果集中期,之后除 红玉 外,坐果率较稳定,仅陆续有少量落果(图5,B)。根据花粉活力和柱头可授性检测的结果结合坐果率的动态变化看,冬红 为优质杂交亲本,其花粉育性及柱头可授性均较高,是雌雄育性均优质的品种,其与 印第安之夏 杂交后坐果率高,单果种子数也远高于其他组合(表3),种子饱满率达7 0.0 3%,亲和性最高。红玉 龙游路易莎 初始坐果率虽较高,但其存在2次落果高峰期,最终坐果率、单果种子数、种子饱满率也不高(图5,B和表3),亲和性一般。芭蕾舞 凯尔斯 的正反交坐果率及单果种子数、种子饱满率等结实指标均较低(图5,B和表3),且 凯尔斯 的果实2.5个月后已完全掉落。而荧光观察表明两组合能够完成受精,表明杂交不亲和是受精后障碍所致。相关性分析(表4)表明,父本的花粉萌发率与初始坐果率、种子饱满率间存在极显著正相关性(P0.0 1),与最终坐果率间存在显著正相关性(P0.0 5);柱头可授性与初始坐果率、最终坐果率、种子饱满率间均存在显著正相关性(P0.0 5);坐果率与种子 饱 满 率 之 间 存 在 极 显 著 正 相 关 性(P0.0 1)。柱头可授性与结实指标间的相关性不及花粉萌发率,原因可能是结实主要受果实发育影响,而不仅取决于柱头可授性,而花粉活力则影响精细胞能否进入胚珠与卵细胞进行受精。图5 控制授粉下的坐果数动态变化F i g.5 D y n a m i c c h a n g e s o f f r u i t s e t t i n g n u m b e r u n d e r c o n t r o l l e d p o l l i n a t i o n表3 各杂交组合的结实情况T a b l e 3 T h e s e e d s e t t i n g o f e a c h c r o s s c o m b i n a t i o n杂交组合C r o s s c o m b i n a t i o n种子总数T o t a l s e e d n u m b e r单果种子数N u m b e r o f s e e d s p e r f r u i t饱满种子数N u m b e r o f p l u m p s e e d s种子饱满率/%S e e d p l u m p n e s s r a t e 芭蕾舞 凯尔斯B a l l e t K e l s e y1 72.142 3.5 3 凯尔斯 芭蕾舞K e l s e yB a l l e t0-0-红玉 龙游路易莎R e d J a d e L o u