王玉娟，羅成鳳，幸偉年，李 進(jìn)，占志勇，何小三

（1.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330013；2.江西省林業(yè)資源監(jiān)測(cè)中心，江西 南昌 330046）

楓香（Liquidambar formosana）系金縷梅科（Hamamelidaceae）楓香屬（Liquidambar）植物，為高大落葉喬木，適生于我國(guó)長(zhǎng)江流域，具有速生、抗風(fēng)、耐水濕等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的抗逆樹(shù)種選育材料，同時(shí)兼具觀賞、藥用、材用和生態(tài)等價(jià)值，廣泛應(yīng)用于跡地更新、城鄉(xiāng)綠化、林地生態(tài)修復(fù)等方面[1-4]。目前，楓香育種研究多集中在優(yōu)良家系、單株、地理種源等方面[5-8]。隨著育種技術(shù)的發(fā)展，體細(xì)胞胚胎發(fā)生技術(shù)（Somatic embryogenesis，簡(jiǎn)稱(chēng)體胚發(fā)生技術(shù)）使得楓香雜交育種進(jìn)程大為縮短[9]，為新種質(zhì)創(chuàng)制提供了新的發(fā)展方向。本文以中國(guó)楓香和北美楓香為親本，通過(guò)體胚發(fā)生技術(shù)獲得雜交子代，跟蹤觀測(cè)其生長(zhǎng)表現(xiàn)，為楓香的良種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

2019年以中國(guó)楓香為父本、北美楓香為母本進(jìn)行雜交，獲得未成熟胚性材料50份，并進(jìn)行愈傷組織擴(kuò)增。隨后將獲得的胚性愈傷組織成熟培養(yǎng)后獲得體胚為研究對(duì)象，將其轉(zhuǎn)移至生根培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)，觀察記錄其根系生長(zhǎng)情況，待其長(zhǎng)出根系并出現(xiàn)3～4片真葉后移栽至江西省林業(yè)科學(xué)院苗圃中。最終獲得雜交新種質(zhì)14份，分別將其編號(hào)為1#、2#、3#、4#、6#、10#、12#、13#、20#、21#、22#、30#、50#、54#，共獲得體胚苗384株。

1.2 方法

每隔7 d觀察記錄體胚在不同生根培養(yǎng)基（M1:基本培養(yǎng)基MS+1.0 mg·L-1GA3+1.0 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1IBA；M2：1/2MS+2.0 mg·L-1IBA+1.0 mg·L-1GA3；M3：MS+蔗糖30 g·L-1+3%植物凝膠，pH5.6～5.7）中的根系生長(zhǎng)狀況直至其出現(xiàn)1片真葉；于2020年和2021年的12月初隨機(jī)抽取30株中國(guó)楓香、北美楓香、新種質(zhì)體胚苗調(diào)查其苗高、地徑，并重復(fù)3次，取其均值作為最終的調(diào)查數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel和SPASS 19.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果分析

2.1 不同生根培養(yǎng)基對(duì)體胚生根的影響

通過(guò)比較3種不同生根培養(yǎng)基的體胚生根情況，發(fā)現(xiàn)M3培養(yǎng)基對(duì)體胚的誘導(dǎo)生根效果最好，培養(yǎng)到12 d時(shí)開(kāi)始生根，平均生根數(shù)量達(dá)5.8條，最大根長(zhǎng)達(dá)到3.46 cm，平均生根率達(dá)到72.48%，各指標(biāo)均是3種培養(yǎng)基中表現(xiàn)最優(yōu)的，可作為楓香體胚的生根培養(yǎng)基使用。同時(shí)方差分析結(jié)果顯示，3種培養(yǎng)基的平均生根率在0.05水平上存在顯著差異。

表1 不同生根培養(yǎng)基誘導(dǎo)體胚生根情況Tab.1 The performance of rooting reduce by different root media of body embryo

2.2 不同雜交種質(zhì)體胚苗的生長(zhǎng)表現(xiàn)

通過(guò)連續(xù)2年對(duì)14份雜交種質(zhì)的體胚苗進(jìn)行苗高、地徑生長(zhǎng)情況的調(diào)查可發(fā)現(xiàn)（表2），不同雜交種質(zhì)的體胚苗苗高、地徑均表現(xiàn)出較大差異。

2020年調(diào)查結(jié)果顯示，父本苗高、地徑分別為81.83 cm、15.07 mm；母本的苗高、地徑則分別達(dá)到90.33 cm、17.13 mm。14份雜交種質(zhì)體胚苗的苗高、地徑表現(xiàn)均弱于其父本和母本。其中苗高生長(zhǎng)表現(xiàn)最為良好的是30#雜交種質(zhì)，達(dá)到92.50 cm；表現(xiàn)最差的則是20#雜交種質(zhì)，僅為32.45 cm。地徑生長(zhǎng)表現(xiàn)最為良好的是1#雜交種質(zhì)，為13.06 mm；表現(xiàn)最差的是20#雜交種質(zhì)，僅為6.37 mm。

2021年調(diào)查結(jié)果顯示，父本苗高143.20 cm、地徑22.77 mm；母本苗高149.35 cm、地徑26.40 mm。14份雜交種質(zhì)中，苗高生長(zhǎng)表現(xiàn)由于其父本、母本的有3份，分別為1#（166.77 cm）、2#（155.75 cm）、30#（174.43 cm）；12#雜交種質(zhì)的苗高優(yōu)于父本卻弱于母本，其苗高達(dá)到143.43 cm；剩下的雜交種質(zhì)苗高生長(zhǎng)差于父、母本。14份雜交種質(zhì)的地徑生長(zhǎng)表現(xiàn)均差于父、母本。

2.3 不同雜交種質(zhì)體胚苗的年均生長(zhǎng)表現(xiàn)

進(jìn)一步分析不同雜交種質(zhì)體胚苗與親本的苗高、地徑的年均生長(zhǎng)量（表3）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)父本的苗高、地徑年均生長(zhǎng)量分別為61.37 cm、7.70 mm；母本的年均苗高、地徑生長(zhǎng)量分別為59.02 cm、9.27 mm。以父本作為對(duì)照，則14份雜交新種質(zhì)中，苗高、地徑年均生長(zhǎng)量表現(xiàn)較好有10份，占比71.43%；以母本作為對(duì)照，則年均生長(zhǎng)表現(xiàn)較好的有8份，占比57.14%。

2#、4#、10#、12#、13#、20#、30#及54#雜交種質(zhì)的體胚苗年均苗高及地徑的生長(zhǎng)表現(xiàn)均優(yōu)于父、母本。該8份雜交種質(zhì)體胚苗的年均苗高、地徑生長(zhǎng)量較父本分別高0.85%～59.36%、23.12%～75.58%；較母本分別高4.86%～65.71%、2.27%～45.85%。其中20#雜交種質(zhì)體胚苗的苗高年均生長(zhǎng)量為97.80 cm，較父本表現(xiàn)高59.36%、較母本高65.71%；其地徑年均生長(zhǎng)量較父本高60.65%、較母本高33.44%。

2.4 優(yōu)良雜交種質(zhì)及優(yōu)良單株的初步評(píng)選

以雜交種質(zhì)體胚苗苗高年均生長(zhǎng)量增幅較父本、母本均＞20%、地徑年均生長(zhǎng)量較父本、母本均＞10%為條件，初步篩選出優(yōu)良雜交種質(zhì)分別為4#、20#、30#及54#。于2021年12月初對(duì)以上4個(gè)雜交種質(zhì)共148株體胚苗的苗高、地徑進(jìn)行調(diào)查分析，取其均值138.27 cm、22.77 mm作為參照，以苗高、地徑分別高于均值的20%、10%作為入選優(yōu)良單株的基本條件，同時(shí)要求葉色以黃色、紅色、深紫色為主，最終篩選獲得優(yōu)良單株37株（表4）。優(yōu)良單株的平均苗高和地徑分別達(dá)到183.17 cm、28.37 mm，葉色以黃色、紅色及深紫色為主。

表2 不同雜交種質(zhì)體胚苗的生長(zhǎng)表現(xiàn)Tab.2 The growth performances of body embryo seeding in the different hybrids

表3 不同雜交種質(zhì)的年均生長(zhǎng)表現(xiàn)Tab.3 Annual annual growth performance of different hybrid species

3 結(jié)論與討論

體細(xì)胞胚胎發(fā)生技術(shù)具有繁殖系數(shù)高、遺傳穩(wěn)定性好、生產(chǎn)周期短、便于規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是植物良種規(guī)模化繁殖的有效手段之一，在提高森林生產(chǎn)力、可持續(xù)性和林產(chǎn)品一致性方面發(fā)揮重要作用[10]，受多種內(nèi)因和外因的影響，如材料、培養(yǎng)基、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及培養(yǎng)條件等[11]。在前期獲得雜交楓香體胚的基礎(chǔ)上通過(guò)誘導(dǎo)生根最終獲得了14份雜交楓香種質(zhì)。在誘導(dǎo)生根試驗(yàn)中，本文對(duì)比了雜交種質(zhì)在不同生根培養(yǎng)基中的生根表現(xiàn)，結(jié)果顯示M3培養(yǎng)基（基本培養(yǎng)基MS+蔗糖30 g·L-1+3%植物凝膠，pH5.6～5.7）的平均生根率達(dá)到72.48%，表現(xiàn)最佳，為雜交楓香體胚苗的繁育奠定了基礎(chǔ)。

表4 優(yōu)良單株初步評(píng)選Tab.4 Preliminary selection of excellent single plants

楓香為高大落葉喬木，生長(zhǎng)快，適應(yīng)性廣，是南方森林中重要的闊葉樹(shù)種，也是一種很好的生態(tài)先鋒樹(shù)種；對(duì)重金屬鉛具有一定的耐受能力、富集和轉(zhuǎn)移能力，可用于重金屬污染較為嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行土壤修復(fù)[12]。楓香在我國(guó)分布跨越4個(gè)氣候帶，地理隔離導(dǎo)致中國(guó)楓香具有豐富的遺傳多樣性[13]，而北美楓香原產(chǎn)北美地區(qū)，分布于墨西哥以及北美南部、中美洲的高海拔地區(qū)[14]，具有秋葉紅艷美麗、干形通直、材質(zhì)堅(jiān)硬的特點(diǎn)[15]，本文以中國(guó)楓香與北美楓香進(jìn)行雜交創(chuàng)制新種質(zhì)，不僅可以進(jìn)一步豐富我國(guó)楓香的遺傳多樣性，還可以為后續(xù)楓香新品種選育提供一定的理論基礎(chǔ)。

本文研究結(jié)果表明，14個(gè)雜交種質(zhì)的楓香體胚苗在第1年觀測(cè)中，僅有30#的苗高表現(xiàn)優(yōu)于親本，其余各種質(zhì)體胚苗均弱于親本；在第2年的觀測(cè)結(jié)果中僅有3個(gè)雜交種質(zhì)（占比21.4%）的苗高表現(xiàn)優(yōu)于親本，且各雜交種質(zhì)間的苗高、地徑生長(zhǎng)表現(xiàn)出較大差異，說(shuō)明其變異范圍較大，但整體表現(xiàn)與中國(guó)楓香、北美楓香差距較大。進(jìn)一步分析比較雜交種質(zhì)體胚苗與親本的年均生長(zhǎng)量，發(fā)現(xiàn)年均生長(zhǎng)量?jī)?yōu)于父本的雜交楓香種質(zhì)有10份，占比71.43%；優(yōu)于母本的有8份，占比57.14%。其中二者共有的雜交楓香種質(zhì)為8份，該8份雜交種質(zhì)體胚苗的年均苗高、地徑生長(zhǎng)量較父本分別高0.85%～59.36%、23.12%～75.58%；較母本分別高4.86%～65.71%、2.27%～45.85%。其中20#雜交種質(zhì)體胚苗的苗高年均生長(zhǎng)量為97.80 cm，較父本表現(xiàn)高59.36%、較母本高65.71%；其地徑年均生長(zhǎng)量較父本高60.65%、較母本高33.44%。在以上8份生長(zhǎng)表現(xiàn)較好的雜交楓香種質(zhì)中設(shè)定以苗高、地徑年均生長(zhǎng)量均分別高于其親本苗高年均生長(zhǎng)量20%、地徑年均生長(zhǎng)量10%為基本選擇條件，初步評(píng)選出了4個(gè)優(yōu)良的雜交楓香種質(zhì)，分別是4#、20#、30#及54#，其平均苗高、地徑達(dá)到138.27 cm、22.77 mm，并初步評(píng)選出優(yōu)良單株37株，優(yōu)株平均苗高和地徑分別達(dá)到183.17 cm、28.37 mm，葉色以黃色、紅色及深紫色為主。