李佐　肖文芳　陳和明　尤毅　呂復(fù)兵

摘 要 以中小型-黃底紅紫斑紋-蠟質(zhì)花品種Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹）為母本，大花型-純白無斑紋-紙質(zhì)花品種Phal. 316為父本進行常規(guī)雜交，對其F1代群體的性狀分離進行研究。結(jié)果表明：F1代群體根據(jù)花部性狀特點分為11個類群（Group 01～Group 11），17個數(shù)量性狀介于雙親之間或低于雙親或高于雙親，表現(xiàn)為中親優(yōu)勢或正向超親優(yōu)勢或負向優(yōu)勢；雜交后代在花色、斑紋、花朵質(zhì)地、唇瓣須狀物、株高等方面都發(fā)生了明顯的性狀分離，今后可以此為基礎(chǔ)進行優(yōu)良單株或株系的篩選，并為部分花部性狀的定向育種提供參考。

關(guān)鍵詞 蝴蝶蘭；雜交F1代；性狀分離

中圖分類號 S682.31 文獻標(biāo)識碼 A

蝴蝶蘭（Phalaenopsis），因其花型奇特，花色多變，花期長，生長勢強，既可作盆花也可作切花銷售，具有極高的觀賞與經(jīng)濟價值，是目前國內(nèi)及國際最流行的的蘭花品種[1-3]。目前，市面流行的蝴蝶蘭優(yōu)良品種大多來自于臺灣育種公司[4-5]。隨著我國對蝴蝶蘭育種重視程度的提高，近幾年，國內(nèi)科研單位如廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所、中國科學(xué)院華南植物園、汕頭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所等相繼培育出一些通過廣東省農(nóng)作物新品種審定的蝴蝶蘭新品種[6-9]，并有部分新品種在RHS上進行了國際登陸，展現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢，然而育出的新品種數(shù)量還很少，市場競爭力仍然較差。

蝴蝶蘭花色種類極為豐富，花斑的表現(xiàn)形式變化多樣，值得關(guān)注的是花斑并不是呈現(xiàn)出均一的不同飽和度的暈色或陰影狀，而是呈現(xiàn)為離散型的斑點、條紋或斑塊狀[10]，因此蝴蝶蘭是開展植物花色、花斑遺傳規(guī)律研究的極好材料，然而對這方面的遺傳學(xué)和生物化學(xué)的研究卻很少。現(xiàn)今對蝴蝶蘭花色的研究主要集中在花色素成分的測定和與花色素生物合成途徑中相關(guān)基因的研究，目前已發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭4種主要的?；ㄇ嗨豙11]，還發(fā)現(xiàn)通過克隆類黃酮生物合成途徑相關(guān)基因并利用基因工程技術(shù)可改變蝴蝶蘭的花色[12]，在其他觀賞花卉如向日葵的花色多樣性的研究中發(fā)現(xiàn)[13]，花色會隨著花青素總含量的增加而變暗，同時花青素苷的含量和種類上的差別使得向日葵形成了豐富的花色變異，該研究結(jié)果可為今后蝴蝶蘭花色生化途徑方面的研究提供思路和對比參考。然而目前對于蝴蝶蘭花斑形成機理的研究報道非常少，對其他物種的研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致花部彩斑形成的原因主要有以下三種[14]：（1）易變基因的體細胞突變是形成花瓣不規(guī)則彩斑的主要原因，如煙草[15]、金魚草[16]等；（2）轉(zhuǎn)座子引起的基因不穩(wěn)定表達和分布而形成的彩斑，如大花牽牛的Tpn1[17]、金魚草的Tam1[18]等；（3）嵌合體導(dǎo)致的植物花瓣彩斑，如天竺葵花瓣上的紅色斑點[19]、非洲紫羅蘭的花斑是一種周緣嵌合體[20]等。對于蝴蝶蘭的花斑形成的原因并未有研究和歸類，目前相關(guān)的報道只能認定蝴蝶蘭花色素的調(diào)控已經(jīng)細化到不同花器官的特定細胞中，而類黃酮合成相關(guān)基因的特異表達可能僅僅是花色素復(fù)雜調(diào)控機制的初始步驟[21]。

關(guān)于蝴蝶蘭遺傳育種繁殖方面的研究主要集中在快繁技術(shù)、種質(zhì)資源、基因育種等方面[22]。而蝴蝶蘭雜交后代性狀分離相關(guān)的研究報道較少[23-25]。本研究對蝴蝶蘭Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹）× Phal. 316 雜交F1代性狀分離特性進行了觀測研究，可為今后雜交育種中性狀（尤其是花部性狀）的早期定向選擇提供一定的參考，有效地提高育種效率。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為廣東省名優(yōu)花卉種質(zhì)資源圃的一個雜交組合后代群體。父本（♂）：Phal. 316，株型高大，純白色大花，無斑紋，花瓣薄紙質(zhì)，唇瓣主色為黃色和白色，唇瓣上具長須；母本（♀）：Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹），株型矮小，黃色中花，具紫紅色斑塊，花瓣厚蠟質(zhì)，唇瓣主色為橘色和紫色，唇瓣上無須，于2007年7月10日，在英國皇家園藝學(xué)會登陸；并于2010年通過廣東省農(nóng)作物品種委員會審定。

1.2 方法

2009年2月進行授粉雜交，同年7月獲得雜交果莢進行無菌播種與培養(yǎng)，2010年1月出瓶種植F1代群體1 000株（單株種植于直徑5 cm的軟盆中），之后2011年3～5月F1代群體首次開花（單株種植于直徑8 cm的軟盆中）。從F1代群體中隨機挑選505株，連續(xù)兩年的3～5月進行該群體分離比率和重要農(nóng)藝及觀賞性狀調(diào)查、測量、記錄并拍照，具體測量數(shù)量性狀17個，包括：株高、株幅、葉長、葉寬、葉厚、葉片數(shù)目、花枝長、花梗直徑、花朵數(shù)、花瓣長、花瓣寬、花瓣厚、唇瓣長、唇瓣寬、須長度，花縱徑、花橫徑；調(diào)查記錄質(zhì)量性狀6個，包括：花瓣底色、花瓣紋案類型、花瓣紋案顏色、唇瓣主色、花瓣質(zhì)地、須狀物有無。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用英國皇家園藝協(xié)會RHS標(biāo)準(zhǔn)比色卡進行花部性狀顏色的判定；采用Excel軟件計算各性狀平均值、偏差、變幅、變異系數(shù)，并繪制變異系數(shù)比較分析柱狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜交F1代群體分離比率

根據(jù)花部性狀特征，Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford× Phal. 316 雜交F1代基本分離為11大組群，連續(xù)編號從Group 01至Group 11。除了Group 11花瓣為純淡黃色無斑紋之外，其余10個組群，均呈現(xiàn)斑紋性狀對應(yīng)分離的顯著特征，即奇數(shù)組群Group 01、Group 03、Group 05、Group 07、Group 09與偶數(shù)組群Group 02、Group 04、Group 06、Group 08、Group10，按編號順序分別兩兩相對，其中相對組群的斑紋類型相同，而花瓣底色與唇瓣顏色有所分離，奇數(shù)組群花瓣底色均為白色，而偶數(shù)組群花瓣底色均為淡黃色，具體花部特征分離情況詳見表1描述。雜交F1代各組群植株數(shù)量及所占總?cè)后w（505株）的比例值見表1所示，按所占比例值大小排列如下：Group 09>Group10>Group 05>Group 06>Group 03>Group 04>Group 01>Group 02>Group 07>Group 08>Group 11，結(jié)果表明花瓣底色為白色的組群比例均略高于黃色。

2.2 雜交F1代花部性狀分離特征

2.2.1 雜交F1代花色 母本和父本花色分別為黃色帶紫紅色斑塊和純白色，雜交后代花瓣底色白色占53.66%，黃色占46.34%，說明雜交后代的花色底色整體遺傳了雙親的花色，但黃色均淺于母本；由于父本沒有紋案，雜交后代紋案色（99.6%）幾乎全遺傳母本的紫紅色，但紫紅色的深淺有些差別，僅有兩株（Group 11）遺傳父本無紋案為純色花，但花色為淺于母本底色的淡黃色，雜交后代中未出現(xiàn)雙親之外的顏色，也未出現(xiàn)底色與斑塊色相互對調(diào)的現(xiàn)象（具體花色差別詳見表1比色卡編號）。

2.2.2 雜交F1代花瓣紋案特征 母本花瓣有大面積斑塊，父本花瓣無斑紋，雜交后代幾乎全部遺傳母本具斑紋的特性，花瓣無斑紋的植株僅兩株（占0.4%），其余99.6%的植株都具有斑紋，但斑紋大小及形狀有變化，有細小斑點、線條狀斑紋、中等大小圓斑和大面積斑塊，其中大面積斑塊類型Group 09與Group 10所占比例最高（共占30.9%）。

2.2.3 雜交F1代唇瓣主色 母本和父本的唇瓣主色（包括前端瓣和側(cè)瓣）分別為橘色/紫色和黃色/白色，由于雙親的唇瓣色都呈現(xiàn)拼接和融合的分布特點，顏色表現(xiàn)比較復(fù)雜，兩者雜交后代唇瓣色結(jié)合了雙親特性，其中Group 01、Group 02、Group 03、Group 04、Group 07、Group 08的唇瓣顏色及組合方式更接近母本，而Group 05、Group 06、Group 09、Group10、Group11的唇瓣顏色中含白色且顏色的組合方式更接近于父本，但所有組群的唇瓣顏色在深淺及色帶寬窄上都有所變化（唇瓣主色按唇瓣前端瓣往側(cè)瓣方向順序排列）。

2.2.4 其他花部性狀特征 母本花瓣厚蠟質(zhì)且觸感光滑，父本花瓣薄紙質(zhì)光滑，雜交后代花瓣厚度均介于雙親之間；斑塊大的組群Group 09和Group 10花瓣呈現(xiàn)蠟質(zhì)，但厚度較母本薄，觸感表現(xiàn)為粗糙，而其余組群呈現(xiàn)介于雙親的肉質(zhì)，觸感光滑。

母本唇瓣上無須狀物，父本唇瓣具長須狀物，雜交后代唇瓣均具有須狀物，完全遺傳了父本特性，但須均短于父本。

2.3 雜交F1代群體數(shù)量性狀分離變異

親本及雜交F1代11個組群數(shù)量性狀的平均值、偏差、變異幅度和變異系數(shù)見表2。結(jié)果表明，雜交后代組群性狀介于雙親之間或低于雙親或高于雙親，表現(xiàn)為中親優(yōu)勢或正向超親優(yōu)勢或負向優(yōu)勢。株高變幅5.4～21.2 cm，介于或高于或低于雙親；株幅21.5～35.9 cm，介于或低于雙親；葉長12.1～22.4 cm，介于或低于雙親；葉寬5.0～10.1 cm，介于或高于或低于雙親；葉厚1.4～3.8 mm，介于或高于或低于雙親；葉片數(shù)目3.0～8.0片，介于或低于雙親；花枝長25.0～65.9 cm，介于或低于雙親；花梗直徑3.0～6.1 mm，介于或高于或低于雙親；花朵數(shù)3.0～8.0朵，低于雙親；花瓣長2.6～5.2 cm，介于或低于雙親；花瓣寬3.2～5.3 cm，介于或高于雙親；花瓣厚0.6～1.4 mm，介于或高于雙親；唇瓣長3.4～4.6 cm，介于或低于雙親；唇瓣寬1.6～2.6 cm，介于或高于雙親；須長度0.6～1.7 cm，介于或高于雙親；花縱徑5.2～9.8 cm，介于或低于雙親；花橫徑6.0～11.1 cm，介于或低于雙親。

從變異系數(shù)來看，排在前3位的性狀是須長>株高>花朵數(shù)，依次為25.2%、23.5%、16.7%，表明F1代在須長、株高、花朵數(shù)方面比雙親有更大的變異。其中分別對比分析花部性狀和植株及葉片性狀的變異系數(shù)花部性狀方面須長變異最大（25.2%），介于或高于雙親，雜交后代的唇瓣都具有須，完全遺傳父本特性（母本無須），但須的長度均短于父本須長；花朵數(shù)變異次之，為16.7%，花朵數(shù)3～8朵，均低于雙親，表明F1代在花朵數(shù)量表現(xiàn)為負向優(yōu)勢；唇瓣長度變異最小，為4.7%，表明無論雜交后代花朵大小數(shù)量如何變化，唇瓣長度變化都不大；從植株及葉片性狀變異來看，株高和葉數(shù)變異較大，為23.5%和16.1%，其余性狀變異都較小。

3 討論與結(jié)論

經(jīng)濟作物的重要農(nóng)藝及觀賞性狀的分離變異規(guī)律研究，可為雜交育種中性狀的早期定向選擇提供基礎(chǔ)，有效地提高育種效率。蝴蝶蘭的主要觀賞價值在花上，花朵性狀的分離規(guī)律是其雜交育種中最為重要的研究方向。尤其是花色及花斑的變化，是培育具自主知識產(chǎn)權(quán)新品種最重要的育種目標(biāo)之一。盡管國外對觀賞花卉花色花斑遺傳研究較多，但作為種子公司的專利技術(shù)及商業(yè)秘密很少公開發(fā)表。

蝴蝶蘭雜交育種過程中，對親本花色及斑紋遺傳表現(xiàn)的充分了解，可有目的地選擇合適親本，提高定向育種效率，如采用P. Venosa作為親本，底色為顯性遺傳，不褪色，而雜交后代的斑紋與花型受到另一親本的控制[5]。由于地域文化的差異，我國市場上紅花蝴蝶蘭較白花蝴蝶蘭更流行，P. Brother Purple、P. George Vasquez等都是非常重要的紅花親本，而白花雜交種常作為粉色花或白花紅唇雜交種的親本使用[5，28]，然而隨著時代的變遷和個人欣賞水平及消費比例的增長，蝴蝶蘭品種必然朝多色彩，奇花奇色，花紋多樣化等方向發(fā)展。Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹）是優(yōu)異的中小花型黃底紫紅斑品種，花色艷麗，斑紋明顯，花瓣蠟質(zhì)化，是黃色奇花蝴蝶蘭育種的一個優(yōu)良親本。課題組Lü等[21]曾對其自交后代花色的分離進行了研究分析，結(jié)果表明：自交后代群體15種花色類型中，底色黃色有加深變化，但無規(guī)律；紫色斑紋呈現(xiàn)不同大小面積和形狀的分離變化，有全斑類型花，但未發(fā)現(xiàn)有無斑類型（即純黃色花）；同時全斑類型的花型出現(xiàn)了明顯變化，花瓣與萼片都變尖，花大小也較其他花色類型明顯變小。本研究在此基礎(chǔ)上，采用Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹）為母本，與大花型純白無斑紋品種Phal. 316進行雜交，研究發(fā)現(xiàn)雜交F1代在花色、斑紋、花朵質(zhì)地、唇瓣須狀物等方面都發(fā)生了分離，其中與Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford自交群體相反的是獲得了純黃色無斑類型，卻未獲得全斑類型；底色既有父本的白色，也有母本的黃色，但黃色出現(xiàn)變淺現(xiàn)象；紫色斑紋大小和形狀成一定規(guī)律變化，其中大面積斑紋組群（Group 09和Group 10）的花朵也出現(xiàn)了類似自交后代花型和花大小的變化（如圖1所示），比其他組群花都??；自交群體花瓣質(zhì)地都保持蠟質(zhì)未有變化，而雜交群體介于雙親之間，大多呈肉質(zhì)，即使呈現(xiàn)蠟質(zhì)的組群花瓣厚度也薄于母本；自交群體均同親本Phalaenopsis‘Frigdaas Oxford（黃金豹）無須，而本雜交群體均遺傳父本有須，由于與唇瓣須狀物性狀分離的相關(guān)研究未見報道，本研究表明唇瓣具須的特性有可能是顯性遺傳，之后需通過反交試驗進一步驗證分析。與本研究類似的實驗結(jié)果還出現(xiàn)在另一同樣具有豐富花色和多彩花斑的優(yōu)異觀賞花卉中，在對三色堇的雜交育種研究中發(fā)現(xiàn)[29]：三色堇不同花色雜交后F1代多呈中間色，同時有斑塊的雙親雜交后代都有斑塊，純色塊的親本與有斑塊的雜交，后代也有斑塊，但有時斑塊變淺成線狀。

以上表明，本研究可為部分花部性狀定向育種提供一定的參考依據(jù)，例如通過選擇具有斑紋的品種進行雜交或自交，可獲得斑紋連續(xù)分離的后代；可通過選擇唇瓣具須的品種與無須品種雜交獲得有須后代；可選擇蠟質(zhì)品種對紙質(zhì)品種進行花瓣厚度的改良，使得后代群體花瓣更厚，更適合鮮切花的觀賞需求等。

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責(zé)任編輯：沈德發(fā)