全 文 ：收稿日期:2013 － 08 － 27
基金项目:北京市公园管理中心“新品种选育工程———三色堇、角堇、百日草、宿根鼠尾草选育研究”(ZX2010)和“几种宿根花卉新品种
选育研究”(ZX2014030);绿化植物育种北京市重点实验室 2012 年度阶梯计划项目(Z121105002812041) ;北京市优秀人才培养资助项目
(PYZZ130813001411)
作者简介:李 俊(1979—) ，女，博士，高级工程师，主要从事园林植物引、选、育种相关研究。Tel:010-64738726;E-mail:lily． 23@126． com
上海农业学报 2014，30(5) :95 － 99
Acta Agriculturae Shanghai
文章编号:1000-3924(2014)05-095-05
百日草新品系的杂交选育
李 俊，张西西，李子敬，宋利娜，张华丽，王 涛，赵正楠
(北京市园林科学研究院，北京 100102)
摘 要:在收集到的 6 份黄色百日草亲本材料基础上，通过对不同时期生长指标的筛选并利用雄性不育杂
交育种手段，培育出黄色百日草杂交 F1 代新品种(系)。结果表明:选育出的百日草杂交育种新品种(系)‘PZF’
重瓣性好，颜色鲜亮，不褪色，花径 7． 0—9． 0 cm，生育期 55—65 d，生长健壮，对病害、干旱等逆境抵抗能力比其
亲本有所提高。
关键词:百日草;雄性不育;杂交育种;新品系
中图分类号:S688． 4 文献标识码:A
Crossbreeding of new cultivars in Zinnia elegans
LI Jun，ZHANG Xi-xi，LI Zi-jing，SONG Li-na，ZHANG Hua-li，WANG Tao，ZHAO Zheng-nan
(Beijing Institute of Landscape Architecture，Beijing 100102，China)
Abstract:On the basis of the collected 6 yellow Zinnia elegans parent materials，a new line of yellow F1 hy-
bridization were bred through screening growth index in different period and using the male sterile cross breed-
ing． The results showed that the new line‘PZF’，which was hybridization selected from Zinnia elegans，had high-
er doubleness． The flowers of‘PZF’were bright color and no fading，the diameter of flowers was 7． 0—9． 0 cm
and the growth period was 55—65 d． Additionally，the plants grew health and strong，and had better resistant to
disease and drought than parent material．
Key words:Zinnia elegans;Male seterility;Crossbreeding;New line
百日草(Zinnia elegans Jacq．)属菊科(Asteraceae) ，是重要的花坛花卉植物，原产美国、墨西哥及南美
等地，世界各地均有栽培。其花型丰富，花色艳丽，花期较长(6—10 月份) ，适应性广泛，能够应用于各种
形式的花坛、庭院、绿地，既适合做大色块布置又能够用于镶边等点缀布置，可以满足各种不同的园林用
途。经过 2 个多世纪以来各国育种家通过选择育种、人工诱导多倍体、辐射育种和杂种一代的应用，已经
培育出上百个品种应用在城市园林建设中。这些新品种多出自欧美国家［1］，国内育种工作相对滞后。
百日草花为头状花序两性花，采用去雄杂交法培育新品种难度大。1990 年 Cowen 等［2］提出，利用雄
性不育的无舌状花百日草类型来识别杂种生产的不育株，通过雄性不育系(无花粉囊或无花粉粒)育种，
是真正意义上的百日草杂种优势利用。百日草的雄性不育系没有花瓣，只有柱头和一些不能产生花粉的
花丝，这种特殊花器结构十分利于开展大量的杂交授粉工作。因此，通过广泛收集百日草种质资源，利用
雄性不育杂交育种手段，快速大量培育具有我国自主知识产权的百日草新品系的途径行之有效。
本试验育种目标确定为选育矮型(株高 20． 0—30． 0 cm)、大花(花径 7． 0—10 ． 0 cm)、重瓣性佳、抗
逆性强、生长健壮、整齐一致的黄色百日草 F1 代新品种(系)。本研究在广泛收集百日草种质资源的基础
上，初步选定 6 个材料作为亲本，从统计生长性状指标开始，逐步进行雄性不育系杂交育种试验，以确定
可行性杂交组合，以期为日后逐步获得育种目标性状突出的百日草 F1 代新品种提供参考依据。
李 俊，等:百日草新品系的杂交选育
1 材料与方法
1． 1 试验材料
选用符合育种目标性状的亲本进行杂交育种试验，其中雄性不育系黄色母本、父本各 3 份材料，分别
为 PZ003、JS003、XG003，均可作为亲本选育材料。
选用 6 个国内外黄色 F1 代百日草品种(系) ，即泛美公司的‘梦境’F 和‘热情’、高美公司的‘麦哲
伦’、龙汫公司的‘梦境’T、国产‘红颜’和‘大雅’，与本试验选育出的黄色杂交 F1 代‘PZF’进行生长性状
对比试验。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 选育亲本
雄性不育系与自交系作为亲本选育材料要严格去杂去劣，可分 3 期进行，即苗期、定植期和花期。具
备下列条件之一的即是杂株:①株型特殊，尤其是植株较高的;②花色、花型特殊;③叶色、叶型特殊。杂
株需在开花授粉前除净。定植前，还需除掉雄性不育两用系中的可育株。可依据花蕾外部形态特征识别
不育株和可育株，不育株花蕾顶端尖，可育株花蕾顶端平。
1． 2． 2 杂交试验
PZ003 自交系(父本)在 4 月下旬播种，雄性不育系(母本)在 5 月上旬播种，选用 200 孔穴盘，基质为
草炭与蛭石(4∶ 1)充分混匀。6 月初将穴盘苗换至 8 cm(口径)× 8 cm(高度)塑料盆，基质为草炭与泥土
等比例均匀混合。6 月中旬地栽入大田，地栽之前施用磷酸二铵作基肥，开花前追施叶面复合肥 1 次。
杂交之前父母本均套袋，采用硫酸纸做隔离袋。父母本各定植一定数量，且父本至少是母本的 2 倍。
花粉采集通常选择晴朗无风的天气，在 9:00—14:00 进行，此时花药容易开裂，是一天中小花集中散粉时
期，为采集花粉的关键时期。花粉最好随采随用，可以使花粉保持足够的新鲜，提高授粉率。为了预防连
续阴雨天无法采集到足够的花粉，可在冰箱中贮存一些花粉以备用，但需要每天或者 3—5 d更换成新粉。
花粉采集用弹花方式，用培养皿盛接花粉，随采随授粉，或放置 1—2 h 再授粉。在光学显微镜下观察，百
日草花粉呈球形，花粉较粘重，采后需稍微晾干，既利于授粉时花粉能够均匀散布在柱头上，又利于延长
花粉的贮存寿命。授粉工具用自制小毛刷。
母本花外围开 3—4 轮，柱头成“γ”型时即可开始授粉。用毛刷粘取适量花粉，均匀涂抹在柱头上，隔
日授粉，连续 3—4 次。授完粉立刻套隔离袋，挂标签。授粉后，母本花下端开始膨大生长，柱头接受花粉
后先端膨大;当柱头变褐色时退去隔离袋，以促进种子成熟;在花苞和柱头均变褐色时，可一起采收、晾
干、收种。
1． 2． 3 品种(系)对比试验
以选育出的黄色 F1 代和国内外 6 个黄色百日草 F1 代品种(系)进行栽培对比试验。分别在 200 孔穴
盘中播种 100 粒，播种基质为进口草炭，播后表面覆盖蛭石并覆膜;4—7 d 后揭膜;10—15 d 之后统计出
苗率。待小苗长到 2—3 对真叶时，移栽到 10 cm(口径)× 10 cm(高度)的小花盆中;播种 2—3 个月后，
定植在 15 cm(口径)× 15 cm(高度)的花盆中。在不同的生育期，调查并统计发芽率、整齐度、株高、冠
幅、花色、花径等指标，以区分初步选育出的 F1 代的性状特征与其他品种(系)F1 代的差异性，以作为评价
杂交组合配合力高低的标准。
1． 2． 4 统计分析
对原始数据进行标准化处理，利用 SPSS 软件对株高、冠幅、花径等指标进行方差分析，通过新复极差
法［3］进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2． 1 亲本选育结果
由表 1 可知，PZ003 雄性不育系和自交系的出芽率分别为 91． 0%和 87． 0%，均为 3 份材料中最大，表
现出较好的出芽效果，分别高于雄性不育系 JS003 和 XG003 6． 0%和 9． 0%，3 份雄性不育系材料出芽率
均达到 80． 0%以上，差异不明显，均可作为优良母本的备选材料;自交系 PZ003 的出芽率比自交系 JS003
和 XG003 分别高出 23． 0%和 19． 0%，PZ003 自交系表现出明显的优势。
拔除畸形苗是苗期选育的重要标准之一，3 份亲本材料在苗期出现畸形苗的情况也有差别，其中雄性
69
上 海 农 业 学 报
不育系 XG003 达到 9． 0%的最高变异率，远高于雄性不育系 PZ003 和 JS003;3 份自交系的畸形苗出现率
分别为 0． 0%、1． 0%、1． 0%，差异不明显。选择变异率低的材料作为亲本能有效推动选育进程，缩短选育
时间。其中雄性不育系 PZ003 和 JS003 变异率接近，且数值较低，是适宜的母本备选材料，而自交系的变
异率均较低，亦可作为父本杂交材料。
亲本苗期的整齐度是影响杂交后代整齐度高低的关键因素。亲本 PZ003 无论父本还是母本整齐度
均较高，而另外两份亲本材料表现出不一致的整齐度，均表现出基本整齐或略微整齐，整体整齐度水平均
低于 PZ003。
抗倒伏能力和抗病性是评价百日草植株长势优劣的重要指标。雄性不育系多数表现为株型松散且
植株偏高，在本研究中，3 份雄性不育系材料的平均高度均高于 30． 0 cm，其中 PZ003 的株高最低，为
31. 6 cm，抗倒伏能力较强;3 份自交系株高均值均低于 23． 0 cm，相对较低。抗黑斑病和白粉病能力的强
弱依次为 PZ003 ＞ JS003 ＞ XG003;且存活率的表现亦是 PZ003 的组合最好，均在 90． 0%以上，而其余两份
材料最高值才达到 82． 2%。3 份材料中，自交系花径差异不大，为 5． 1—5． 5 cm，但选用大花自交系作亲
本利于获得大花杂交后代。另外，花色与植株茎基部颜色有相关性，黄色系列植株茎及其基部均为绿色，
利于未开花时提前判断花色，剔除杂株。
从以上各生长指标综合筛选，可判断选用 PZ003 一组黄色亲本材料进行预杂交试验，有得到具有育
种目标性状 F1 代新品种(系)的可能性。
表 1 黄色百日草亲本生长性状
Table 1 The growth traits of yellow Zinnia elegans parents
材料
出芽率
%
变异率
% 整齐度 抗逆性
存活率
% 株型
株高
cm
冠幅
cm 茎基色 茎色
花径
cm 花色 重瓣性
生育期
d
PZ003 雄性不育系 91． 0 3． 6 + + + + － － － 95． 6 紧凑 31． 6 25． 1 绿 绿 － 黄 无瓣 55—65
JS003 雄性不育系 85． 0 2． 0 + + + － － 68． 9 松散 47． 8 26． 0 绿 绿 － 黄 无瓣 60—70
XG003 雄性不育系 82． 0 9． 0 + + － － 82． 2 松散 39． 6 27． 8 绿 绿 － 黄 无瓣 60—70
PZ003 自交系 87． 0 0． 0 + + + + － － － 91． 1 紧凑 20． 1 15． 9 绿 绿 5． 4 黄 重瓣 50—60
JS003 自交系 64． 0 1． 0 + + － － 46． 7 紧凑 17． 3 14． 5 绿 绿 5． 5 黄 半重瓣 50—60
XG003 自交系 68． 0 1． 0 + + + － 57． 8 松散 22． 5 17． 9 绿 绿 5． 2 黄 半重瓣 60—70
注:(1)+(整齐度低，20． 0%) ，+ +(略微整齐，40． 0%) ，+ + +(基本整齐，60． 0%) ，+ + + +(整齐度高，80． 0%) ，+ + + + +(十
分整齐，100． 0%) ;(2)－(抗逆性极低，20． 0%) ，－ －(抗逆性差，40． 0%) ，－ － －(基本抗逆，60． 0%) ，－ － － －(抗逆性良好，80． 0%) ，
－ － － － －(抗逆性极高，100． 0%) ;下同。
2． 2 杂交试验
将 PZ003 一组材料作亲本进行百日草雄性不育杂交试验，两个亲本杂交后得到黄色杂交 F1 代。在
栽培种植过程中，亲本出现了逐渐死亡的状况，尤其是授粉之后的雄性不育系表现出逐渐萎蔫、枯死的症
状，致使已经授粉的花苞不能再持续授粉、受精以完成正常的结实行为而减少杂交后代的收获总量，不仅
严重影响了籽种的收获量也使得前期的多次授粉工作成为徒劳，因此提高栽培管理技术，保证亲本尤其
是经过授粉的雄性不育系健康、旺盛的生长是提高结籽率的关键环节。百日草后期的栽培属于大田管
理，考虑到北京夏季高温、高湿、连续降雨的气候特点，将亲本的播种期适时顺延，使盛花期、杂交授粉时
间与雨期错开，有利于杂交授粉率的提高，同时也会大大降低病虫害的发生机率。百日草种子一般在授
粉后 1 个月左右成熟，成熟的标准为柱头和总苞都变褐色，种子应随熟随采，采后用剪刀剪掉多余的冠
毛，只留下 1 mm左右长度即可，在阴凉通风处阴干。
2． 3 品种(系)对比试验
将培育出的黄色杂交 F1 代‘PZF’与‘梦境’F、‘热情’、‘梦境’T、‘大雅’、‘麦哲伦’、‘红颜’6 个 F1
代品种进行性状对比试验。由表 2 可知，‘PZF’与其他 F1 品种相比，表现出一些相同的外部性状特征，如
重瓣性、花色与茎及其基部颜色的关联性等，但出芽率、整齐度、抗逆性、株高、冠幅、花径等指标表现出差
异。
‘PZF’出芽率达到 91． 0%，与日本市场流行品种出芽率一致，仅次于‘麦哲伦’98． 0%的最高芽率，高
于国产品种 83． 0%和 74． 0%的出芽率，在出芽率方面与国际主流品种基本接近，均达到 90． 0%以上，也
高于其他国内外 4 个品种，优势明显。‘PZF’0． 0%的变异率在国内外 7 个品种(系)中最低，最高为美国
品种‘热情’9． 0%的变异率，差异明显;由图 1 可知，‘PZF’、‘麦哲伦’、‘大雅’、和‘梦境’T苗期长势表现
良好、叶色绿，而‘红颜’、‘热情’和‘梦境’F 长势整体表现较差，叶色浅绿。‘PZF’苗期的生长状况整体
79
李 俊，等:百日草新品系的杂交选育
表现优异、长势整齐，不亚于国际主流品种，且明显优于国内品种。
7 个品种(系)的株高均介于 27． 0—34． 0 cm，其中以‘PZF’最高为 33． 2。相比其余 6 个品种，其抗倒
伏性最好且株型紧凑，其次表现良好的为‘梦境’T 和‘大雅’，其余 4 个品种无论抗病性还是抗倒伏能力
都表现较差。除了‘红颜’之外，其余 6 个品种的花径均达到 7． 0 cm 以上，其中‘PZF’、‘梦境’F、‘麦哲
伦’的花径均值较大，属于大花类型。另外，各品种(系)花型均具良好的重瓣性，但‘梦境’F、‘麦哲伦’、
‘大雅’瓣型稍显凌乱，‘红颜’、‘梦境’T重瓣性不高，而‘PZF’、‘热情’瓣型表现较好。
表 2 不同 F1 代黄色百日草品种(系)的生长性状
Table 2 The growth traits of different F1 hybridizations of yellow Zinnia elegans
品种
系
产地
出芽率
%
变异率
%
整齐
度
抗逆
性
株型
株高
cm
冠幅
cm
茎基
色
茎色
花径
cm 花色
重瓣
性
生育期
d
‘PZF’ 自育 91． 0 0． 0 + + + － － － 紧凑 33． 2 25． 2 绿 绿 7． 3 黄 重瓣 55—65
‘梦境’F 美国 65． 0 1． 0 + + － 不紧凑 30． 7 24． 8 绿 绿 7． 4 黄 重瓣 55—65
‘热情’ 美国 79． 0 9． 0 + － 松散 32． 3 27． 3 绿 绿 7． 1 黄 重瓣 55—65
‘梦境’T 日本 91． 0 0． 0 + + + － － 不紧凑 31． 1 29． 3 绿 绿 7． 1 黄 重瓣 50—60
‘大雅’ 江苏 83． 0 1． 0 + + － － 不紧凑 30． 5 27． 9 绿 绿 7． 1 黄 重瓣 50—60
‘麦哲伦’ 美国 98． 0 3． 0 + + + + － 紧凑 28． 1 25． 0 绿 绿 7． 4 黄 重瓣 55—65
‘红颜’ 内蒙 74． 0 2． 0 + － 不紧凑 27． 0 23． 0 绿 绿 5． 9 黄 重瓣 55—65
图 1 苗期生长状况
Fig． 1 The seedling growth conditions
图 2 黄色杂交 F1 代百日草‘PZF’
Fig． 2 The yellow F1‘PZF’hybridizations of Zinnia elegans
对 7 个不同品种(系)百日草的株高、冠幅、花径等指
标进行方差分析，均达到极显著差异水平。进一步对株
高、冠幅、花径进行多重比较分析。由表 3 可以看出，7 个
品种(系)株高均值为‘红颜’＜‘麦哲伦’＜‘大雅’＜‘梦
境’＜‘梦境’T ＜‘热情’＜‘PZF’，以‘红颜’株高最矮，为
26． 973 cm，‘PZF’株高最高，为 33． 184 cm;‘PZF’株高与
‘大雅’、‘梦境’F、‘梦境’T、‘热情’在 0． 05 水平和 0． 01
水平差异不显著，但与‘红颜’、‘麦哲伦’差异显著。7 个
品种(系)冠幅均值为‘红颜’＜‘梦境’F ＜‘麦哲伦’＜
‘PZF’＜‘热情’＜‘大雅’＜‘梦境’T，以‘红颜’冠幅最
小，为 22． 946 cm，‘梦境’T 冠幅最大，为 29． 265 cm;
‘PZF’冠幅居中，在 0． 05 水平和 0． 01 水平上与‘红颜’、
‘梦境’F、‘麦哲伦’、‘热情’、‘大雅’差异不显著，但与‘梦境’T 差异显著。7 个品种(系)花径均值为‘红
颜’＜‘大雅’＜‘梦境’T ＜‘热情’＜‘PZF’＜‘梦境’F ＜‘麦哲伦’，其中以‘红颜’花径最小，为 5． 904
cm，以‘麦哲伦’花径最大，为 7． 390 cm;在 0． 05 水平和 0． 01 水平上，‘PZF’与‘大雅’、‘梦境’T、‘热
情’、‘梦境’F、‘麦哲伦’差异不显著，但与‘红颜’差异显著。
89
上 海 农 业 学 报
表 3 不同 F1 代黄色百日草品种(系)株高、冠幅、花径差异显著性分析
Table 3 Analysis of significant difference on plant height，crown width，flower size of different F1 hybridizations of yellow Zinnia eleganscm
品种 ‘红颜’ ‘麦哲伦’ ‘大雅’ ‘梦境’F ‘梦境’T ‘热情’ ‘PZF’
株高 26． 973 aA 28． 086 abAB 30． 500 bcABC 30． 667 bcABC 31． 147 cBC 32． 300 cC 33． 184 cC
冠幅 22． 946 aA 25． 043 abAB 27． 857 cdBC 24． 815 abAB 29． 265 dC 27． 300 bcdBC 25． 184 abcAB
花径 5． 904 aA 7． 390 bB 7． 068 bB 7． 371 bB 7． 114 bB 7． 141 bB 7． 279 bB
由以上统计结果分析可见，黄色‘PZF’与其他 F1 代黄色百日草品种相比，表现出良好的出芽率、重瓣
性及抗逆性等特点，也证实了 PZ003 一组杂交组合具备培育优良新品种的潜力。
2． 4 黄色杂交 F1 代‘PZF’性状表现
‘PZF’重瓣性好，颜色鲜亮(图 2)，不褪色，花径 7． 0—9． 0 cm，生育期 55—65 d，生长健壮，长势良好。
‘PZF’株高均值达到 33． 2 cm，已不属于矮型品种，但整齐度好，抗逆性佳，基本符合预期育种目标要求。
3 结论与讨论
3． 1 增加种质资源获得途径
百日草属植物园艺化应用的野生种少，且能作为亲本的种质资源数量也有限，本试验中 PZ003 一组
黄色百日草亲本材料出芽率与成苗率高且变异率低，株型紧凑、生育期短，是 3 组试验亲本材料中表现最
优的组合;若想获得更多新品种，增加种质资源的获得方式或途径是解决问题的关键所在。目前已有文
献报道将鸡冠花、耧斗菜、马齿苋、凤仙花等通过离子注入干种子或辐射诱变等育种手段进行种子的萌发
速率、发芽率、致死率等相关生物学效应的研究，并且部分材料经过处理突变出新品种［4 － 7］。作为重要的
靠种子繁殖的草本花卉，可以参考前人研究，通过离子注入、辐射育种、化学诱变、航天搭载等多种途径处
理百日草亲本种子，提高突变几率，获得更多种质资源，以改进其花色、花型、株高等生长性状，为培育更
多百日草新品种奠定基础。今后应加强其他品种的开发利用或者在已经得到应用的品种中引入有应用
价值的基因，以丰富百日草属植物的基因库，使园艺栽培用百日草品种呈现出更丰富的多样性。
3． 2 雄性不育在杂交育种上的应用
有研究报道了万寿菊、百日草雄性不育两用系杂交制种的途径和方法［2，8 － 12］。而百日草花型结构的
特点决定了其杂种优势利用措施必须是应用雄性不育技术，可以省去人工去雄的麻烦，降低制种成本和
提高种子纯度，避免化学去雄对生态环境的破坏，更能避免自花传粉，有利于异花传粉受精，从而获得大
量的、强优势的杂种后代。本试验通过雄性不育系杂交育种手段培育出重瓣性佳、大花色颜、生长健壮、
抗逆性强的杂交 F1 代黄色百日草新品种(系)‘PZF’，这种育种途径为日后新品种的大量制种、推广奠定
了基础，同时可杜绝亲本流失，保护知识产权，具有明显的优越性。因此，对百日草雄性不育的研究，受到
国内外育种家的高度重视。
参 考 文 献
［1］Metcalf H N，Sharma J N． Germ plasm resources of the genus Zinnia L［J］． Economic Botany，1971，25(2) :169 － 181．
［2］Cowen Ｒ K，Ewart L C． Inheritance of a male sterile apetalous inflorescence in Zinnia elegans［J］． Acta Horticulture，1990，272:37 － 40．
［3］李正祥．多品种比较试验用邓肯新复极差法的统计与分析方法［J］．甜菜糖业，1983(2) :16 － 18．
［4］王 丹，任少雄，李卫锋，等．电子束和离子注人处理鸡冠花种子对植株生长发育的影响［J］． 辐射研究与辐射工艺学报，2006(3) :
364 － 367．
［5］朱蕊蕊，杨姗姗，王字钢，等． H离子注入耧斗菜千种子对萌发率的影响［J］．北方园艺，2001，9(10) :88 － 90．
［6］代西梅，黄群策，黄延伟．低能氮离子束注入马齿苋的生物学效应［J］．中国农学通报，2005，21(1) :29 － 31．
［7］孙永健，孙 宁，张乃楠，等．低能离子注入风仙花后 DNA变异的 ＲAPD分析［J］．天津农学院学报，2009，16(1) :21 － 24．
［8］李福荣．万寿菊雄性不育的遗传与应用研究［D］．北京:北京林业大学，2005．
［9］娄雪源．百日草雄性不育两用系的遗传及杂交育种研究［D］．武汉:华中农业大学，2010．
［10］陈天花．百日草多倍体诱导和雄性不育初步研究［D］．武汉:华中农业大学，2006．
［11］王 平，赵景云，苏君伟．百日草雄性不育及其两用性在育种中的应用［J］．北方园艺，2004(3) :70 － 71．
［12］叶要妹．百日草杂交亲本的选育与自交系间遗传多样性评价［D］．武汉:华中农业大学，2007．
(责任编辑:闫其涛)
99