全 文 ：园 艺 学 报 2011，38（4）：733–739 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2010–10–18；修回日期：2011–03–21
基金项目：国家自然科学基金项目（30871730）；教育部留学回国人员科研启动基金项目（教外司留[2009]8 号）；中央高校基本科研业
务费专项
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：zhou2007@zju.edu.cn）
亚洲百合品种倍性、花粉育性及其杂交研究
周桂雪 1，李克虎 1，张线线 1，任贵玲 1，郭方其 2，周树军 1,*
（1浙江大学农业与生物技术学院园艺系，农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室，杭州 310029；2 浙江
省农业科学院园艺研究所，杭州 310021）
摘 要：在调查 5 个亚洲百合品种（‘Renoir’、‘Eleganza’、‘Pollyanna’、‘Brunello’和‘Val di Sole’）
的倍性、花粉形态和花粉萌发率的基础上进行了不同倍性品种间（即“4x × 2x”和“2x × 4x”之间）杂
交，结果表明：（1）‘Renoir’、‘Eleganza’和‘Pollyanna’为二倍体（2n = 2x = 24），‘Brunello’和‘Val
di Sole’为四倍体（2n = 4x = 48）；（2）5 个品种花粉粒形态都大致可分两类，一类为椭圆形可被染色的
正常花粉粒，另一类为不能或难以被染色通常呈一定皱缩状的异常花粉粒；（3）四倍体‘Brunello’的花
粉萌发率明显高于其它品种，可达 80%左右，其它品种在 24% ~ 36%。（4）通过胚抢救技术，从“4x × 2x”
的 4 个杂交组合中获得了 18 个株系，其中 12 个进行过染色体分析的株系皆为三倍体。由于三倍体百合
的优势和可以无性繁殖的特性，所获得的三倍体株系可作为选育商业新品种的材料。
关键词：亚洲百合；倍性间杂交；三倍体；胚抢救
中图分类号：S 682.2 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2011）04-0733-07

Studies on Ploidy Levels，Pollen Fertility and Interploid Hybridization of
Asiatic Lilies
ZHOU Gui-xue1，LI Ke-hu1，ZHANG Xian-xian1，REN Gui-ling1，GUO Fang-qi2，and ZHOU Shu-jun1,*
（1The Key Laboratory of Horticultural Plant Growth，Development and Quality Improvement，the Ministry of Agriculture
of the People’s Republic of China；Department of Horticulture，College of Agriculture and Biotechnology，Zhejiang
University，Hangzhou 310029，China；2Institute of Horticulture，Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou
310021，China）
Abstract：The ploidy level，pollen morphology，and pollen germination of five Asiatic lilies，
‘Renoir’，‘Eleganza’，‘Pollyanna’，‘Brunello’and‘Val di Sole’，were investigated in the present paper.
The results show：1. They have different ploidy levels.‘Renoir’，‘Eleganza’and‘Pollyanna’are diploid
（2n = 2x = 24），‘Brunello’and‘Val di Sole’are tetraploid（2n = 4x = 48）；2. All the cultivars have two
classes of pollen，i. e.，normal stainable elliptical pollen and abnormal unstainable wrinkled pollen；3. The
tetraploid‘Brunello’had 80% pollen germination rate，which is much higher than others ranged from
24%–36%；4. By embryo rescue，18 seedling lines were obtained from 4x–2x of six interploid crossing
combinations. The analyzed 12 lines out of them are triploid（2n = 3x = 36）based on chromosome
preparation. Since triploid lilies have the advantages over diploid and lily can be propagated vegetatively，

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it would be highly possible to select new cultivars from the triploid seedlings.
Key words：Asiatic lily；interploid hybridization；triploid；embryo rescue

百合品种众多，源于百合科百合属的组内种间杂交（Intrasection hybridization）或组间杂交
（Intersection hybridization），其中来源于组内杂交的品种群主要有亚洲百合（AA：Asiatic lilies）、
麝香百合（LL：Longiflorum lilies）、喇叭百合（TT：Trumpet lilies）和东方百合（OO：Oriental lilies），
而来源于组间杂交的品种群有 LA（即：Longiflorum × Asiatic）、OT（即：Oriental × Trumpet）、LO
（即：Longiflorum × Oriental）和 OA（即：Oriental × Asiatic）等。组内品种群东方百合和麝香百
合一般为二倍体（2n = 2x = 24），组间品种群一般多为三倍体（2n = 3x = 36），且源于有性多倍化
（Sexual polyploidization）（Zhou et al.，2008a）。目前比较流行的亚洲百合品种群中不仅有二倍体，
还有三倍体和四倍体品种。
中国有比较丰富的百合野生资源（梁松筠，1995，龙雅宜和张金政，1998），也有较多百合组内
和组间杂交成功的报道（黄济明，1982；黄济明 等，1990；刘春 等，2006；王文和 等，2007；李
悦 等，2008；吴学尉 等，2008；雷家军 等，2009；刘凤栾 等，2009），然而有关多倍体育种和倍
性间杂交的报道却很少（陈琼 等，2007）。根据百合三倍体和四倍体品种的表现，百合育种工作者
普遍认为培育三倍体品种为育种的重要方向之一（van Tuyl，1989）。
为了减少三倍体百合育种过程中的盲目性，作者拟在测定花粉萌发力和染色体倍性的基础上在
亚洲百合二倍体和四倍体品种之间进行杂交，并分析其后代的染色体数量。希望本研究工作既可获
得一些有筛选价值的三倍体材料，又可以为相关的育种工作提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验材料
所用 5 个亚洲百合品种均为从荷兰引进的品种，其中 4 个购买自浙江虹越花卉有限公司，1 个
由云南省农业科学院花卉研究所吴学尉提供（表 1）。所有材料于 2009 年 3 月 20 日栽植于浙江大学
农学院温室中。
1.2 花粉形态观察
取一干净载玻片水平放置，在其上滴一滴醋酸洋红，与适量花粉粒混匀，盖上盖玻片，用 Olympus
（BH-2）显微镜观察花粉形态特征，并统计 5 个随机视野中的正常花粉率。
1.3 花粉萌发率测定
配制百合花粉萌发培养基，其成分为 100 g · L-1 蔗糖、5 g · L-1 生化琼脂粉和 20 mg · L-1 硼酸。
待花开后花药完全裂开时，将花粉粒轻轻涂到培养基上，然后在 25 ~ 30 ℃的环境中培养 5 ~ 10 h，
用体视显微镜（OPLENIC-SZM745T）观察花粉萌发情况，选取 5 个易于统计的视野统计花粉萌发
率。
1.4 人工授粉
用作母本的花朵在开花的前一天及时去雄以防自花授粉；花开后，在上午 8：00—10：00 及时
涂上父本的花粉 1 次，并用铝箔包好以防其它花粉污染。
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1.5 胚抢救
不同倍性品种间杂交往往存在一定程度的杂交不亲和。为了尽可能用少量的杂交组合获得较多
的杂交后代，在授粉后 6 ~ 8 周检查果实的发育状况，待果实开始变黄或变软时进行胚培养（van Tuyl
et al.，1991）。培养基成分为 2.2 g · L-1 MS、60 g · L-1 蔗糖和 4.4 g · L-1 琼脂粉（pH 5.8）。将从温室
中采回的果实置于超净工作台上用 95%的酒精表面消毒，剥取胚或胚囊放在培养基上，25 ℃暗室中
培养，待萌发后转移到温度约 25 ℃和光照约 3 000 lx 的常规培养室中培养。
1.6 染色体制片
染色体分析采用常规压片法。待试管苗的根或温室栽培百合的茎生根约 1 ~ 3 cm 长时切下并用
蒸馏水清洗干净，再用 0.7 mmol · L-1 的放线菌酮室温预处理 4 h，然后用无水乙醇︰乙酸（体积比
3︰1）固定 12 h 后备用。将固定好的根尖用 1%的纤维素酶和果胶酶混合液软化后，用 2%醋酸洋红
染色，压片后用 Olympus（BH-2）观察，并对中期分裂相照相和染色体计数分析。
2 结果与分析
染色体计数发现，亚洲百合品种‘Pollyanna’、‘Eleganza’和‘Renoir’为二倍体（2n = 2x = 24）、
‘Brunello’和‘Val di Sole’为四倍体（2n = 4x = 48）（图 1）。

图 1 百合品种的中期染色体
编号 1 ~ 5 分别为‘Renoir’、‘Eleganza’、‘Pollyanna’、‘Brunello’和‘Val di Sole’。
Fig. 1 The chromosomes at metaphase of Asiatic lilies
No. 1–5 are‘Renoir’，‘Eleganza’，‘Pollyanna’，‘Brunello’and‘Val di Sole’，respectively.

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花粉醋酸洋红染色结果表明：5 个品种的花粉粒形态都大致可分两类，一类为椭圆形可被染色
的正常花粉粒，另一类为不能或难以被染色的通常呈一定皱缩状的异常花粉粒（图 2，1）。5 个品种
的正常花粉率为 61% ~ 88%，其中‘Brunello’最高，为 88%，‘Pollyanna’最低，为 61%（表 1）。

表 1 亚洲百合品种来源、倍性、正常花粉率和花粉萌发率
Table 1 The origin of Asiatic lilies，their ploidy levels，rate of normal pollen and rate of pollen germination
品种
Cultivar
来源
Origin
倍性
Ploidy level
正常花粉率/%
Normal pollen rate
花粉萌发率/%
Pollen germination rate
Pollyanna 云南 Yunnan 2n = 2x = 24 61 36
Brunello 虹越 Hongyue 2n = 4x = 48 88 80
Eleganza 虹越 Hongyue 2n = 2x = 24 85 30
Renoir 虹越 Hongyue 2n = 2x = 24 77 24
Val di Sole 虹越 Hongyue 2n = 4x = 48 73 32


























图 2 花粉形态特征、花粉萌发情况和杂交果实进行胚抢救前的外观
1.‘Eleganza’花粉用醋酸洋红染色后的在显微镜下观察到的形态特征，红褐色的为正常花粉粒，圆圈标出的为难染色的有一定程度皱缩的
异常花粉粒；2.‘Eleganza’花粉萌发情况，约 30%花粉粒萌发；3、4、5 和 6 分别为倍性间杂交组合 090025、090036、
090048 和 090095 的代表性果实。
Fig. 2 The pollen morphological feature，the pollen germination and the fruit status at harvesting for embryo rescue
1. The morphological feature of‘Eleganza’pollen observed under microscope after stained with Acetocarmine. The normal elliptical pollen in
appearance was dyed into red；The wrinkled somewhat abnormal pollen，which is marked with circles，was difficult to be stained；2.‘Eleganza’
has about 30% germinated pollen；3，4，5，6. The fruits harvested from 090025，090036，090048 and 090095，respectively.

不同品种花粉萌发力也存在较大差异（表 1，图 2，2），‘Brunello’的花粉萌发率（80%）远高
于其它 4 个品种（24% ~ 36%）。根据百合杂交授粉的经验，一般认为花粉萌发率达到 15%的品种在
杂交授粉中可以成为较好的父本。因此，本试验中所用的 5 个品种都用作了父本，而‘Eleganza’
和 ‘Renoir’开花较早，与其它品种的花期没有相遇，因此只用了‘Pollyanna’、‘Brunello’和‘Val
di Sole’作母本（表 2）。
4 期 周桂雪等：亚洲百合品种倍性、花粉育性及其杂交研究 737

表 2 亚洲百合四倍体和二倍体杂交结果
Table 2 The results of crosses between tetraploid and diploid Asiatic lilies
编号
Code
母本
♀
父本
♂
果实数
Fruits
胚囊
Embryo sac
胚
Embryo
萌发数
Germinated
成苗数
Seedlings
染色体倍性
Ploidy level
090025 Val di Sole Pollyanna 2 16 2 2 2 3x
090036 Brunello Pollyanna 4 13 2 3 2 3x
090048 Val di Sole Renoir 3 10 0 3 3 3x
090095 Val di Sole Eleganza 3 19 7 14 11 3x
090012 Pollyanna Brunello 5 1 5 2 0
090022 Pollyanna Val di Sole 3 9 6 1 0

从果实发育的外观看，所有杂交组合的果实大都发育较好（图 2，3 ~ 6）。但果实内部种子胚珠
发育的结果（即所获得发育较好的胚和胚囊的量）表明，二倍体和四倍体之间的杂交存在着很大程
度的不亲和（表 2）。4x × 2x 之间的 4 个杂交组合（090025、090036、090048 和 090095）分别获得
了 2、2、3 和 11 个株系。这些后代在它们杂交组合的基础上分别编号 090025-1、090025-2、090036-1、
090036-2，……，090095-11。染色体分析结果表明，所分析的 12 个株系都为三倍体（图 3，1 ~ 4）。
该结果和预期结果一致，因为四倍体通常产生 2x 配子，二倍体通常产生 x 配子，因此，四倍体和二
倍体的后代一般应为三倍体。2x × 4x 的两个杂交组合（090012 和 090022）没有获得后代，说明
‘Pollyanna’可能不太适合作母本（表 2），当然，如果杂交量多一些，也可能获得后代。

图 3 四倍体和二倍体百合品种杂交部分后代根尖的中期染色体
编号 1 ~ 4 分别为 090025-2、090036-1、090048-3 和 090095-7。
Fig. 3 The chromosomes at metaphase in root tip cells of the four representative progenies of 4x × 2x crosses of Asiatic lily cultivars
No. 1–4 are 090025-2，090036-1，090048-3 and 090095-7，respectively.
3 讨论
三倍体植物不仅具有植株强健的特点，而且由于减数分裂异常不能正常结实，因此利用二倍体
和四倍体杂交培育三倍体品种在很多植物上得到了广泛应用。例如：四倍体常绿杜鹃和二倍体落叶
杜鹃获得的三倍体可以克服细胞质与细胞核不亲和引起的白化病（Sakai et al.，2008），二倍体和四
倍体杂交产生三倍体无籽西瓜（Love et al.，1986）和三倍体无核的葡萄（Hiramatsu et al.，2003），
等等。二倍体和四倍体正反交产生三倍体后代比较容易理解和接受，因为减数分裂后二倍体和四倍
体通常分别产生单倍体和二倍体的配子，单倍体配子和二倍体配子融合后形成三倍体的胚。然而，
在蓝莓（Lyrene et al.，2003）、苜蓿（Barcaccia et al.，1995）等作物育种中，一些二倍体和四倍体
杂交产生了四倍体后代，这是由于该二倍体在减数分裂产生配子的过程中发生了异常而产生了体细
胞配子。本试验的杂交结果未出现这种异常现象。但是，体细胞配子在百合组间杂交的 F1 代中非常
普遍，这是由于百合组间杂交的 F1 减数分裂异常，在中期Ⅰ阶段近源染色体不能完全配对，在后期
Ⅰ时，单价体和二价体同时分离（Zhou et al.，2008b）。因此，荷兰育种公司从二倍体与二倍体杂交
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的回交一代中直接选出了很多三倍体百合品种（Zhou et al.，2008a）。
2x × 4x 的倍性间杂交（interploidy hybridization）与 2x × 2x 或 4x × 4x 的同倍性内杂交（intraploidy
hybridization）相比，一般会因为胚和胚乳中基因组组成比例的变化而存在不同程度的不亲和
（Brandham，1982）。本研究中的 2x × 4x 的杂交结果也证实了这一点，这是因为一个百合子房有 200 ~
300 个胚珠，亲和性好的杂交组合可以很容易地从一个果实获得几十颗种子，而本试验中的倍性间
杂交在胚抢救的条件下平均每个果实仅获得了 0 ~ 4 株苗。依靠胚抢救的方法获得的像这样少量的
后代对于必须依靠种子繁殖的作物而言可能意义有限，然而，由于百合可以通过鳞片包埋或扦插，
以及组织培养等营养方式繁殖，因此，即使获得少量的三倍体后代对选育新的三倍体百合品种也是
很有价值的。
尽管三倍体由于减数分裂异常一般高度不育，但只是相对而言。三倍体类群不仅广泛地存在于
自然界，而且被认为在相关多倍体物种的演化中扮演了重要角色（Ramsey & Schemske，1998；
Husband，2004）；植物育种实践也表明，在一些植物中，三倍体和二倍体杂交通常会产生二倍体，
三倍体和四倍体杂交通常会产生四倍体（Brandham，1982；Carputo & Barone，2005）。百合三倍体
通常雄性不育，但可以作母本与二倍体或四倍体杂交，这主要因为百合胚囊为四孢八核胚囊
（Tetrasporic 8-nucleate embryo sac）或称贝母型胚囊（Fritillaria type embryo sac）（Zhou，2007）。
综上所述，通过四倍体和二倍体杂交所获得的三倍体不仅有可能直接筛选新品种，而且还可用
作杂交亲本进行百合种质渗入育种。

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