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A Preliminary Study on the Cross-compatibility among Sect.Camellia Species and C.japonica Cultivars in the Genus Camellia

山茶属红山茶组物种间及其与品种杂交亲和性研究初报



全 文 :收稿日期 : 2003212203
基金项目 : 国家 863 子课题 (2001AA241202)及浙江省自然科学基金 (302399&302402)的部分内容
作者简介 : 杨志玲 (1969 —) ,女 ,湖南祁阳人 ,硕士 ,助理研究员 ,主要从事药用植物、花卉遗传育种研究.
林业科学研究 2004 ,17 (5) :680~684
Forest Research
  文章编号 :100121498 (2004) 0520680205
山茶属红山茶组物种间及其与品种杂交亲和性研究初报
杨志玲 , 李纪元 , 范正琪
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,浙江 富阳 311400)
关键词 :红山茶组物种 ;红山茶起源品种 ;杂交 ;杂交亲和性 ;结实率
中图分类号 :S 685    文献标识码 :A
山茶属 ( Camellia L1)植物经济价值较高 ,其产品中的木本油料、山茶花、茶叶都与人们日
常生活密切相关[1~3 ] 。我国多家科研单位已就山茶种质资源的收集作了较多的工作 ,现已在
中国林科院亚热带林业研究所、浙江金华、江西南昌、湖南长沙、广西南宁、福建福州、贵州贵阳
等地建立了山茶种质资源收集圃 ,为山茶属的杂交育种及品系选育提供了有利条件[2~5 ] 。山
茶属的杂交育种工作 ,主要集中在油茶中优良无性系、茶花品系的选育上 ,前期选育对象主要
以表型性状如主要经济或园林观赏特性为着眼点[1 ,6~9 ] 。已有的关于山茶杂交亲和性研究的
基础资料不多[10~14 ] 。总体来说 ,山茶属植物的遗传育种研究水平还较低 ,故需要加强山茶属
植物的遗传育种研究 ,特别是作观赏树种的山茶、部分油质可食用的红山茶在杂交亲和性方面
的遗传基础研究。作者近年来开展了山茶属红山茶组 (Sect . Camellia Dyer) 物种间及其与红山
茶 ( C1 japonica Linn)起源的品种间杂交亲和性的研究 ,目的是获得红山茶组物种间杂交种子 ,
为定向培育山茶或红山茶食用油型新品种、新类型提供基础材料。
1  材料及方法
杂交母本材料来源于中国林科院亚热带林业研究所山茶资源圃 ,部分父本材料来源于中
南林学院山茶资源收集圃。选用的杂交亲本分别是 :浙江红山茶 ( Camellia chekian2goleosa Hu) 、
南山茶 ( C1semiserrata Chi1) 、多齿红山茶 ( C1 polyodonta Hu) 、扁果红山茶 ( C1 compressa Chang) 、
大花红山茶 ( C1 magniflora Chang) 、长尾红山茶 ( C1 longicaudata Chang et Liang ex Chang) 、短管红
山茶 ( C1 glabsipetala Chang) 、毛蕊红山茶 ( C1 mairei Lévl . Melch. ) 、厚叶红山茶 ( C1 crassissima
Chang et Shi) 、长毛红山茶 ( C1 villosa Chang et S1Y1 Liang) 、栓壳红山茶 ( C1 phellocapsa Chang et
B1 K1 Lee)及红山茶 ( C1 japonica L. )起源的 11 个品种。
杂交试验在 2002 年、2003 年 2 月中旬至 4 月进行。大部分组合安排在浙江富阳亚林所资
源圃 ,少量组合在中南林学院山茶资源圃。设计了物种间 19 个组合 ,物种与品种间 28 个组
合 ,总计 47 个杂交组合 ,每组合杂交 20~200 朵花。杂交时 ,资源圃内拥有父本资源的花粉 ,
均于当天采集 ;外地父本花粉 ,采集后阴干 ,用硫酸纸包扎后 ,快速带回 ,尽早杂交 ;母本花期未
开放时 ,收花粉放入干燥器 ,置入冰箱内冷冻室贮藏备用。采用常规杂交育种方法 ,授粉后 7
~10 d 摘除硫酸纸袋。杂交当年 9 —10 月果实生理成熟时调查结实数量 ,再按杂交母株统计
结果总数量 ,同物种母树间的相同杂交组合合并计算 ,用结果数量除以授粉总花朵数获得结实
率数据。
2  结果与分析
211  红山茶组物种间杂交
从表 1 看出 ,2002 年杂交 638 朵花 ,结实 116 个 ,平均结实率 18118 % ;2003 年杂交 965 朵
花 ,结实 206 个 ,获得杂交种子数量 1 368 粒 ,平均结实率达到 21135 %。2 a 中 ,结实率最高、最
低的杂交组合分别是多齿红山茶 ×浙江红山茶 (52150 %~64100 %) 、厚叶红山茶 ×南山茶
(4100 %~4150 %) ;杂交结实率等于或高于 20 %的组合分别是 3 个、6 个 ,只占杂交组合总数的
1518 %、3116 %。
2 a 杂交试验均显示 :红山茶组 3 对物种正反交组合之间均存在一定的亲和性 ,它们是浙
江红山茶 ×南山茶、多齿红山茶 ×南山茶、浙江红山茶 ×大花红山茶及其反交组合 ;但 3 对红
山茶组合正反交结实率差异均不同 ,多齿红山茶 ×南山茶正反交结实率差异最大 ,分别达到
42185、39168 个百分点。
表 1  红山茶物种间杂交亲和性
杂交组合
杂交数量/ 朵
2002 年 2003 年
结实数量/ 个
2002 年 2003 年
杂交结实率/ %
2002 年 2003 年
种子数/ 粒
2003 年
物种平均结实率/ %
2002 年 2003 年
多齿红山茶×浙江红山茶 40 75 21 48 52150 64100 560
多齿红山茶×扁果红山茶 28 35 4 6 14129 17114 26  43157 50199
多齿红山茶×南山茶 60 92 31 49 51167 53126 262
浙江红山茶×大花红山茶 52 70 3 6 5177 8157 52
浙江红山茶×南山茶 49 121 9 22 18136 18118 13
浙江红山茶×厚叶红山茶 58 90 6 10 10134 11111 36 11167 13104
浙江红山茶×栓壳红山茶 24 15 2 1 8133 6167 15
浙江红山茶×扁果红山茶 32 26 4 3 12150 11154 2
南山茶×多齿红山茶 68 243 6 33 8182 13158 241
南山茶×浙江红山茶 31 55 4 7 12190 12173 55 9177 13131
南山茶×扁果红山茶 24 10 2 1 8130 10100 4
大花红山茶×浙江红山茶 15 20 1 1 6167 5100 3 6167 5100
长尾红山茶×南山茶 30 25 5 6 16167 24100 9
长尾红山茶×浙江红山茶 35 18 6 4 17114 22122 34 16192 23126
毛蕊红山茶×南山茶 8 10 1 2 12150 20100 13 12150 20100
厚叶红山茶×南山茶 25 22 1 1 4100 4150 9
厚叶红山茶×栓壳红山茶 15 8 2 1 13133 12150 15 7150 6 167
长毛红山茶×南山茶 25 18 6 4 24100 22122 13
长毛红山茶×浙江红山茶 19 12 2 1 10152 8133 6 18118 16167
(总计) 638 965 116 206 18118 21135 1 368 18118 21135
186第 5 期 杨志玲等 :山茶属红山茶组物种间及其与品种杂交亲和性研究初报
  以参试的作为母本的物种为单位进行统计 ,2002 年、2003 年 8 个物种的平均结实率差异
达到 37108 和 45199 个百分点 ;2002 年 8 个母本物种中仅多齿红山茶为母本的杂交组合平均
结实率超过了 20100 % ,2003 年平均结实率高于 20100 %的杂交物种增加到 3 个。2002 年结实
率递增的次序 :多齿红山茶 > 长毛红山茶 > 长尾红山茶 > 毛蕊红山茶 > 浙江红山茶 > 南山茶
> 厚叶红山茶 > 大花红山茶 ;2003 年结实率递增的次序 :多齿红山茶 > 长尾红山茶 > 长毛红
山茶 > 毛蕊红山茶 > 南山茶 > 浙江红山茶 > 厚叶红山茶 > 大花红山茶。
综合 2 a 的杂交试验结果 ,结实率较好的母本分别是多齿红山茶、长尾红山茶、长毛红山
茶及毛蕊红山茶 ;父本是浙江红山茶、南山茶、大花红山茶等。
212  红山茶组物种与红山茶起源的品种间杂交
表 2 可知 ,2003 年以多齿红
山茶等 7 个红山茶组物种与阿兰、
达婷等 11 个红山茶起源的品种杂
交 ,设计了杂交组合 28 个 ,杂交花
朵数量 2 122 个 ,结实 657 个 ,获得
杂交种子6 988粒 ,平均结实率为
30196 % ,结实率变化幅度 5117 %
~ 77178 %;结实率高于 30 %的有
多齿红山茶 ×红绒贝蒂、南山茶
×阿牛博士等 11 个杂交组合 ;有
5 个杂交组合结实率在 20 %~
30 % ,另 12 个杂交组合结实率低
于 20100 % ,未发现结实率为零的
组合。
以参试的红山茶组 7 个物种
为母本 ,分别与红山茶起源的品
种杂交 ,2003 年母本平均结实率
在 613 %~47193 %变化 ,绝对差异
达到 41163 个百分点 ;它们的结实
率是 :多齿红山茶 > 长毛红山茶
>南山茶 > 浙江红山茶 > 大花红
山茶 > 短管红山茶 > 厚叶红山
茶。
以多齿红山茶为母本的 7 个
组合 ,结实率均高于 30100 % ,以
此可初步确定多齿红山茶是很适
宜作杂交的母本物种。其它适宜
作母本的物种是 :长毛红山茶、南
山茶、浙江红山茶、大花红山茶 ;
表 2  红山茶物种与红山茶起源的品种杂交亲和性( 2003 年)
 
杂交组合 杂交花数/ 朵
结实数
量/ 个
杂交结实
率/ %
杂交种子
数量/ 粒
物种平均
结实率 %
多齿红山茶×阿兰 337 166 49126 2 266
多齿红山茶×达婷 101 52 51149 693
多齿红山茶×月光湾 247 125 50161 875
多齿红山茶×红绒贝蒂 36 28 77178 416 47193
多齿红山茶×白斑康乃馨 161 51 31168 547
多齿红山茶×梅布尔 26 13 50100 320
多齿红山茶×圣火 12 6 50100 67
(小计) 920 441 47193 5 184
浙江红山茶×梅布尔 104 14 13146 71
浙江红山茶×达婷 42 13 30195 64
浙江红山茶×阿兰 211 29 13174 509
浙江红山茶×红绒贝蒂 24 6 25100 36
浙江红山茶×阿牛博士 75 23 30167 87 16127
浙江红山茶×桑蒂玛丝 58 3 5117 40
浙江红山茶×窄彩带 106 13 12126 112
浙江红山茶×月光湾 11 3 27127 15
浙江红山茶×圣火 39 5 12182 37
(小计) 670 109 16127 971
南山茶×白斑康乃馨 38 4 10153 6
南山茶×阿兰 65 17 26115 56
南山茶×达婷 70 22 31143 251
南山茶×月光湾 96 15 15163 105
南山茶×阿牛博士 20 14 70100 152 21101
南山茶×梅布尔 143 22 15138 193
南山茶×红绒贝蒂 25 2 8100 26
(小计) 457 96 21101 789
大花红山茶×达婷 20 4 20100 10
大花红山茶×香屋 20 2 10100 6 15100
短管红山茶×达婷 7 1 14129 2 14129
厚叶红山茶×达婷 16 1 6130 4 6130
长毛红山茶×达婷 12 3 25100 22 25100
(小计) 75 11 44
(合计) 2 122 657 30196 6 988 30196
  注 :本表中父本均为红山茶起源品种。
286 林  业  科  学  研  究 第 17 卷
适宜作父本的红山茶起源 8 个品种分别是 :红绒贝蒂、阿牛博士、达婷、月光湾、圣火、梅布尔、
阿兰、白斑康乃馨等。
3  小结与讨论
(1)红山茶组物种间杂交 ,组合间平均结实率变化幅度在 4100 %~64 % ;结实率较好的母
本物种有多齿红山茶、长毛红山茶、长尾红山茶和毛蕊红山茶等 ,父本物种有浙江红山茶、南山
茶、大花红山茶等 ;较好的杂交组合是 :多齿红山茶 ×浙江红山茶、多齿红山茶 ×南山茶、长毛
红山茶 ×南山茶、长尾红山茶 ×南山茶、长尾红山茶 ×浙江红山茶。
红山茶组物种与红山茶起源品种杂交 ,组合间平均结实率变化幅度在 5117 %~ 77178 %。
据实验结果 ,推荐较好的母本物种是多齿红山茶、长毛红山茶、南山茶、浙江红山茶 ,较好的父
本物种是红山茶起源品种红绒贝蒂、阿牛博士、达婷、月光湾、圣火、梅布尔、阿兰、白斑康乃馨
等 ;亲和性较好的杂交组合是多齿红山茶 ×红绒贝蒂、南山茶 ×阿牛博士、多齿红山茶 ×达婷、
多齿红山茶 ×月光湾、多齿红山茶 ×梅布尔 、多齿红山茶 ×圣火、多齿红山茶 ×阿兰、多齿红
山茶 ×白斑康乃馨、浙江红山茶 ×达婷、南山茶 ×达婷、浙江红山茶 ×阿牛博士。
试验中部分杂交组合因母本花朵或父本花粉量有限 ,杂交数量少于 30 朵 ,所得数据不够
充分 ,难以全面真实地反映组合间杂交亲和性的关系。为此建议在以后的试验中 ,设置多物
种、多品种为亲本的杂交组合及增加每组合内杂交花朵数量。
(2)前期研究[1 ,3 ,12 ,16 ]表明 ,山茶杂交后代均有较大的变异 ,是选育新品种、新类型的主要
途径。目前国内外推出的 3 万多个山茶品种中 ,多数是以红山茶组云南红山茶等物种为亲本
杂交而来[1 ,10 ,15 ,16 ] 。本试验中除浙江红山茶外 ,南山茶、多齿红山茶、大花红山茶、短管红山
茶、毛蕊红山茶、厚叶红山茶、长毛红山茶在杂交育种中很少被利用 ,但它们均具有较优良的园
艺性状 ,如南山茶树形高大通直、花瓣厚、花色淡紫红色、雄蕊集于中央 ,呈金黄色 ;多齿红山茶
树形中等、叶浓绿、树冠伞形紧凑、花型多样、花色鲜红、结实率极高 ;大花红山茶为自然八倍
体 ,花大、紫红色、在春节前后开放 ,资源稀少 ,以其作杂交育种亲本资源 ,有可能选育出染色体
为五倍体或六倍体山茶品种 ;其它几个物种均是杂交育种的优良母本材料[1 ,6 ,11 ] 。选作父本
的红山茶起源品种 ,基本上为国外新近选育的红山茶珍稀品种 ,具有许多优良的园艺性状 ,杂
交后子一代的种质更加丰富 ,拓宽了性状基因的幅度。
本次选用的浙江红山茶、大花红山茶等物种 ,在其原产地作为木本油料树种种植 ,如浙江
红山茶是浙江、福建、江西等地山区群众的主要食用油来源 ;大花红山茶分布于湖南溆浦等地 ,
也是作为食用油种植[11 ] 。从现有的资料来看 ,红山茶的油质好于普通油茶 ,表现为油质色泽
清亮、气味氛香、口感好 ,可降低胆固醇 ,滋嫩肌肤等[3 ,17 ] 。
2 a 的杂交试验获得了一批杂交种子 ,通过实生苗的培育或胚培养将获得批量苗木。它们
将是研究杂种优势数量性状、经济性状遗传变异规律的对象 ,同时以它们为基础建立相关分子
遗传研究体系。通过 7~8 a 研究过程 ,期望从中能选育出抗性强、芳香、花期早、花型大等观
赏价值高的山茶新品种、新类型 ,或获得具有优良性状的中间育种材料和选育 1 至 2 个优良的
红山茶食用油新品种。
386第 5 期 杨志玲等 :山茶属红山茶组物种间及其与品种杂交亲和性研究初报
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A Preliminary Study on the Cross2compatibility among Sect. Camellia
Species and C. japonica Cultivars in the Genus Camellia
YANG Zhi2ling , LI Ji2yuan , FAN Zheng2qi
(Research Institute of Subtropical Forestry ,CAF ,Fuyang  311400 ,Zhejiang ,China)
Abstract :By crossing experiments of some camellia species and C. japonica cultivars from 2002 to 2003 , the
results showed that cross2compatibility among some camellia species crossing C. japonica cultivars were better
than those among some camellia species crossing species. While crossing among camellia species , the average
fruit set percentage of 19 cross2combinations were 18. 18 % in 2002 and 21. 35 % in 2003 ,the range of fruit set
percentage were from 4. 00 % to 64. 00 % ;The observations based on cross2compatibility led to suggestions that
those could be female parents , such as C. polyodonta , C. longicaudata , C. villosa and C. mairei , and that
those could be pollen parents , such as C. chekiangoleosa , C. semiserrata , C. magniflora , 5 cross2combinations
including C. polyodonta ×C. chekiangoleosa etc. had highly cross2compatibility. But while crossing among
species and C. japonica cultivars ,the average fruit set percentage of 28 cross2combinations was 30. 96 % in
2003 ,the range of fruit set percentage were from 5. 17 % to 77. 78 % ;11 cross2combinations including C. polyo2
donta ×C. joponica cv. Betty Foy Sanders , C. polyodonta ×C. joponica cv. Mary Agnes Patin had highly cross2
compatibility.
Key words :Camellia species ; C. japonica cultivars ;hybridization ;cross2compatibility ;fruit set percentage
486 林  业  科  学  研  究 第 17 卷