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秀丽槭实生苗变异新品种培育方法与实践研究



全 文 :种苗繁育 Seedling Breeding
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秀丽槭实生苗变异新品种培育方法与实践研究*
祝志勇1,竺 君2,崔广元1,林乐静1
(1.宁波城市职业技术学院,浙江 宁波 315000;2.奉化市天竺园艺有限公司)
摘要:秀丽槭(Acer elegantulum)种子资源丰富,播种发芽率和成苗率高,存在一定数量自发突变实生苗植株或植株局部
芽变现象,以变异植株(或芽)为母本,采用嫁接繁殖技术,通过1代或多代变异芽选择性嫁接培育出观赏性较高的秀丽
槭园艺新品种,丰富园林绿化植物资源,提高种苗社会经济效益。
关键词:秀丽槭;Acer elegantulum;芽变;新品种;培育方法
中图分类号:S792.35         文献标识号:A 文章编号:1671-4938(2016)09-0034-03
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2016.09.012
槭树科植物是世界重要观赏树种之一,我国虽为
槭树科种质资源大国,但是槭树园艺新品种的开发、
培育却远落后于日美等国家。新品种的选育可以通
过杂交育种、辐射育种、太空育种、分子育种等多途径
获取有益突变而实现目标。本文结合多年鸡爪槭、秀
丽槭等新品种培育实践,主要介绍通过秀丽槭实生苗
植株芽变进而繁育新品种的路径、方法,为槭树科其
它树种观赏新品种的培育提供借鉴参考。
1 秀丽槭植株(芽)变异主因
1.1 自然杂交
秀丽槭(Acer elegantulum)是红枫、羽毛枫、流泉、
*国家星火项目“优良观赏树种秀丽槭造型技术示范与推广”(编
号2015GA701016),国家星火项目“优良观赏树种金叶鸡爪槭良种示范
与推广”(编号2015GA701004),宁波市农业社会发展重大专项“槭树等
特色景观树种良种选育与产业化开发”(编号2014C11002),中央农业
科技成果转化项目“金叶槭树新品种中试及产业化示范”(编号
2014GB2C220150),宁波市科技富民项目“秀丽槭造型技术开发与产业
化示范”(编号2016C10036)。
作者简介:祝志勇(1968-),硕士,教授,主要从事植物资源开发及
利用教学与研究工作。
金叶鸡爪槭、金贵等槭树观赏园艺品种嫁接繁殖的优
良砧木之一。以浙江四明山区域为例,约有2 000hm2
红枫、羽毛枫等各种槭树园艺品种种植面积,每年需
播种繁殖数以百万计秀丽槭苗,以供嫁接生产砧木之
用。因国内目前尚无秀丽槭种子园或专门的母树林
供采种之用,农户秀丽槭种子普遍采集于苗圃多年生
秀丽槭母树,而母树周边鸡爪槭、色木槭、红枫、羽毛
枫等槭树科种及品种混种,为秀丽槭自然杂交授粉提
供极大可能性、随机性,其种子播种后产生变异植株
的可能性大大高于秀丽槭自发变异的程度。从已选
育出的变异植株的分子鉴定结果中已经证实了这种
现象普遍存在的事实。也为槭树科新品种选育提供
重要路径。
1.2 环境因素
外界环境条件是引起植物突变的重要因素之一,
分物理诱变和化学诱变,包括紫外线、辐射、化学诱变
剂等。如γ射线、β射线,锂、锰等重金属,金属盐类,
羟化剂,脱氨剂,碱基类似物等[1],引起秀丽槭 DND
断裂、融入、融合、重组、位移等,破坏秀丽槭DNA结
[8] M A Dirr,C W Heuser.The reference manual of woody
plant propagation[M].Portland· London:Timber
Press,2006:40-42.
[9] B N Howard.Factors which affect the response of cut-
tings to hormone treatments.Proc.Int.Plant Prop.Soc.
1974(24):142-143.
[10] 桂毓,张超,李冰,等 .不同杨树品种在容器育苗扦插
繁殖中的生长特性[J].北方园艺,2015(1):79-83.
[11] 蒋柱 .红叶石楠容器扦插繁育及整形修剪技术[J].现
代农业科技,2015(7):157,161.
[12] 段昌盛,守攻,王军辉,等.3种云杉嫩枝生根特性的研
究[J].西北林学院学报,2009(6):59-60.
[13] 李明,黄卓烈,谭绍满,等 .萘乙酸处理桉树插条后多
酚氧化酶活性及同工酶变化与插条生根的关系[J].华
南农业大学学报,2002,23(1):45-48.
[14] 陆秀君,洪晓松,刘景强,等 .扦插基质及生根促进剂
对美国红枫扦插繁殖的影响[J].西北林学院学报,
2015,30(5):138-142.
[15] 赵艳,高晓宇,杳友贵,等 .植物生长调节剂与不定根
的形成[J].湖北农业科学,2011,50(1):12-16.
[16] 刘群龙,张思敏,武新艳,等 .激素处理对黑莓嫩枝扦插
生根的影响[J].林业科技开发,2015,29(5):53-56.★
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构,引起秀丽槭植株变异,发生不可预知的变化。
近年来工业废气、废水、重金属等对土壤环境污
染加剧,以及过量使用化肥、农药而致使残留量积聚
的增加,使得外界土壤环境因素可能诱发秀丽槭播种
苗发生突变的概率提高到自发突变水平以上。
1.3 自发变异
源于秀丽槭植物内部细胞的一些生命活动过程,
发生遗传重组的差错或DNA复制差错,也不排除天
然的宇宙射线影响,在自然条件下发生突变,为小概
率事件,自发突变频率一般为10-5-10-8 [2]。自
发突变也是秀丽槭新品种选育的重要途径之一。
2 变异植株或芽的选择
诱发或自发突变,可能会引起秀丽槭致死突变、
有条件致死突变、生化突变、形态突变等情形,即植物
变异从“效应”上可分为表型突变和沉默突变[3]。从
秀丽槭新品种选育的目标出发,重点关注的是具有高
观赏价值的表型突变,比如叶片色彩与形状的突变、
枝条色彩的突变、果实形态及色彩的突变等。
2.1 最适观察时间
因播种育苗发生表型突变植株(或芽)是极小的
概率事件,播种苗产生表型突变的植株(或芽),尤其
是芽变,在幼苗阶段发育或生长势相对较弱,若不及
时发现并采取措施加以保护,变异植株或芽因竞争劣
势而容易导致死亡或逐渐消失,失去珍贵的变异植株
(或芽)留存的机会。实践经验表明,从秀丽槭种子萌
发到幼苗生长的2年内,是秀丽槭表型突变植株观察
与选育的关键时期。实践操作上应做到春、夏、秋季
重点观察田间播种苗叶片色彩的差异性,而秋、冬季
重点观察秀丽槭枝条色彩变化的差异性,一旦发现有
异常植株或植株上有异常变化的枝条(芽),应加以重
点保护,为后续嫁接繁殖培育可供选择的接穗或芽,
并持续跟踪观察和记录特征变化。
2.2 变异枝或芽选择
秀丽槭播种实生苗无论是自然授粉杂交种子,还
是环境因素、自发变异而引起表型上的性状差异,不
具有定向性,而具有比较大的随机性。发生变异的秀
丽槭植株,在表型上一般会呈现出以下几种形态:类
型一是整个植株变异器官表型整体表现一致,如叶片
一致表现为粉红色、红色等;类型二是变异植株部分
器官表型整体表现一致,如变异植株某一个枝条或几
个枝条上呈现出某种(红色、黄色灯)一致性特征;类
型三是变异植株某一枝条或数个枝条上呈现出红色、
黄色、花色等多种不一致的特征。
类型一变异枝或芽资源比较丰富,侧重于选择变
异性状健壮的枝条或饱满的芽,以提高嫁接繁殖苗的
成活率及质量;类型二限于一个或少量枝条(或芽)出
现变异性状,变异资源比较稀缺,在确保母本变异器
官可继续发育或生长的前提下,本着高效、节约的原
则,尽可能全面利用可用的变异枝或芽,以确保变异
特征能够通过嫁接繁殖加以遗传和保存下来;类型三
因植株变异特征的多样性,是新品种培育的优势,应
分别不同变异性状选择枝条或芽,以实现一株变异植
株培育出多个观赏新品种的可能性。
3 初次嫁接
基因重组、基因突变、染色体变异等成因引起秀
丽槭播种苗植株或芽产生变异,有些变异能自然遗
传,有些不能自然遗传,但是通过嫁接无性繁殖可以
最大限度遗传和保留观赏特征,实现植物新品种应具
备的特异性、一致性、稳定性[4],进而实现高观赏价值
秀丽槭新品种的培育。鉴于由秀丽槭变异植株或芽
来嫁接繁殖培育新品种的目标,初次嫁接应以通过嫁
接成活保存变异性状的材料为首要任务,其次是通过
嫁接繁殖观察变异枝条或芽特异性状的遗传性、一致
性、稳定性。
3.1 嫁接时间选择
传统嫁接繁殖生产时间以秋季或春季芽萌动前
(秀丽槭休眠期)为适宜时期。但是,考虑到秀丽槭播
种实生苗变异枝条或芽后续生长的不确定性,实际工
作中应根据发现变异性状的实际时间来定。一般尽
量选择秋季、春季芽萌动前进行,特殊情况可选择生
长季(6—8月)进行。
3.2 嫁接砧木选择
选择秀丽槭实生苗为嫁接砧木进行自接,亲和力
强,成活率高。秀丽槭砧木规格可选择地径为1~3
cm小苗,也可选择胸径为4~6cm的大苗。
3.3 嫁接方法选择
以秀丽槭小苗为砧木一般选用腹接法,以大规格
秀丽槭为砧木可选用剪砧切接法。实践结果表明,一
般嫁接在大规格砧木上的芽或枝条,嫁接成活后,当
年的生长势要强于嫁接在小苗上的。
3.4 嫁接后管理
具有变异性状的枝条或芽嫁接后,在技术管理措
施上与常规嫁接管理基本一致。主要是在嫁接目标
上存在不同,重点观察嫁接成活后枝条或芽(简称嫁
接“一代苗”)变异性状的实际表现。
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4 再次嫁接
由变异植株(简称母本)上选择枝条或芽通过初
次嫁接获得嫁接“1代苗”,其变异性状特征存在不稳
定或观赏性不聚焦等现象,可通过在“1代苗”植株上
再次选择具有目标性状的枝条或芽作为接穗进行再
次嫁接,培育新植株(简称“2代苗”),必要时可以从
“2代苗”植株上再次选择和嫁接植株,以实现具有特
异性、一致性、稳定性的观赏新品种培育的最终目标。
5 选育案例
以秀丽槭播种实生苗变异植株培育“粉黛”(暂定
名)新品种(主要性状特征:新叶玫红色,成熟春叶玫
红色或玫红与紫红色相间,初夏叶粉色或粉绿色相
间,7月底渐变为黄绿色相间,秋叶金黄色)为例,介绍
如下。
5.1 变异植株
2012年10月于浙江省宁波市某苗圃8~10年生
秀丽槭母树上采集种子,净种处理后于2012年12月
中旬播种,播种面积约0.04hm2。2013年3月秀丽槭
种子发芽出苗,4月底实施芽苗移栽,移栽数量约2万
株,5月底从移栽苗中发现1植株(以下简称“母本”)
的3个枝条上叶片颜色呈玫红、粉红、淡红等不同色
彩,对该植株进行重点保护和观察。
5.2 初次嫁接
2013年9月从母本叶片颜色变异最明显的枝条
上选择2个芽,以秀丽槭1年生苗为砧木进行嫁接,获
得2株嫁接苗(以下简称“1代苗”),“1代苗”芽萌发
后其叶片玫红色性状基本与母本叶片玫红色性状一
致,但存在少量玫红色中稍夹带绿色。
5.3 再次嫁接
2014年6月从“1代苗”上选取粉红色叶片所在
枝条上的3个饱满芽,以胸径4cm秀丽槭为砧木截干
高接,3个芽全部嫁接成活,获得嫁接苗植株1株(以
下简称“2代苗”),7月接穗芽萌发后,叶片玫红色性
状表现更为纯净。
2015年2月从“2代苗”上选取8个芽,以秀丽槭
实生苗为砧木嫁接成活8株苗(以下简称“3代苗”),
春季芽萌发后叶片玫红色性状明显、一致、稳定。
2015年10月分别从“1代苗”、“2代苗”、“3代
苗”上选取具有粉红色纯净叶片性状的9个芽,以秀
丽槭实生小苗为砧木嫁接成活27株苗,2016年春季
观察到玫红色叶片性状特异性明显,且该批嫁接繁殖
表性状表现具有一致性和稳定性。
由此,通过秀丽槭播种实生苗的观察并发现变异
植株,经过变异性状特征多代嫁接繁殖后,实现了具
有高观赏价值的变异性状有效遗传保存,达到一致
性、稳定性的要求,具备了国家林木新品种条件的要
求,可依据《中华人民共和国植物新品种保护条例》,
遵照品种权申请审查规则,向国家林业局相关部门申
请秀丽槭新品种。
据笔者访问和调查目前世界上槭树观赏品种最
多的国家日本,其槭树新品种培育来源除专门的研究
机构外,最基本的途径之一是广大农户长期从鸡爪
槭、秀丽槭以及原有观赏品种等自然变异中不断选育
具有观赏价值的枝叶等突变,并通过无性繁殖予以培
育,长年累月积累了数以百计的观赏品种。
因此,从实生苗中筛选有较高观赏价值的变异植
株(或芽),通过嫁接繁殖,实现槭树观赏园艺品种的
开发和培育,操作方法简便,成功率高,十分适宜于广
大苗农结合自身生产实际开展新品种的选育工作,有
利于大力推进我国槭树科新品种的开发和应用工作。
参考文献:
[1] 文明星,陈爱大,曲朝喜 .植物突变体创造及研究现状
[J].上海农业科技,2012(6):28-29.
[2] 宋希强,刘华敏,李绍鹏,等 .观赏植物新品种选育的方
法与路径[J].世界林业,2004(06):6-9.
[3] 陈玲玲,彭贵子,张伟丽,等 .突变在基因组进化中的意
义[J].遗传,2006(28):631-638.
[4] 中华人民共和国植物新品种保护条例(修订版)[S].★