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标题

杜鹃红山茶与29个山茶属原生种间的杂交亲和性研究

范文

钟乃盛严丹峰柯欢刘信凯赵鸿杰高继银

摘要?以杜鵑红山茶为杂交亲本，与山茶属9个组别共29个原生物种进行杂交育种，检测杜鹃红山茶与山茶属的种间杂交亲和性。结果显示，杜鹃红山茶与多齿红山茶、南山茶、浙江红山茶、长毛红山茶、滇山茶、大苞山茶、越南抱茎茶、尖萼红山茶、全缘红山茶9个物种的杂交亲和性较好，与皱果茶、怒江红山茶、厚壳红花瘤果茶、厚叶红山茶4个物种具有一定的杂交亲和性，与崇左金花茶、毛蕊红山茶、毛籽金花茶3个物种的杂交亲和性较差，与剩余的13个山茶物种杂交不亲和。在山茶属9个组别中，杜鹃红山茶与原始山茶组、红山茶组之间的杂交亲和性较好，与瘤果茶组的杂交亲和性较差，与金花茶组的杂交亲和性极差，与糙果茶组、短柱茶组、油茶组、连蕊茶组、长柄茶组等组别则未显现出杂交亲和性。杜鹃红山茶与山茶属原生种间反交时的杂交亲和性和育种效率高于正交。

关键词?杜鹃红山茶;山茶属;杂交亲和性

中图分类号?S685.14文献标识码?A文章编号?0517-6611（2020）07-0140-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.039

Study?on?Interspecific?Crosscompatibility?between?Camellia?azealea?and?Twentynine?Species?of?Camellia

ZHONG?Naisheng1，?YAN?Danfeng2，?KE?Huan3?et?al

（1.Palm?EcoTown?Development?Co.，?Ltd.，?Guangzhou，?Guangdong?510627;2.Zhaoqing?University，?Zhaoqing，?Guangdong?526061;3.Forest?Research?Institute?of?Foshan?City，?Foshan，?Guangdong?528222）

Abstract?Camellias?azealea?was?selected?as?parental?material?to?mate?with?twentynine?species?belonging?to?nine?different?sections?of?Camellia，?in?order?to?test?the?interspecific?crosscompatibility?between?C.?azealea?and?species?of?Camellia.?The?results?showed?that?C.?azealea?had?the?best?crosscompatibility?with?nine?Camellia?species，?including?C.?polyodonta，?C.?semiserrata，C.?chekiangoleosa，C.?villosa，C.?reticulate，?C.?granthamiana，?C.?amplexicaulis，?C.?edithae?and?C.?subintegra，?while?C.?azealea?had?moderate?crosscompatibility?with?four?species?including?C.?rhytidocarpa，?C.?saluenensis，?C.?rubituberculata，?C.?crassissima.?Meanwhile，?C.?azealea?had?slight?crosscompatibility?with?three?species?including?C.?chuangtsuoensis，?C.?mairei，?C.?ptilosperma.?But?C.?azealea?was?incompatible?with?rest?thirteen?species?of?Camellia.?Among?the?nine?sections?of?Camellia，?C.?azealea?had?the?best?crosscompatibility?with?section?Archecamellia?and?section?Camellia，?having?moderate?crosscompatibility?with?section?Tuberculata，?having?slight?crosscompatibility?with?secion?Chrysantha.But?C.?azealea?was?unable?to?show?crosscompatibility?with?section?Furfurancea，?section?Paracamellia，section?Oleifera，?section?Theopsis，?section?Longipedicellata.?Both?crosscompatibility?and?breeding?efficiency?of?backcross?were?higher?than?orthogonality?when?hybridizing?C.?azealea?with?Camellia?species.

Key?words?Camellias?azealea;Camellia;Crosscompatibility

基金项目?广东省林业科技创新项目（2014KJCX008-01）;广东省重点领域研发计划（2018B020202002）。

作者简介?钟乃盛（1985—），男，广东梅州人，工程师，从事山茶花育种等研究。通信作者，高级工程师，从事城市林业研究。

收稿日期?2019-09-24;修回日期?2019-10-14

目前，世界上培育的茶花品种花期主要集中在冬、春两季，而通过利用杜鹃红山茶（Camellia?azealea）等可在夏季开花的山茶花原生种与山茶物种或品种间进行杂交育种，可获得在夏季开花的山茶花后代[1-2]。但目前关于杜鹃红山茶与原生种间杂交育种的相关报道并不多见[2-7]。笔者所在的研究团队通过多年来对杜鹃红山茶与原生种间的杂交育种试验，培育了大量夏季开花的山茶花新品种，现对杜鹃红山茶与29个山茶科原生物种间的杂交亲和性进行报道。

1?材料与方法

1.1?杂交育种材料与方法

于2010—2012年期间，在棕榈生态城镇发展股份有限公司肇庆高要基地内开展杜鹃红山茶的杂交育种试验。随机选择生长健壮的杜鹃红山茶嫁接苗为亲本育种材料，与选定的山茶属9个组别共29个原生物种进行正交和反交的杂交授粉试验，授粉后套袋标记，采收成熟的杂交果实并播种，繁育其杂交苗F1代（亲本材料见表1[8]），具体方法见参考文献[9]。

1.2?指标测定

观测和记录58个杂交组合的授粉花数、坐果数、结种数、出苗数，并计算坐果率、单果结种数、出苗率、出苗数与授粉花数之比等指标。其中，坐果率=坐果数/授粉花数×100%;单果平均种子数=采收种子总数/采收果实总数;出苗率=出苗数/播种数×100%;出苗数与授粉花数之比=出苗数/授粉花数。

1.3?数据处理

数据统计分析由Excel?2003和SAS?8.0完成。

2?结果与分析

2.1?杜鹃红山茶与山茶属红山茶组的杂交亲和性

研究杜鹃红山茶与红山茶组杂交时的坐果率可知（表2），坐果率较高，20个杂交组合的平均坐果率达8.08%，且50%杂交组合的坐果率≥10%，表明杜鹃红山茶与红山茶组的杂交亲和性总体上较好。在红山茶组中，杜鹃红山茶与滇山茶、多齿红山茶、长毛红山茶正交或反交时的座果率均较高。杜鹃红山茶与全缘红山茶、浙江红山茶、南山茶正交的坐果率较高，但反交时的坐果率较低，正交的坐果率分别是反交坐果率的1.34倍、1.81倍和1.92倍。杜鹃红山茶与怒江红山茶、厚叶红山茶、毛蕊红山茶正交或反交时的坐果率均较低，表明杜鹃红山茶与这3个物种间的杂交亲和性较差。

研究杜鹃红山茶与红山茶组杂交的单果平均种子数可知，20个杜鹃红山茶与红山茶组间的杂交组合的单果平均种子数为3.59粒，有11个杂交组合的单果平均种子数≥3粒。单果平均种子数排在前5位的分别为杜鹃红山茶与南山茶、浙江红山茶、怒江红山茶、多齿红山茶、滇山茶间的反交组合，分别达7.83、7.38、6.00、5.75、4.50粒。单果平均种子数小于2粒的杂交组合为毛蕊红山茶×杜鹃红山茶、杜鹃红山茶×滇山茶、杜鹃红山茶×毛蕊红山茶，分别为1.80、1.78、1.00粒。

研究杜鹃红山茶与红山茶组杂交的出苗率可知，杜鹃红山茶与10个红山茶组物种反交时的出苗率均比正交要高。其中，出苗率≥50%的杂交组合由高至低依次为杜鹃红山茶与多齿红山茶、怒江红山茶、南山茶、浙江红山茶、尖萼红山茶、长毛红山茶、厚叶红山茶反交的组合。20个组合中，仅有杜鹃红山茶与毛蕊红山茶正交的出苗率为0，表明杜鹃红山茶与毛蕊红山茶正交亲和性为0。

在20个杂交组合中，出苗数与授粉花数之比较高的前6位由高至低排列依次为杜鹃红山茶与多齿红山茶、南山茶、浙江红山茶、滇山茶、长毛红山茶、尖萼红山茶的反交组合，出苗数与授粉花数之比分别达0.44、0.34、0.30、0.25、0.24、0.20，表明在红山茶组的20个杂交组合中，这6个组合的育种效率最高;出苗数与授粉花数之比排在后6位由高至低排列依次为杜鹃红山茶×怒江红山茶、怒江红山茶×杜鹃红山茶、厚叶红山茶×杜鹃红山茶、毛蕊红山茶×杜鹃红山茶、杜鹃红山茶×厚叶红山茶、杜鹃红山茶×毛蕊红山茶，表明杜鹃红山茶与怒江红山茶、厚叶红山茶、毛蕊红山茶的杂交亲和性较差。

2.2?杜鹃红山茶与山茶属糙果茶组的杂交亲和性

由表3可知，杜鹃红山茶与糙果茶组中的博白大果油茶、茶梨油茶的杂交亲和性极差，平均坐果率仅为1.57%，出苗率均为0，说明杜鹃红山茶与糙果茶组未显示出杂交亲和性。

2.3?杜鹃红山茶与山茶属原始茶组的杂交亲和性

由表4可知，杜鹃红山茶与原始山茶组2个物种杂交的平均坐果率为9.04%，单果平均种子数为3.33粒，平均出苗率为50.84%，表明杜鹃红山茶与原始山茶组的亲和性较好，杂交育种效率较高。

杜鹃红山茶与大苞山茶、越南抱茎茶反交时的单果平均种子数、出苗率均远高于正交;其中，大苞山茶×杜鹃红山茶的单果平均种子数最高，为7.11粒;杜鹃红山茶与大苞山茶、越南抱茎茶反交时的出苗率分别是正交的1.27倍和1.37倍。

2.4?杜鹃红山茶与山茶属金花茶组的杂交亲和性

杂交试验显示（表5），以杜鹃红山茶与金花茶、毛籽金花茶、离蕊金花茶正交均不座果;与崇左金花茶正交座果，但果实中以空壳种子、干瘪种子为主，种子出苗率为0。杜鹃红山茶与离蕊金花茶组反交不座果，与金花茶、毛籽金花茶、崇左金花茶反交时座果，但坐果率较低，分别为2.73%、2.22%、3.85%。但是在金花茶组与杜鹃红山茶的8个杂交组合中，仅有杜鹃红山茶与毛籽金花茶、崇左金花茶反交時才获得了播种苗，杂交育种效率极低。通过试验可知，杜鹃红山茶与金花茶、离蕊金花茶杂交不亲和，与毛籽金花茶、崇左金花茶亲和性极差。由此推测杜鹃红山茶与金花茶组的亲和性极差，育种效率极低。

2.5?杜鹃红山茶与山茶属瘤果茶组的杂交亲和性

通过试验可知（表6），杜鹃红山茶与瘤果茶组物种的杂交亲和性较差，杂交授粉坐果率平均值仅为2.07%，但出苗率均比较高。杜鹃红山茶与皱果茶杂交组合的结实率虽然比其与厚壳红花瘤果茶杂交组合低，但出苗率较高。

2.6?杜鹃红山茶与山茶属短柱茶组的杂交亲和性

通过试验可知（表7），以杜鹃红山茶为亲本与攸县油茶、小果短柱茶进行正反交时，坐果率极低，平均值仅为1.09%，小果短柱茶×杜鹃红山茶的坐果率更是为0，而且4个杂交组合的出苗率均为0，说明杜鹃红山茶与二者杂交不亲和。

2.7?杜鹃红山茶与山茶属其余组别的杂交亲和性

由表8可知，杜鹃红山茶与油茶组中的高州油茶、越南油茶、油茶正反交，与连蕊茶组的尖连蕊茶、琉球连蕊茶、岳麓连蕊茶正反交，以及与长柄茶组长柄山茶正反交时的坐果率均为0，表明杜鹃红山茶与油茶组、连蕊茶组、长柄茶组物种间杂交不亲和。

2.8?29个山茶属物种与杜鹃红山茶的杂交亲和性分析

从表9可知，杜鹃红山茶与金花茶、离蕊金花茶、博白大果油茶、茶梨油茶、攸县油茶、小果短柱茶、高州油茶、越南油茶、油茶、尖连蕊茶、琉球连蕊茶、岳麓连蕊茶、长柄山茶13个物种正反交均不亲和（其中，金花茶、博白大果油茶、茶梨油茶、小果短柱茶、攸县油茶与杜鹃红山茶杂交后虽然获得了座果甚至种子，但存在果实空壳或种子萎缩、干瘪等发育不良的情况，无法繁育出杂交苗后代）。在杂交亲和的16个物种中，按杂交坐果率由高至低排列依次为滇山茶、多齿红山茶、长毛红山茶、越南抱茎茶、全缘红山茶、南山茶、浙江红山茶、尖萼红山茶、大苞山茶、崇左金花茶、毛蕊红山茶、皱果茶、厚叶红山茶、厚壳红花瘤果茶、怒江红山茶、毛籽金花茶;其中，滇山茶、多齿红山茶、长毛红山茶、越南抱茎茶4个物种的杂交坐果率显著高于大苞山茶等排在最后的8个物种（P<0.05），而多齿红山茶、长毛红山茶、越南抱茎茶与全缘红山茶、南山茶、浙江红山茶、尖萼红山茶4个物种间差异未达到显著水平（P<0.05）。在杂交亲和的16个物种中，按单果平均种子数由高至低排列依次为南山茶、浙江红山茶、怒江红山茶、皱果茶、大苞山茶、多齿红山茶、厚壳红花瘤果茶、厚叶红山茶、滇山茶、全缘红山茶、长毛红山茶、尖萼红山茶、越南抱茎茶、毛籽金花茶、崇左金花茶、毛蕊红山茶。在杂交亲和的16个物种中，按出苗率由高至低排列依次为皱果茶、多齿红山茶、怒江红山茶、浙江红山茶、大苞山茶、长毛红山茶、南山茶、尖萼红山茶、越南抱茎茶、厚壳红花瘤果茶、厚叶红山茶、全缘红山茶、滇山茶、毛蕊红山茶、崇左金花茶、毛籽金花茶。在杂交亲和的16个物种中，按杂交的出苗数与授粉花数之比由高至低排列依次为多齿红山茶、南山茶、浙江红山茶、长毛红山茶、滇山茶、大苞山茶、越南抱茎茶、尖萼红山茶、全缘红山茶、皱果茶、怒江红山茶、厚叶红山茶、厚壳红花瘤果茶、崇左金花茶、毛蕊红山茶、毛籽金花茶。

综上可知，在与杜鹃红山茶杂交亲和的16个物种中，亲和性较好的为多齿红山茶、南山茶、浙江红山茶、长毛红山茶、滇山茶、大苞山茶、越南抱茎茶、尖萼红山茶、全缘红山茶;具有一定亲和性的为皱果茶、怒江红山茶、厚壳红花瘤果茶、厚叶红山茶;亲和性最差的为崇左金花茶、毛蕊红山茶、毛籽金花茶。

2.9?杜鹃红山茶与山茶属各组别的杂交亲和性分析

由表10可知，杜鹃红山茶与油茶组、连蕊茶组、长柄茶组、糙果茶组、短柱茶组5个组别未显现出杂交亲和性。

在显示出与杜鹃红山茶具有杂交亲和性的4个组别中，原始茶组、红山茶组的坐果率显著高于瘤果茶组和金花茶组（P<0.05）;瘤果茶组、红山茶组、原始茶组的出苗率、出苗数与授粉花数之比均显著高于金花茶组（P<0.05）;原始茶组和红山茶组的坐果率、出苗数与授粉花数之比均远高于瘤果茶组。由此可知，杜鹃红山茶与原始山茶组和红山茶组具有较好的杂交亲和性，与瘤果茶组的杂交亲和性较差，与金花茶组的杂交亲和性极差。

2.10?杜鹃红山茶与山茶属原生种的正反交分析

由表11可知，杜鹃红山茶与山茶属原生种间正交时坐果率的平均值是反交的1.11倍，但差异未达到显著（P<0.05）;其与山茶属原生种反交时的单果平均种子数、出苗率、出苗数与授粉花数之比等指标的平均值分别是正交时的2.17、1.77、3.00倍，差异均达到极显著（P<0.01）。可见，杜鹃红山茶与山茶属原生种间反交时的杂交亲和性和育种效率要高于正交。

3?讨论

在山茶属9个组别中，杜鹃红山茶与红山茶组、原始山茶组之间具有较好的杂交亲和性，与瘤果茶组的杂交亲和性较差，与金花茶组的杂交亲和性极差，与长柄茶组、糙果茶组、油茶组、短柱茶组、连蕊茶组等组别未显现出杂交亲和性，该研究结果与高继银等[2]的报道基本一致。

试验表明，杜鹃红山茶属于红山茶组，与组内的物种亲缘关系相对较近，杂交亲和性相对较好，杂交育种效率较高，但仍存在杜鹃红山茶与怒江红山茶、厚叶红山茶、毛蕊红山茶等少数红山茶组内的种类杂交亲和性较差以及育种效率较低的情况。原始山茶组属于山茶属分类系统中最原始的类群，该研究发现杜鹃红山茶与原始山茶组之间具有较好的杂交亲和性，高继银等[2]发现原始山茶组中的越南抱茎茶与红山茶组间具有较好的杂交亲和性，原始山茶组与红山茶组均具有种果皮厚，子房室全部发育，中轴粗大等特点，可推断原始山茶组与杜鹃红山茶等红山茶组的生殖系统结构相似，杂交亲和性较好，利用原始山茶组与杜鹃红山茶等红山茶组物种间进行杂交育种的效率是较高的。

一般来说，亲缘关系越近的种类之间的杂交亲和性越好，但研究结果表明杜鹃红山茶与属内各组别物种的杂交亲和性与它们之间亲缘关系的远近并不完全呈现正相关性。例如，杜鹃红山茶與山茶属内各组别的亲缘关系远近与叶创新等[10]关于山茶组内亲缘关系的研究并不完全一致，瘤果茶组与糙果茶组之间的亲缘关系较近，但杜鹃红山茶与瘤果茶组、糙果茶组之间的杂交亲和性差异较大。

试验表明，杜鹃红山茶与山茶属原生种间反交时的杂交亲和性和育种效率要高于正交。李辛雷等[11]发现，杜鹃红山茶成熟果实中饱满种子仅占43.29%，对杜鹃红山茶饱满种子进行活力检测时发现有活力种子仅占?35.00%;罗晓莹等[12]发现杜鹃红山茶饱满种子仅占调查总数的40%，有活力种子比例为73%，平均萌发率为38%。可见杜鹃红山茶的有效种子较少，质量较差，种子向幼苗的转化率低。同时，经观察，杜鹃红山茶平均单果种子数为3～4粒，相比之下，不少山茶属物种的单果种子数要多于杜鹃红山茶，如南山茶、厚叶红山茶、多齿红山茶，其单果种子数分别为10～21、9～15、9～16粒[13-15]，从而导致往往以杜鹃红山茶作为父本的杂交组合的育种效率明显高于以杜鹃红山茶作为母本的杂交组合。因此，山茶杂交育种，建议以单果种子数更高的一方作为母本，更有利于提高育种效率。

参考文献

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