菊属与菊蒿属、亚菊属和芙蓉菊属的属间杂种的育种利用研究

园艺学报，2015，42 (3)：513–522.

Acta Horticulturae Sinica doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2014-0280；http：//www. ahs. ac. cn 513 菊属与菊蒿属、亚菊属和芙蓉菊属的属间杂种的育种利用研究

许莉莉，朱文莹，王海滨，房伟民，滕年军，陈素梅，廖 园，陈发棣* （南京农业大学园艺学院，南京 210095）

摘 要：以栽培菊品种‘秀曼戴花’、‘6045-7’、‘猫眼’、‘T1012’、‘韩2’为母本，分别与菊属菊

花脑 × 菊蒿属菊蒿（简称JJ）、菊属大岛野路菊 × 亚菊属多花亚菊（简称DD）和菊属大岛野路菊 × 芙

结果发现，以‘秀曼戴花’、‘6045-7’蓉菊属芙蓉菊（简称DF）等3个属间F1杂种进行人工杂交及回交研究。

为母本，与JJ杂交，未获得种子；‘猫眼’× DD杂交结实率及回交结实率均较低，而‘T1012’× DF及

‘韩2’× DF杂交结实率较高，以‘T1012’× DF杂交后代为父本，与‘T1012’回交，成功获得回交后

代。杂交及回交后代性状出现不同程度分离，并存在超亲个体。杂交及回交后代的染色体数并不都是父

母本的平均值，存在非整倍体。耐盐性鉴定结果表明，以属间杂种为“桥梁”可将芙蓉菊及多花亚菊的

耐盐性导入栽培菊花，提高了栽培菊花的耐盐性。

关键词：菊花；属间杂种；杂交；回交；耐盐性

中图分类号：S 682.1+1 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）03-0513-10

Studies on Breeding Value of Three Intergeneric Hybrids Between Chrysanthemum and Tanacetum，Ajanina and Crossostephium

XU Li-li，ZHU Wen-ying，WANG Hai-bin，FANG Wei-min，TENG Nian-jun，CHEN Su-mei，LIAO Yuan，and CHEN Fa-di*

（Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）

Abstract：In allied genera of chrysanthemum，many wild species possess elite attributes such as resistance to to disease，insect，virus and environment，Crossostephium chinense（L.）Makino is one of them. It is mostly found in the coastal forest，mainly distributed in the cracks of bed rock，and possesses high salt tolerance. But it is usually difficult to obtain hybrids between these allied genera species and chrysanthemum cultivars. Bridge parent is an effective way to overcome distant hybridization and transfer useful genetic variation to elite germplasm. Here，three intergeneric hybrids，[Chrysanthemum nankingense（Hand.-Mazz.）Y. R. Ling × Tanacetum vulgare L.]F1（short for JJ），[Chrysanthemum crassum（Kitam.）Kitam. × Ajania myriantha（Franchet）Ling ex Shih] F（，[Chrysanthemum 1short for DD）

crassum（Kitam.）Kitam. × Crossostephium chinense（L.）Makino] F1（short for DF），as bridge parent，were hybrided with chrysanthemum to study the possibility of transfer useful genetic variation to chrysanthemum 收稿日期：2014–09–18；修回日期：2015–02–03

基金项目：国家自然科学基金项目（31272203）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-12-0890）

* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：chenfd@http://wendang.chazidian.com）

Xu Li-li，Zhu Wen-ying，Wang Hai-bin，Fang Wei-min，Teng Nian-jun，Chen Su-mei，Liao Yuan，Chen Fa-di.

Studies on breeding value of three intergeneric hybrids between chrysanthemum and Tanacetum，Ajanina and Crossostephium.

514 Acta Horticulturae Sinica，2015，42 (3)：513–522. cultivars and innovate chrysanthemum germplasm. The main results showed that：No seed was obtained between C. morifolium‘Xiumandaihua’，‘6045-7’and JJ. The seed set of cross and backcross between C. morifolium‘Maoyan’and DD was very low，only one cross hybrid and three single backcross hybrids using C. morifolium‘Maoyan’as paternal parent were obtained. The seed set of cross between C. morifolium‘T1012’，‘Han 2’（both female parent）and DF was comparatively higher，and single backcross hybrids using C. morifolium‘T1012’as paternal parent were successfully obtained. The cross hybrids and backcross hybrids differentiated obviously from their parents in many morphological characters and chromosome number and salt tolerance，and there existed transgressive individuals and aneuploids. The results of salt tolerance identification showed that using intergenneric hybrids as bridge parent can successfully introduce the salt tolerance of A. myriantha and Cr. chinense into chrysanthemum cultivars，and improve its salt tolerance.

Key words：chrysanthemum；intergeneric hybrids；cross；backcross；salt tolerance

菊花近缘属植物中存在许多抗病、抗虫、抗逆等优良特性，如芙蓉菊属的芙蓉菊[Crossostephium chinense（L.）Makino]多生在海岸林中，分布在海滨岩缝（黄有军 等，2007；孙春青 等，2010），具有较强的耐盐性。通过属间杂交可以将菊属野生近缘属植物的优良基因导入栽培菊花中，获得具有较高抗性或者观赏性的菊花新种质。菊花近缘属植物与栽培菊品种直接进行远缘杂交往往不易获得杂种，需要借助幼胚拯救技术、原生质体融合等，如Tang等（2009，2010，2011）和汤访评等（2011）通过幼胚拯救获得了菊属和亚菊属（Ajania）、芙蓉菊属（Crossosstephium）、太行菊属（Opisthopappus）、菊蒿属（Tanacetum）的属间杂种，Deng等（2010）通过幼胚拯救获得栽培菊花‘钟山金桂’与蒿属黄金艾蒿（Artemisia vulgaris L.‘Variegata’）的属间杂种，Furuta等（2004）通过原生质体融合得到了蒿属大籽蒿（Artemisia sieversiana）和菊花的体细胞杂种；但获得的杂种后代往往表现不育，或者杂种后代数较少，如春黄菊族不同属间杂交，杂种胚的发育普遍存在早期败育现象（Tanaka & Watanabe，1972；Wolff & Rijin，1993），不利于对杂种后代进行育种应用。

属间杂交是打破种属间隔离，实现有利基因转移，创造植物新类型和获得有价值的新品种的有效方法之一（Eeckhaut et al.，2007）。在菊花育种中，以属间杂种为“桥梁”，与栽培菊花进行杂交是一种有效克服属间杂交不亲和获得菊花优良抗性新种质的有效手段。

本研究中利用Tang等（2009，2010，2011）获得的3个属间F1杂种为亲本，与栽培菊花进行杂交，创制菊花新种质，扩大栽培菊花基因库，同时探讨通过桥梁亲本将菊属近缘属的优良性状导入栽培菊花的可能性，为菊花育种提供重要中间材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

（Xiumandaihua）、‘6045-7’、‘猫供试材料3个属间F1杂种JJ、DD和DF，栽培菊‘秀曼戴花’

眼’（Maoyan）、‘T1012’和‘韩2’（Han2）等（表1），均种植在南京农业大学中国菊花种质资源保存中心。

许莉莉，朱文莹，王海滨，房伟民，滕年军，陈素梅，廖 园，陈发棣.

菊属与菊蒿属、亚菊属和芙蓉菊属的属间杂种的育种利用研究.

园艺学报，2015，42 (3)：513–522. 515

表1 试验材料

Table 1 Plant materials

代号 Code

JJ

DD

DF

Xiumandaihua

6045-7

Maoyan

T1012

Han2 材料 Material 菊花脑 × 菊蒿属菊蒿Chrysanthemum nankingense × Tanacetum vulgare 大岛野路菊 × 亚菊属多花亚菊Chrysanthemum crassum × Ajania myrantha 大岛野路菊 × 芙蓉菊Chrysanthemum crassum × Crossosstephium chinense 栽培菊‘秀曼戴花’Chrysanthemum morifolium‘Xiumandaihua’ 栽培菊‘6045-7’ Chrysanthemum morifolium‘6045-7’ 栽培菊‘猫眼’Chrysanthemum morifolium‘Maoyan’ 栽培菊‘T1012’Chrysanthemum morifolium‘T1012’ 栽培菊‘韩2’Chrysanthemum morifolium‘Han2’

1.2 试验方法

1.2.1 人工杂交及回交

于2009年9—11月进行杂交。选取发育良好的花蕾，在舌状花刚露色时去雄，即去除内轮两性管状花，同时剪去舌状花花瓣直至可见柱头（不伤及柱头），用硫酸纸袋套袋，同时将父本花序套袋。待母本柱头伸出并开叉呈锐角和分泌黏液时（去雄后3 ~ 5 d），收集已套袋的父本新鲜花粉，用毛笔对母本进行授粉，套袋，次日重复授粉。当花梗变黄枯萎时采集授粉花序，收集种子。结实率（%）= 种子数/（花序数 × 小花数）× 100。

2010年9—11月将所获杂交后代与母本切花菊进行回交。所有种子于次年4月播种于穴盘，最后定植于大田。出苗率（%）= 成苗数/播种数 × 100。成活率（%）=成活株数/出苗数 × 100。

2010年9月与2011年9月，参照李鸿渐（1993）的方法分别统计亲本、杂交或回交后代植株叶长、叶宽、花序直径、花心直径、舌状花数、管状花数等形态性状，各性状均单株重复测量5次。

1.2.2 有丝分裂观察

参照李畅等（2008）的方法，取属间杂种及自交后代枝条扦插，待根尖长1 ~ 2 cm时于晴天中午取根尖，冰水处理20 ~ 22 h后用卡诺氏固定液（95%酒精和冰醋酸体积比3︰1）4 ℃下固定24 h，45%醋酸压片，在OlympusBX41相差显微镜下观察并拍照。染色体数统计30个细胞以上。

1.2.3 耐盐性的鉴定

参考管志勇等（2010）、邱杨和李锡香（2009）的方法，采集父本、母本、杂交后代、回交后代生长良好的嫩梢于穴盘扦插。插穗生根并展开10 ~ 12片叶后将穴盘移至大棚内，缓苗生长2 d，将长势一致的植株移于盛有自来水（预试验证明自来水与去离子水对试验的影响无显著差异）的塑料周转箱（体积30.0 L）内进行通气水培，5 d后设置盐胁迫处理。NaCl浓度设置为120 mmol · L-1（管志勇 等，2010），对照为等体积的水。每处理设置6株重复。试验期间保持盐浓度不变。

处理7 d后调查生长情况。盐害分为6级（邱杨和李锡香，2009）：0级，植株生长正常；1级，生长基本正常，个别植株下部少数叶片褪绿；2级，植株25%以下叶片褪绿、黄化；3级，植株半数叶片褪绿、黄化；4级，植株75%叶片褪绿、黄化；5级，植株严重受害，生长完全停止。盐害指数（%）= Σ级别 × 该级别的株数/调查的总株数 × 5 × 100。

根据盐害指数将耐盐性分成5类（马雅琴和翁跃进，2005）：高耐（0 ~ 20.0）、耐盐（20.1 ~ 40.0）、中耐（40.1 ~ 60.0）、敏感（60.1 ~ 80.0）和高感（80.1 ~ 100）。

1.2.4 数据分析

采用DPS7.05、Excel 2007软件对试验数据进行统计分析，中亲优势 = F1平均值–双亲平均值（即中亲值），差异显著性采用Duncan’s新复极差法以及单样本均值t检验。

Xu Li-li，Zhu Wen-ying，Wang Hai-bin，Fang Wei-min，Teng Nian-jun，Chen Su-mei，Liao Yuan，Chen Fa-di.

Studies on breeding value of three intergeneric hybrids between chrysanthemum and Tanacetum，Ajanina and Crossostephium.

516 Acta Horticulturae Sinica，2015，42 (3)：513–522.

2 结果与分析

2.1 属间杂种与栽培菊杂交、回交结实及出苗情况

由表2可知，以Xiumandaihua、6045-7为母本，分别与JJ杂交，未收到种子。以Maoyan为

母本，

与

DD杂交，最终获得1株后代。以T1012、Han2为母本，分别与DF杂交，最终共获得后代分别为30株和109株。

与母本Maoyan以（Maoyan × DD）F1为父本，进行回交，获得30株回交后代。从（T1012 × DF）F1中选择株系TDF31，与母本T1012进行回交，获得61株回交后代（表2）。

2.2 属间杂种与栽培菊杂交、回交后代性状统计 2.2.1 杂交后代部分性状遗传表现

Maoyan × DD杂交后代除叶长/叶宽小于母本，与父本差异不显著外，其余各性状表现均介于父母本之间（图1，表3）。

表2 属间杂种与栽培菊杂交、回交结实及出苗情况 Table 2 Seed setting and seedling of cross and backcross between

chrysanthemum and three intergeneric hybrids

杂交/回交组合

Hybridization/ Back cross lines

结实率/%出苗率/% 成活率/%成活株数Seed settingGermination Survival Survivalrate rate rate number

Xiumandaihua × JJ 0 0 0 0

6045-7 × JJ 0 0 0 0 Maoyan × DD 0.83 0.10 100 1 T1012 × DF 5.78 35.43 88.23 30 Han2 × DF 47.98 77.42 75.69 109 Maoyan ×（Maoyan × DD）0.05 75.00 100 30 T1012 ×（T1012 × DF）2.02 47.74 87.42 61

图1 栽培菊、属间杂种及其杂交、回交后代花部形态

Fig. 1 Flower characteristics of chrysanthemum，the intergenneric hybrids，the cross and backcross hybrids between them

许莉莉，朱文莹，王海滨，房伟民，滕年军，陈素梅，廖 园，陈发棣. 菊属与菊蒿属、亚菊属和芙蓉菊属的属间杂种的育种利用研究.

园艺学报，2015，42 (3)：513–522. 517

表3 Maoyan × DD杂交后代部分性状遗传表现

Table 3 Morphological traits and their variation among C. morifolium‘Maoyan’，DD and the hybrids

性状Character

叶长/cm Leaf length

叶宽/cm Leaf width

叶长/叶宽Leaf length/width 舌状花数Number of ray florets 管状花数Number of tubular florets 花序直径/mm Inflorescence diameter 花心直径/mm Flower disc diameter 盐害指数 Salt harm index 耐盐性 Salt tolerance

Maoyan（♀） Maoyan × DD DD （♂） 5.69 ± 0.76 a

3.31 ± 0.28 b 1.73 ± 0.24 a 20.50 ± 0.53 a 215.6 ± 17.16 a 64.74 ± 2.63 a 21.25 ± 0.54 a 68.0 ± 8.0 a 敏感Sensitivity

4.95 ± 0.69 b 3.78 ± 0.62 a 1.31 ± 0.11 b 18.10 ± 2.08 c 130.7 ± 7.56 b 36.10 ± 4.24 b 11.01 ± 0.57 b 13.3 ± 4.2 bc

高耐 High salt tolerance

3.78 ± 0.42 c 2.55 ± 0.20 c 1.49 ± 0.15 b 19.4 ± 2.32 b 112.1 ± 9.68 c 19.15 ± 1.55 c 8.87 ± 0.56 c 20.0 ± 0 bc

高耐 High salt tolerance

注：表中数值为平均值和标准差，不同小写字母代表经Duncan’s新复极差检验显著差异（P < 0.05）。

Note：Values with different superscript indicate significant differences at P < 0.05 according to Duncan’s new multiple range test. Values represent mean ± standard deviation.

由表4、表5可知，T1012 × DF与Han2 × DF杂交后代各性状均发生了广泛分离，且部分性状存在显著的杂种优势，但部分性状在两组合后代中出现相反的表现。T1012 × DF叶长、叶宽平均值为4.44 cm、3.09 cm，表现为极显著负向中亲优势，变异系数高达20.27%、24.27%，超低亲个体占100.00%、96.67%，管状花数表现极显著的负向中亲优势，超低亲个体占76.67%；Han2 × DF叶长、叶宽平均值为6.79 cm、4.24 cm，表现为极显著正向中亲优势，变异系数为12.81%、13.68%，超低亲个体只占3.17%和0，60%以上介于双亲之间，并存在超高亲个体，花序直径中亲优势达到显著水平，超高亲个体出现概率均为10.00%，管状花数后代表现极显著的正向中亲优势，超低亲个体只占1.67%。两个组合杂种后代舌状花数、叶长/叶宽、花心直径以及花序直径均表现负向中亲优势。

表4 T1012 × DF杂交后代部分性状的遗传特点

Table 4 Genetic characteristics of some traits in C. morifolium‘T1012’，（C. crassum × Cr. chinense）F1 and the hybrids

亲本 Parent plants

性状 Character

T1012 （♀） 9.66 6.19

DF （♂） 7.01 4.51

中亲值

Mid-parent value 8.34 5.35

杂种与亲本的比较/%

杂种Hybrids

Comparison between hybrids and parents中亲优势 _

x CV/% Mid-parent

heterosis 4.44 3.09

20.27 24.27

**

小于低亲 双亲之间 大于高亲 < Small Between > High parent value parent value parent value

叶长/cm Leaf length 叶宽/cm Leaf width 叶长/叶宽

Leaf length/width 舌状花数

Number of ray florets

–3.89** 100

–2.26 96.67 3.33 0

1.56 1.55 1.56 26.00 21.83 23.92

0 26.67 1.47 14.00 –0.08* 73.33 23.34 21.68 –0.49 53.33 36.67 10.00 186.13 15.02 –33.85** 76.67 20.00 3.33 55.97 9.22 –3.20* 46.67 43.33 10.00 10.75 8.84 –2.51** 96.67 3.33 0 55.8

20.0

–1.5 16.7 73.3 10.0

管状花数 206.80 233.17 219.99

Number of tubular florets 花序直径/mm

Inflorescence diameter 花心直径/mm

Flower disc diameter

63.03 55.30 59.17 12.38 14.13 13.26

46.7

57.3

盐害指数Salt harm index 68.0

注：*，**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。F1群体中亲优势显著性检验为F1单株目标性状平均值与中亲值的单样本均值t检验结果。下同。

Note：*，** indicate significant difference at 0.05 and 0.01 level，respectively. The difference between F1 and mid-parents value was analyzed by one-sample t test. The same below.