全 文 :广 西 植 物 Guihaia Nov.2013,33(6):727-733 http://journal.gxzw.gxib.cn
DOI:10.3969/j.issn.1000G3142.2013.06.002
李景秀,管开云,孔繁才,等.云南秋海棠属植物有性杂交特性[J].广西植物,2013,33(6):727-733
LiJX,GuanKY,KongFC,etal.PropertyofsexualhybridizationplantsofBegoniainYunnan[J].Guihaia,2013,33(6):727-733
云南秋海棠属植物有性杂交特性
李景秀1,管开云1∗,孔繁才1,神戸敏成2
(1.中国科学院昆明植物研究所,昆明650204;2.富山中央植物園,富山2713)
摘 要:通过云南秋海棠属植物属下5个系统分类组的种类及外来园艺品种共109个组合的有性杂交试验,
以系统分类组合、园艺分类组合(不同茎的形态类型组合)分别进行方差分析.结果表明:云南秋海棠属植物
属下等级的系统分类组内、组间的有性杂交,以及不同茎的形态类型的有性杂交均无显著差异,亲和力较强而
可育性高,可在云南秋海棠属植物属内进行广泛地远缘杂交;云南产秋海棠属植物原种与外来园艺品种间的
有性杂交亲和性弱而可育性低,需选择花粉粒和胚囊正常发育的外来园艺品种大量杂交,并采用切实可行的
技术措施克服远缘杂交不育,以期培育新颖奇特的秋海棠属植物新品种.
关键词:云南;秋海棠属;有性杂交;亲合特性
中图分类号:Q944 文献标识码:A 文章编号:1000G3142(2013)06G0727G07
Propertyofsexualhybridizationplants
ofBegoniainYunnan
LIJingGXiu1,GUANKaiGYun1∗,KONGFanGCai1,GODOToshiGNari2
(1.KunmingInstituteofBotany,theChineseAcademyofSciences,Kunming650204,China;
2.BotanicGardensofToyama,Toyama2713)
Abstract:WeconductedcrossGbreedingexperimentsof109combinations,fivesectionsofphylogeneticclassification
speciesofBegoniainYunnanandoverseascultivarBegonia.VarianceanalysisofsexualhybridizationofalthecomG
binationswasconducted.Theresultsshowedthatsexualhybridizationofinsection,amongsectionanddiferentmorG
photypesofYunnanBegoniastemsdidnotshowsignificantdeviation.However,avidityandfertilityoftheseBegonG
iaswerehighandsexualhybridizationbetweenYunnanBegoniaandcultivarsfromoverseasavidityandfertilitywas
lower.ThismeanedthatwhentryingtocreatenewhybridspeciesbetweenYunnanBegoniaandoverseascultivars,it
wassuggestedtochoosecultivarswhosepolengrainandembryonicsacwerenormalydeveloped,toconducthybrid
work.Theresultsalsohighlightedthenecessityofintroducingfeasibletechnologyondistanthybridization.Thus,itis
welexpectedtocreatenewcultivarsforBegonia.
Keywords:Yunnan;Begonia;sexualhybridization;compatibility
秋海棠属(Begonia)植物原产热带和亚热带地
区,以赤道附近为中心,集中分布于北回归线以南和
南回归线以北.自1690年加勒比海安的列斯诸岛
的根状茎类秋海棠原种被发现、1785年被正式发表
至今,全球已知并发表的种类有1500~1600种
(DeWilde,2011;Golding,2003).1847年,通过人
工有性杂交获得的园艺品种Begonia‘Erythrophyla’
(B.hydrocotilifolia×B.manicata)和Begonia ‘RiG
cinifolia’(B.heracleifolia×B.peponifolia)诞生之
后的160多年间,欧洲各国、美国、日本等学者纷纷
收稿日期:2013G02G23 修回日期:2013G05G24
基金项目:国家自然科学基金(30870243);中国科学院生命科学领域基础前沿研究专项(KSCX2GYWGZG032,2010KIBA09)
作者简介:李景秀(1963G),女,云南禄劝县人,高级实验师,从事秋海棠属植物引种驯化及育种利用研究,(EGmail)lijingxiu@mail.kib.ac.cn.
∗通讯作者:管开云,研究员,从事秋海棠属植物保护生物学及资源利用研究,(EGmail)guanky@mail.kib.ac.cn.
育种,迄今已育成15000个秋海棠属植物新品种
(日本ベゴニア協会,2003).中国是秋海棠属植物
种类自然分布较为丰富的国家之一,现已知并发表
的种类210多种(Guanetal.,2008;Wuetal.,
2007;谷粹芝等,1999;Pengetal.,2012;Kuetal.,
2008;Liuetal.,2007).云南地处中国的西南边
陲,植物种类极为丰富,秋海棠属植物尤其突出,已
知并发表的种类超过107种,约占中国自然分布种
类的51%,其中74种为云南特有的分布种类(管开
云等,2005;中国科学院昆明植物研究所,2006;税玉
民等,1999;Shui,2007;Weietal.,2007).我国的
育种起步较晚,20世纪90年代初中国科学院昆明
植物研究所成立秋海棠研究课题组,在广泛引种栽
培秋海棠属植物400余种(或品种)的基础上展开相
应的以有性杂交为主导的新品种培育,已注册登记
27个新品种.然而,关于云南秋海棠属植物的属下
各分类组(section)内、组间有性杂交亲和特性,以及
云南秋海棠属植物与外来园艺品种的杂交可育性目
前尚无系统的研究和报道.本研究结果对秋海棠属
植物育种具有一定理论和实践指导意义,为进一步
探讨秋海棠属植物系统分类组间、种间的亲缘关系,
以及远缘杂交育种实践中亲本的选配提供参考和依
据,以期提高新颖奇特品种育成率.
1 材料和方法
1.1有性杂交试验
采用中国科学院昆明植物研究所植物园秋海棠
栽培温室内引种驯化多年的正常生长发育植株作为
亲本,结合新品种培育,于2008年在各自的盛花期
进行109个亲本组合的去雄、授粉杂交试验.每个
组合选10个花朵授粉杂交,并进行3次重复,观测
值取3次重复的平均值或综合评价数值,获得的F1
代种子以杂交组合为单位精选50粒,于2009年3
月在设定温度18~25℃、额定光照66%、光周期12
h的恒温培养箱内进行种子发芽试验,测定其F1代
种子的发芽率和发芽势.各杂交试验组合的亲本、
授粉、果实饱满度,种子发芽率和发芽势等测定值详
见表1.列表中的亲本组合标记母本在前、父本在
后,亲本种名后括号内为该种所属的系统分类组及
其茎的形态类型,其中‘外来’表示外来园艺品种或
原种,‘侧膜’表示侧膜组sect.Coelocentrum,‘东亚
秋海棠’表示东亚秋海棠组sect.Diploclinium,‘单
座’表示单座组sect.Reichenheimia,‘扁果’表示扁
果组sect.Platycentrum,‘无翅’表示无翅组sect.
Sphenanthera;‘根’表示根状茎类型,‘直’表示直
立茎类型,‘球’表示球状茎类型;观测指标列中‘—’
为该组合授粉杂交后落果或果实欠成熟而未获观测
数据.
1.2分组分类方差分析
根据生物统计学多指标观测统计分析法,将各
杂交组合观测指标果实饱满度、种子发芽率和发芽
势的观测数值每10%赋予1的分值标记于各自数
值后的括号内,三项观测数值的分值相加获得总分
值,将多指标观测转化为单指标后以总分值进行生
物统计的方差分析.首先,以秋海棠属植物的系统
分类为基础,将有性杂交试验组合分为系统分类组
内的杂交组合、系统分类组间的杂交组合及国内原
种与外来品种间的杂交组合分别进行方差分析,比
较不同组合之间的差异(表2);其次,以秋海棠属植
物育种栽培实践中最常用的园艺分类或茎的形态分
类,将有性杂交试验组合分为根状茎与直立茎的杂
交组合、根状茎与根状茎、直立茎与球状茎、根状茎
与球状茎、直立茎与直立茎、球状茎与球状茎的杂交
组合分别进行方差分析,比较各园艺分类组合间的
差异(表3).
2 结果与分析
2.1属下系统分类组等级、国产原种与外来品种之
间的有性杂交
在秋海棠属植物的属下相同的系统分类组内的
种间进行了23个有性杂交组合,分别为扁果组×扁
果组16组、无翅组×无翅组3组、侧膜组×侧膜组
3组、东亚秋海棠组×东亚秋海棠组1组,不同系统
分类组的种间进行了45个组合的有性杂交,外来品
种与国产原种间进行了41个有性杂交组合试验.
F测验结果为F=25.98>F0.01=4.82,差异极显著
(表4),进一步以LSD 法进行两两组间多重比较的
结果表明:属下系统分类组内种间的有性杂交和系
统分类组间不同种的有性杂交的平均数差数=1.5
<LSD0.05=4.02,无显著差异,而系统分类组内的
杂交、系统分类组间的杂交和国产原种与外来品种
间的杂交的平均数差数分别为10.2>LSD0.01=
5.40、11.7>LSD0.01=4.48,均差亦极显著(表5).
从观测指标的平均值来看,系统分类组内杂交平均
827 广 西 植 物 33卷
表1 杂交试验的亲本组合及各项标记观测值
Table1 Observedvalueofparentalcombinationandvarioustargetsofcrossexperiment
编号
No.
亲本组合及其系统分类组和茎的形态类型
Parentalcombinationandsectionofphylogentic
classificationandmorphotypeofstem
饱满度 (分值)
Plumpness
(Markvalue)
发芽率 (分值)
Germinationrate
(Markvalue)(%)
发芽势 (分值)
Germinationcapacity
(Markvalue)(%)
总分值
Fractional
total
1 B.acetoselavar.hirtifolia(无翅.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根)100(10) 92(9.2) 30(3) 22.2
2 B.algaia(扁果.根)×B.villifolia(扁果.直) 80(8) 84(8.4) 32(3.2) 19.6
3 Begonia‘Aries’(外来.根)×B.handelivar.prostrata(无翅.根) 30(3) 0(0) 0(0) 3
4 Begonia‘Aries’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 欠成熟 — — 0
5 Begonia‘Art’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
6 B.handeli(无翅.根)×B.dryadis(扁果.根) — — — 0
7 B.handeli(无翅.根)×B.obsolescens(东亚秋海棠.根) 90(9) 75(7.5) 34(3.4) 19.9
8 B.handeli(无翅.根)×B.ruboides(东亚秋海棠.根) — — — 0
9 B.handeli(无翅.根)×B.cucullata(外来.直) — — — 0
10 B.handeli(无翅.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 90(9) 98(9.8) 30(3) 21.8
11 Begonia‘Bokit’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
12 B.bowerae(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
13 Begonia‘Bowtique’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 40(4) 0(0) 0(0) 4
14 B.cavaleriei(东亚秋海棠.根)×B.handeli(无翅.根) 80(8) 87(8.7) 31(3.1) 19.8
15 B.cavaleriei(东亚秋海棠.根)×B.limprichti(扁果.根) 85(8.5) 91(9.1) 34(3.4) 21
16 B.cavaleriei(东亚秋海棠.根)×B.villifolia(扁果.直) 90(9) 93(9.3) 32(3.2) 21.5
17 B.cavaleriei(东亚秋海棠.根)×B.siletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 70(7) 61(6.1) 20(2) 15.1
18 B.cavaleriei(东亚秋海棠.根)×B.hemsleyana(扁果.直) 60(6) 59(5.9) 16(1.6) 13.5
19 Begonia‘ChestnutCapers’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 欠成熟 — — 0
20 Begonia‘ChestnutCapers’(外来.根)×B.villifolia(扁果.直) 欠成熟 — — 0
21 B.cirrosa(侧膜.根)×B.fangi(侧膜.根) 100(10) 86(8.6) 23(2.3) 20.9
22 B.cirrosa(侧膜.根)×B.guangxiensis(侧膜.根) 30(3) 0(0) 0(0) 3
23 B.cirrosa(侧膜.根)×B.villifolia(扁果.直) 80(8) 78(7.8) 25(2.5) 18.3
24 B.crassicaulis(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 50(5) 0(0) 0(0) 5
25 B.crassicaulis(外来.根)×B.villifolia(扁果.直) 70(7) 51(5.1) 14(1.4) 13.5
26 B.cucurbitifolia(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 100(10) 98(9.8) 30(3) 22.8
27 Begonia‘CurlySue’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
28 Begonia‘Daisy’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 70(7) 53(5.3) 16(1.6) 13.9
29 B.daweishanensis(扁果.根)×Begonia’WhiteKing’(扁果.根) 95(9.5) 98(9.8) 35(3.5) 22.8
30 B.dietrichiana(外来.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 欠成熟 — — 0
31 B.dryadis(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 100(10) 98(9.8) 27(2.7) 22.5
32 B.dryadis(扁果.根)×B.handeliivar.prostrata(无翅.根) 95(9.5) 97(9.7) 27(9.7) 28.9
33 B.dryadis(扁果.根)×B.handelii(无翅.根) 100(10) 98(9.8) 30(3) 22.8
34 B.‘Encinitas’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
35 Begonia‘Fireflash’(外来.根)×B.handeli(无翅.根) 90(9) 86(8.6) 25(2.5) 20.1
36 Begonia‘Fireflash’(外来.根)×B.handelivar.prostrata(无翅.根) 90(9) 95(9.5) 28(2.8) 21.3
37 Begonia‘Fireflash’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 100(10) 98(9.8) 34(3.4) 23.2
38 Begonia‘Fireflash’(外来.根)×B.villifolia(扁果.直) — — — 0
39 B.foliosa(外来.直)×B.handeli(无翅.根) 欠成熟 — — 0
40 B.foliosa(外来.直)×B.handelivar.prostrata(无翅.根) — — — 0
41 B.foliosa(外来.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 欠成熟 — — 0
42 B.foliosa(外来.直)×B.villifolia(扁果.直) 欠成熟 — — 0
43 B.forresti(扁果.根)×B.handeli(无翅.根) 95(9.5) 86(8.6) 28(2.8) 20.9
44 B.forresti(扁果.根)×B.handelivar.prostrata(无翅.根) 90(9) 88(8.8) 30(3) 20.8
45 B.forresti(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 90(9) 90(9) 27(2.7) 20.7
46 B.gagnepainiana(扁果.根)×B.limprichti(扁果.根) 30(3) 0(0) 0(0) 3
47 B.gagnepainiana(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
48 B.gagnepainiana(扁果.根)×B.versicolor(扁果.根) 欠成熟 — — 0
49 Begonia‘Geometry’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
50 B.grandisvar.sinensis(东亚秋海棠.球)×B.versicolor(扁果.根) 70(7) 56(5.6) 13(1.3) 13.9
51 B.guangxiensis(侧膜.根)×B.handeli(无翅.根) 50(5) 62(6.2) 20(2) 13.2
52 Begonia‘HazelIsobel’(外来.根)×B.siletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 60(6) 46(4.6) 18(1.8) 12.4
53 B.hemsleyana(扁果.直)×B.augustinei(扁果.根) 50(5) 61(6.1) 21(2.1) 13.2
54 B.hemsleyana(扁果.直)×B.longialata(扁果.根) 80(8) 92(9.2) 41(4.1) 21.3
55 B.hemsleyana(扁果.直)×B.tuberhybridavar.(外来.球) 20(2) 0(0) 0(0) 2
56 B.hemsleyana(扁果.直)×Begonia’WhiteKing’(扁果.根) 80(8) 92(9.2) 34(3.4) 20.6
9276期 李景秀等:云南秋海棠属植物有性杂交特性
表1(续)
编号
No.
亲本组合及其系统分类组和茎的形态类型
Parentalcombinationandsectionofphylogentic
classificationandmorphotypeofstem
饱满度 (分值)
Plumpness
(Markvalue)
发芽率 (分值)
Germinationrate
(Markvalue)(%)
发芽势 (分值)
Germinationcapacity
(Markvalue)(%)
总分值
Fractional
total
57 Begonia‘Heracleicotyle’(外来.根)×B.siletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 40(4) 0(0) 0(0) 4
58 Begonia‘KathleenMayer’(外来.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
59 Begonia‘Kifujin’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 50(5) 35(3.5) 12(1.2) 9.7
60 Begonia‘Kosmatka’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 30(3) 0(0) 0(0) 3
61 Blacerata(扁果.直)×B.parvula(单座.球) 90(9) 97(9.7) 34(3.4) 22.1
62 B.limprichti(扁果.根)×B.gagnepainiana(扁果.根) 50(5) 20(2) 11(1.1) 8.1
63 B.limprichti(扁果.根)×B.handeli(无翅.根) — — — 0
64 B.limprichti(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
65 B.limprichti(扁果.根)×B.versicolor(扁果.根) — — — 0
66 B.limprichti(扁果.根)×B.villifolia(扁果.直) 60(6) 54(5.4) 15(1.5) 12.9
67 B.lithophila(单座.球)×B.guaniana(东亚秋海棠.球) 90(9) 98(9.8) 36(3.6) 22.4
68 B.longifolia(无翅.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 欠成熟 — — 0
69 Begonia‘LospeGtu’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
70 Begonia‘LoveLetter’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 40(4) 0(0) 0(0) 4
71 B.morsei(侧膜.根)×B.lanternaria(侧膜.根) 60(6) 50(5) 14(1.4) 12.4
72 B.morsei(侧膜.根)×B.psilophylla(扁果.根) 欠成熟 — — 0
73 B.muliensis(东亚秋海棠.球)×B.lithophila(单座.球) 90(9) 95(9.5) 37(3.7) 22.2
74 B.multinervia(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 40(4) 0(0) 0(0) 4
75 B.obsolescens(东亚秋海棠.根)×B.handelii(无翅.根) 80(8) 94(9.4) 37(3.7) 21.1
76 B.obsolescens(东亚秋海棠.根)×B.pedatifida(扁果.根) 80(8) 93(9.3) 34(3.4) 20.7
77 B.obsolescens(东亚秋海棠.根)×B.handeliivar.prostrata(无翅.根) 70(7) 90(9) 32(3.2) 19.2
78 B.obsolescens(东亚秋海棠.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 85(8.5) 97(9.7) 40(4) 22.2
79 Begonia‘Orangerubrua’(外来.直)×B.siletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 60(6) 53(5.3) 18(1.8) 13.1
80 Begonia‘Orangerubrua’(外来.直)×B.villifolia(扁果.直) 50(5) 46(4.6) 15(1.5) 11.1
81 B.ornithophylla(侧膜.根)×Begonia‘TropicalGirl’(无翅.根) 95(9.5) 89(8.9) 28(2.8) 21.2
82 B.parvula(单座.球)×B.guaniana(东亚秋海棠.球) 欠成熟 — — 0
83 B.pedatifida(扁果.根)×B.obsolescens(东亚秋海棠.根) 100(10) 82(8.2) 28(2.8) 21
84 B.pedatifida(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 100(10) 98(9.8) 40(4) 23.8
85 B.pedatifida(扁果.根)×B.villifolia(扁果.直) 95(9.5) 80(8) 24(2.4) 19.9
86 B.pseudodryadis(侧膜.根)×B.foliosa(外来.直) — — — 0
87 B.pseudodryadis(侧膜.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 70(7) 68(6.8) 26(2.6) 16.4
88 B.pseudodryadis(侧膜.根)×B.villifolia(扁果.直) 80(8) 70(7) 28(2.8) 17.8
89 B.psilophylla(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 80(8) 83(8.3) 32(3.2) 19.5
90 Begonia‘Reichenheimi’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 60(6) 42(4.2) 17(1.7) 11.9
91 B.ruboides(东亚秋海棠.根)×B.cavaleriei(东亚秋海棠.根) — — — 0
92 B.ruboides(东亚秋海棠.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅根) — — — 0
93 B.ruboides(东亚秋海棠.根)×B.villifolia(扁果.直) 70(7) 38(3.8) 16(1.6) 12.4
94 B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根)×B.handelivar.rubropilosa(无翅.根) 90(9) 98(9.8) 41(4.1) 22.9
95 B.sizemoreae(扁果.根)×B.hemsleyana(扁果.直) 90(9) 98(9.8) 42(4.2) 23
96 B.sizemoreae(扁果.根)×B.manhaoensis(扁果.根) 95(9.5) 96(9.6) 40(4) 23.1
97 Begonia‘Sootie’(外来.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
98 B.subvillosa(外来.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
99 B.egonia‘Tom Ment’(外来.直)×B.handelii(无翅.根) — — — 0
100B.tsaii(扁果.根)×B.handelii(无翅.根) 60(6) 68(6.8) 26(2.6) 15.4
101B.tsaii(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 60(6) 65(6.5) 23(2.3) 14.8
102B.verschaffeltii(外来.直)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) — — — 0
103B.versicolor(扁果.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 100(10) 100(10) 42(4.2) 24.2
104B.versicolor(扁果.根)×B.villifolia(扁果.直) 95(9.5) 97(9.7) 40(4) 23.2
105B.villifolia(扁果.直)×B.cavaleriei(东亚秋海棠.根) 90(9) 92(9.2) 34(3.4) 21.6
106B.villifolia(扁果.直)×B.handelii(无翅.根) 85(8.5) 89(8.9) 27(2.7) 20.1
107B.villifolia(扁果.直)×B.pedatifida(扁果.根) 90(9) 90(9) 30(3) 21
108B.wangii(东亚秋海棠.根)×B.silletensissubsp.mengyangensis(无翅.根) 60(6) 54(5.4) 12(1.2) 12.6
109Begonia‘WhiteKing’(扁果.根)×B.henryi(单座.球) 85(8.5) 87(8.7) 24(2.4) 19.6
数14.6、系统分类组间杂交平均数16.1、国产原种与
外来品种间的杂交平均数4.4(表2).说明在秋海
棠属植物属下系统分类组内的有性杂交与组间的有
性杂交亲和力差异不显著、有性杂交可育性较高,国
内野生种与外来品种(或原种)之间的有性杂交亲和
性弱而可育性低.
037 广 西 植 物 33卷
表2 系统分类组合
Table2 Combinationofphylogeneticclassification
杂交组合
Hybridizedcombination
各单元观测值
Observedvalueofeachunit
组总和
Sumofsection
主个体数
m
平均数
Mean
Ⅰ (系统分类组内)
Ⅰ (Withinsection)
22.2,19.6,21.8,20.9,3.0,0,22.8,3,0,13.2,21.3,20.6,12.9,8.1,0,12.
4,19.9,23,23.1,0,22.9,23.2,21
334.9 23 14.6
Ⅱ (系统分类组间)
Ⅱ (Betweensections)
0,19.9,0,19.8,21,21.5,15.1,13.5,18.3,22.8,22.5,28.9,22.8,20.9,
20.8,20.7,0,13.9,13.2,22.1,0,0,22.4,0,22.2,21.1,20.7,19.2,22.2,
21.2,0,21,23.8,16.4,17.8,19.5,0,12.4,15.4,14.8,24.2,21.6,20.1,
12.6,19.6
725.9 45 16.1
Ⅲ (国产原种与外来品种间)
Ⅲ (Betweenoriginsand
overseascultivars)
3,0,0,0,0,0,4,0,0,5,13.5,0,13.9,0,20.1,21.3,23.2,0,0,0,0,0,0,
0,12.4,2,4,0,9.7,3,4,0,4,13.1,11.1,0,11.9,0,0,0,0
179.2 41 4.4
总计Total 1240 109 11.7
表3 园艺分类组合
Table3 Combinationofhorticultureclassification
杂交组合
Hybridizedcombination
各单元观测值
Observedvalueofeachunit
组总和
Sumofsection
主个体数
m
平均数
Mean
Ⅰ (根状茎×直立茎)
Ⅰ (Rhizome×Erectstem)
22.2,19.6,0,21.5,13.5,0,18.3,13.5,0,0,0,0,0,0,13.2,21.3,
20.6,0,12.9,13.1,19.9,0,17.8,23,12.4,0,0,0,23.2,21.6,20.
1,21
348.7 32 10.9
Ⅱ (根状茎×根状茎)
Ⅱ (Rhizome×Rhizome)
3,0,0,0,19.9,0,21.8,0,0,4,19.8,21,15.1,0,20.9,3,5,22.8,
0,13.9,22.8,20.1,21.3,23.2,22.5,28.9,22.8,0,20.9,20.8,20.
7,3,0,0,13.2,0,12.4,4,9.7,3,8.1,0,0,0,4,0,12.4,0,4,21.
1,20.7,19.2,22.2,21.2,21,23.8,16.4,19.5,11.9,23.1,0,0,
22.9,0,15.4,14.8,24.2,12.6
778 68 11.4
Ⅲ (直立茎×球状茎)
Ⅲ (Erectstem×Tuberhybrida)
2,22.1 24.1 2 12.1
Ⅳ (根状茎×球状茎)
Ⅳ (Rhizome×Tuberhybrida)
13.9,19.6 33.5 2 16.8
Ⅴ (直立茎×直立茎)
Ⅴ (Erectstem×Erectstem)
0,11.1 11.1 2 5.6
Ⅵ (球状茎×球状茎)
Ⅵ (Tuberhybrida×Tuberhybrida)
22.4,22.2,0 44.6 3 14.9
总计Total 1240 109 11.95
表4 系统分类杂交组合方差分析表
Table4 Varianceanalysisofhybridizedcombinationsofphylogeneticclassification
方差来源
Source
自由度DF
Degreeoffreedom
离差平方和SS
Sumofsquares
方差 MS
Meansquare F F0.05 F0.01
结论
Significancelevel
组间 (处理间)
Betweengroups
组内 (误差)
Withingroup
2
106
3262.80
6657.90
1631.40
62.80
25.98 3.09 4.82 差异极显著 ∗∗
Utmostsignificant
difference∗∗
总变异Total 108 9920.70
表5 系统分类组合多重比较
Table5 Multiplecomparisonsofhybridizedcombinationsofphylogeneticclassification(LSD)
杂交组合
Hybridizedcombination X
-
X
-
-4.4 X
-
-14.6
Ⅱ (系统分类组间)
Ⅱ (Betweensections)
16.1 11.7∗∗ 1.5
Ⅰ (系统分类组内)
Ⅰ (Withinsection)
14.6 10.2∗∗
Ⅲ (国产原种与外来品种间)
Ⅲ (Betweenoriginsandoverseascultivars)
4.4
注:杂交组合Ⅰ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅲ之 间有极显著差异;组合Ⅰ与Ⅱ间无显著差异.
Note:Conclusion:TherearesignificantdifferencesbetweenhybridizedcombinationⅠandⅢ,ⅡandⅢ;nosignificantdifferencebetweenⅠandⅡ.
1376期 李景秀等:云南秋海棠属植物有性杂交特性
表6 园艺分类杂交组合方差分析表
Table6 Varianceanalysisofhybridizedcombinationsofhorticulturetaxonomy
方差来源
Sourceofvariance
自由度DF
Degreeoffreedom
离差平方和SS
Sumofsquares
方差 MS
Meansquare F F0.05 F0.01
结论
Significancelevel
组间 (处理间)
Betweengroups
组内 (误差)
Withingroup
5
103
170.78
9749.92
34.16
94.66
0.36 2.30 3.20 无显著差异
Nosignificantdeviation
总变异Totalvariation 108 9920.70
2.2园艺分类不同茎的形态类型间亲和性强易于有
性杂交
以秋海棠属植物的园艺分类,按不同茎的形态
类型组合进行有性杂交的方差分析结果为F=0.36
<F0.05=2.30,无显著差异(表6).即根状茎×根状
茎、直立茎×直立茎、球状茎×球状茎、根状茎×直
立茎、直立茎×球状茎、根状茎×球状茎的组合有性
杂交,并没有因为茎形态特征的不同而产生差异,且
各形态类型间亲合性强易于有性杂交.
3 结论与讨论
3.1在属下各分类等级间进行大量有性杂交,提高
优良品种育成率
通常把不同种、属的植物相互杂交称为远缘杂
交,而远缘杂交的成功率或杂种子代的可育性主要
取决于父本和母本的亲缘关系.由此看来,在秋海
棠属植物属下系统分类组等级的有性杂交中,组内
种间的有性杂交可育性应高于组间不同种的杂交可
育性.而有性杂交试验的结果明确属下系统分类组
内、组间的杂交可育性无显著差异.总的来说,云南
秋海棠属植物属易于有性杂交的群体,属下系统分
类组间无生殖隔离.Nakataetal.(2003,2007)对
云南秋海棠属植物的细胞学进行了深入研究,染色
体观察结果绝大多数种类为2倍体,2n=18,20,22,
24,28,30,极少数种类为4倍体和6倍体,目前已观
察试验种类为B.cucurbitifolia 、B.purpureofolia
2n=44(4x)和B.handeli2n=66(6x),其属内倍性
和数目差异不大,有性杂交组合间亲和性较高.在
植株生长健壮、盛花期相遇等适宜的条件下,在有性
杂交亲本的选择过程中,系统分类组等级的亲缘关
系可忽略不计,结合秋海棠属植物的抗性育种和一
些类群特殊观赏性状的遗传特性(李景秀等,2001),
在属内进行广泛、大量的远缘杂交,提高新颖、奇特
的优良品种育成率.
3.2克服国产原种与外来品种的杂交不育,育成新
颖奇特目标新品种
秋海棠属植物的属下系统分类组全球共66组,
其中亚洲20组、中国9组、云南8组(Doorenboset
al.,1998;Shuietal.,2002;De Wilde & Plana,
2003).云南秋海棠属植物中,小花组sect.Alicida
和小海棠组sect.Parvibegonia 云南记载分布各
1种,分别是B.peii(小花秋海棠)和B.discreta
(景洪秋海棠),但因多次野外寻找未采获繁殖材料.
中科院昆明植物研究所秋海棠引种栽培基地收集保
存6组,其中棒果组sect.Leprosae仅B.longicarpa
(长果秋海棠)1种分布云南,栽培基地的引种驯化
极为困难,且栽培适应性差,现基本能够完成种子到
种子的生活史,但栽培保存数量仅3株,目前无法用
于大量的有性杂交试验,常用于有性杂交的为5个
系统分类组.
以大量用于有性杂交的云南秋海棠属植物5个
系统分类组的不同种与外来园艺品种间的杂交试验
结果可育性低、外来园艺品种之间的有性杂交几乎
未获F1代果实,而且外来园艺品种的自花授粉结实
率也极低.从花粉粒的数量看,外来园艺品种成熟
雄蕊的花粉量远远少于云南(或国产)野生种,就花
粉活力而言,FAA固定、1%醋酸地衣红染色后光学
显微镜下观察的结果,外来园艺品种或外来原种深
色饱满的花粉粒少而浅色空瘪的花粉粒较多,花粉
活力50%~77%,云南(或国产)原种的花粉活力
84%~91%.外来园艺品种花粉粒的发育、萌发,以
及雌蕊胚囊的发育有待进一步实验研究.筛选性状
优良、花粉粒饱满、正常发育比率略高的外来园艺品
种与云南野生种进行大量的杂交,同时,以远缘花粉
蒙导、奈乙酰胺处理花柄、杂种胚培养等克服杂交过
程中存在的不亲和、落果、杂种胚发育不良等,有望
培育秋海棠属植物新颖奇特的目标新品种.
3.3力争探索科下属等级和广泛的组等级的杂交亲
和性
从云南秋海棠属植物属下系统分类组内和组间
237 广 西 植 物 33卷
的有性杂交可育性无显著差异的结果启示我们发
现,秋海棠科下属等级间,以及全球范围的组等级间
的有性杂交从亲和性来看有试验的可能性.最初的
传统分类将秋海棠科植物分为5个属,近年被纷纷
合并到秋海棠属或降为其中的系统分类组,目前秋
海棠科被分为2个属,即秋海棠属和希尔布朗属
(Hillebrandia),后者仅1种、分布于夏威夷群岛
(Golding,2003;Clementetal.,2004),我国分布
1属(秋海棠属).2008年有幸从日本富山中央植物
园引到sect.Symbegonia1种,无论从过去的属等
级还是现在的组等级意义都有杂交试验的材料基
础.基于引种保存的物种多样性和秋海棠新品种培
育的远缘杂交都拟加强国际合作与交流,力争引入
希尔布朗属1种及秋海棠属其它系统分类组的种
类,借鉴兰科 (Knobloch,1972)、菊 科 (Carr &
Kyhos,1986)等属间远缘杂交的成功经验进行属等
级间的探索性杂交试验,以及广泛的系统分类组等
级间的有性杂交试验.鉴于哈钦松(J.Hutchinson)
分类系统秋海棠科(Begoniaceae)和葫芦科(CucurG
bitaceae)同属葫芦目(Cucurbitales),而且,单性花、
子房下位、雄蕊联合、种子无胚乳、具掌状脉等许多
性状特征相似.葫芦科南瓜属植物黄花种类较多而
云南秋海棠属植物黄花基因稀缺,为获得黄花新品
种,我们曾于2008年在观赏的瓜属(Cucurbita)植
物与秋海棠属植物之间进行了十几个组合的科间有
性杂交尝试,但所有组合都在人工授粉3~4d内子
房脱落,有待进一步大量授粉并采用一些可行的克
服远缘杂交的技术措施,探讨其科间有性杂交的可
能性.
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