茶树品种金萱杂交亲和性和配合力研究

李赛君，雷 雨，段继华，黄飞毅，罗 意，康彦凯，丁 玎，陈宇宏，董丽娟

湖南省农业科学院 茶叶研究所/国家茶树改良中心湖南分中心/农业农村部湖南茶树及茶叶加工科学观测实验站/湖南省茶树品种与种苗工程技术研究中心，湖南 长沙 410125

杂交是种质资源创新最有效的手段[1-2]。但植物的受精作用是一个复杂的生理生化过程，受亲本遗传距离远近和父母本杂交亲和性影响，受精后的幼胚或发育良好、或发育不正常、或发育中途停止以及或不发育[3]；杂交亲和性在不同品种间有明显的差异[4]。配合力是指品种间相互杂交的相对结合能力，一般体现在杂交种子性状和F1代苗期表现，配合力不同，F1代种子出苗率和优良目标性状单株出现概率不同；杂交F1代苗期株高、茎粗、叶片数等性状因亲本不同差异显著[5]。一个品种的配合力高低，难以从其外部性状加以区别，需经过杂交配合力的测定，根据其后代的表现才能知道。茶树是多年生植物，育种周期长，在育种实践中可预先通过观察性试验了解品种的配合力。

金萱（台茶12号）是台湾省茶业改良场20世纪八十年代初育成的茶树良种，生长势强，产量高[6]。多地引种试验[7-13]表明，金萱抗旱、抗寒、抗病虫性强；适应性强，种植成活率高；制乌龙茶香气浓郁，具有高雅奶香；制绿茶香气高长。采用高香乌龙茶品种作为杂交亲本，是选育优异茶树品种、提高红、绿茶等茶叶香气品质的有效途径[5]。

本试验研究选用金萱与不同茶树品种杂交，以期创制既保持金萱高产种性又具优异品质特色的茶树新种质；通过比较各组合杂交结实率、F1代出苗率、F1代苗期生长势及优良单株选择率等优势程度，探讨茶树品种金萱的杂交亲和性及综合性状配合力。

1 材料与方法

1.1 试验地情况

茶树杂交母本园及选种试验地均设在湖南省长沙县高桥镇湖南省茶叶研究所品种试验基地，地处东经 113°19′、北纬 28°29′，海拔 64 m，年平均气温16.8℃，绝对最低温-15℃，无霜期275 d，年降雨量 1 400 mm。土壤为第四纪红壤，pH 值 4.6 ～ 4.8，肥力中等。

试验时间为2009—2020年，试验茶树生长条件和茶园田间管理措施与生产茶园一致。

1.2 参试品种

参试茶树品种为金萱、福鼎大白茶、白毫早、碧香早、尖波黄13号、铁观音、保靖黄金茶1号、薮北种、汝城白毛茶、安吉白茶、白牡丹、大红袍、佛香3号、云抗10号和英红9号等15个国家级或省级良种（表1）。

1.3 试验方法

1.3.1 杂交组合选配

根据亲本选配的一般原则[2]，以组合育种为主要类型[14]，选配杂交组合18个（含4个正反交）。其中，以金萱为母本，保靖黄金茶1号、碧香早、尖波黄13号、铁观音、薮北、云抗10号、英红九号、佛香3号、汝城白毛茶、安吉白茶、白牡丹与大红袍为父本，选配组合12个；其中保靖黄金茶1号、碧香早、尖波黄13号、铁观音、薮北、佛香3号和安吉白茶等7个父本花粉采自湖南省茶叶研究所茶树资源圃，白牡丹和大红袍引自福建武夷星茶业有限公司，云抗10号引自云南省农科院茶叶研究所，英红九号引自广东（英德）茶叶研究所，汝城白毛茶引自湖南省汝城县。以金萱为父本，保靖黄金茶1号、碧香早、尖波黄13号、铁观音、白毫早和福鼎大白茶为母本，选配组合6个。

1.3.2 杂交方法

花粉采集及人工去雄套袋授粉方法参照董丽娟[15]茶树杂交授粉技术，花粉贮藏方法参照Lei[16]不同茶树品种花粉贮藏及生活力的研究。

1.3.3 杂交组合结实率调查

于授粉后第二年霜降前后7 d内采收F1代茶果和吊牌，计算结实率（采收茶果数/杂交授粉花数×100%）。将采收的茶果参考李赛君等[17]方法，贮藏备用。

1.3.4 F1代出苗率调查

参考罗意等[18]方法将杂交种子播种育苗，翌年5 ～ 6月份调查出苗率，每7 d调查一次，当连续3次调查数稳定一致时计为出苗数，计算F1出苗率（茶苗株数/播种粒数×100%）。

1.3.5 F1代优良单株筛选鉴定

F1代优良单株筛选标准为：达Ⅱ级苗标准（株高≥20.0 cm，茎粗≥2.0 mm），着叶数＞10片或一级分枝1、2个，且株型好、生长健壮、无病虫害[19]，并进行苗期生长势评价。将筛选出的F1优良单株按1.4 m×0.33 m规格单行单株定植建立选种圃，进行早期产量、品质和抗性等鉴定[3,20]。

2 结果与分析

2.1 杂交结实率和亲和性

2.1.1 作为母本杂交

以金萱为母本的12个杂交组合结实率和出苗率因父本不同而有差异（表2）。结实率最高的为金萱×汝城白毛茶（38.72%），最低的为金萱×佛香3号（11.81%），平均为23.76%±9.43%，变异系数（cv）为39.69%。组合结实率高低按父本排列依次为汝城白毛茶（38.72%） ＞ 安吉白茶（36.05%） ＞ 尖波黄 13号（35.30%） ＞ 英红九号（32.15%） ＞ 铁观音（23.76%） ＞ 大红袍（23.36%） ＞ 碧香早（17.91%）＞ 白牡丹（19.28%） ＞ 保靖黄金茶1号（16.79%）＞ 云抗10号（16.11%） ＞ 佛香3号（13.53%）＞ 薮北（12.18%）。

表2 金萱作母本的杂交组合结实率、出苗率和亲和性Table 2 Seed setting rate, seedling emergence rate and compatibility of hybrid combinations with Jinxuan as female parent

出苗率最高的为金萱×铁观音（85.05%），最低的为金萱×白牡丹（9.20%），平均为45.16%±23.46%，变异系数（cv）为51.95%。组合出苗率高低按父本排列依次为铁观音（85.05%） ＞ 安吉白茶（69.63%） ＞ 佛香 3 号（69.34%） ＞ 英红九号（63.69%） ＞ 碧香早（58.06%） ＞ 保靖黄金茶 1 号（56.99%） ＞ 汝城白毛茶（42.86%） ＞ 云抗10号（39.22%） ＞尖波黄13号（27.91%） ＞ 大红袍（24.50%） ＞薮北（20.16%） ＞ 白牡丹（9.20%）。

参考李赛君等[2]与罗意等[4]杂交亲和性标准，以保靖黄金茶1号、碧香早、英红九号、铁观音和安吉白茶为父本的组合，结实率和出苗率均分别高于15%和50%，组合杂交亲和性强；以云抗10号、佛香3号、尖波黄13号、汝城白毛茶、大红袍和白牡丹为父本的组合，或结实率高于15%，或出苗率高于50%，组合杂交亲和性较强；金萱×薮北结实率与出苗率为12.18%（＜ 15%）和20.16%（＜ 50%），组合杂交亲和性中等。结果表明金萱作母本整体表现为杂交亲和性较强。

2.1.2 作为父本杂交

以金萱为父本的6个杂交组合结实率和出苗率因母本不同而有差异（表3），6个组合平均结实率为21.71%±11.11%，变异系数（cv）为51.17%；结实率最高的为铁观音×金萱（34.70%），最低的为保靖黄金茶1号×金萱，仅3.08%。组合结实率高低按母本排列依次为铁观音（34.70%） ＞ 碧香早（29.55%） ＞ 福鼎大白茶（26.76%） ＞ 尖波黄 13 号（18.62%） ＞ 白毫早（17.10%） ＞ 保靖黄金茶1号（3.53%）。

表3 金萱作父本的杂交组合结实率、出苗率和择优率Table 3 Seed setting rate, seedling emergence rate and selection rate of hybrid combinations with Jinxuan as male parent

出苗率最高的为金萱×碧香早（82.61%），最低的为金萱×保靖黄金茶1号（15.87%），平均为55.61%±24.40%，变异系数（cv）为43.88%。组合出苗率高低按母本排列依次为碧香早（82.61%） ＞ 福鼎大白茶（78.46%） ＞ 铁观音（60.76%） ＞ 尖波黄 13 号（49.27%） ＞ 白毫早（46.68%） ＞ 保靖黄金茶1号（15.87%）。

以碧香早、福鼎大白茶和铁观音为母本的组合，结实率和出苗率均分别高于15%和50%，组合杂交亲和性强；以白毫早和尖波黄13号为母本的组合，结实率均高于15%，出苗率均接近50%，组合杂交亲和性较强。结果表明金萱作父本整体表现为杂交亲和性强。

2.1.3 正反杂交

金萱与同一个品种杂交，正反交结实率和出苗率不同，亲和性也略有差异（表5）。其中：与碧香早、尖波黄13号和铁观音杂交，正反交亲和性一致，均为强或较强；但与保靖黄金茶1号杂交，正交亲和性强，反交则表现为弱。品种间杂交亲和性的变异在很大程度上是由母本的差异引起，如佛手作杂交母本结实率极低，但作为父本与铁观音杂交, 结实率为23.4%，出苗率与成苗率分别为56.5%与53.8%[21]。本试验研究中，组合保靖黄金茶1号×金萱杂交亲和性弱，可能和母本保靖黄金茶1号雌蕊存在某些复杂的不亲和基因[22]有关，特异性地识别并拒绝与其基因型相同的花粉[23]，试验结果与保靖黄金茶1号自然杂交结实率低的大田现象一致。

表5 金萱正反交杂交组合结实率比较Table 5 Comparison of seed setting rate of Jinxuan reciprocal cross combinations

2.2 杂交F1代择优率和配合力

本试验研究根据育种目标，按F1代单株年生长量、新梢性状、叶片特性等定向选择具有双亲优点或具有超亲优势的F1代单株，连续3 ～4年，结果见表3和表4。

由表3可知，以金萱作母本的10个组合杂交F1代择优率平均为4.86%±3.33%，择优率最高的为金萱×薮北（12.00%），最低的为尖波黄13号×金萱（2.97%）。按父本排列依次为薮北（12.00%） ＞ 碧香早（11.11%） ＞ 汝城白毛茶（10.14%） ＞ 云抗 10 号（6.76%） ＞ 安吉白茶（6.38%） ＞ 保靖黄金茶1号（6.05%） ＞佛香 3 号（4.52%） ＞ 铁观音（4.40%） ＞ 尖波黄13号（3.97%） ＞ 英红九号（1.97%）。

由表4可知，以金萱作父本的6个组合杂交F1代择优率平均为10.97%，其中最高的为保靖黄金茶1号×金萱（40.00%），最低为金萱×英红九号（1.94%）。但作为亲和性最弱的组合保靖黄金茶1号×金萱，择优率却高达40%；调查中发现双亲优点在F1代中优势明显，凡出苗者几乎全为优秀，但这样的组合属于个例，为最大限度保证数据的准确性，计算各组合平均值时剔除该组合择优率。其他5个组合的平均择优率为5.17%±2.31%，略高于以金萱为母本的组合平均择优率（4.86%±3.33%），与金萱作父本亲和性强于作母本的亲和性的表现基本一致。组合择优率按母本排列依次为白毫早（8.95%） ＞ 福鼎大白茶（5.30%） ＞ 碧香早（4.86%） ＞ 铁观音（3.75%） ＞ 尖波黄 13 号（2.97%）。

配合力是指某一亲本品种和其他若干品种杂交后，杂种后代在某个数量性状上的平均表现。配合力好的品种作亲本，在配置的各杂交组合中能产生较多的、稳定的优良品（株）系。金萱作母本的杂交组合F1代择优率平均为4.86%，作父本的杂交组合F1代择优率平均为5.17%，15个组合平均择优率为4.96%，均远高于保靖黄金茶1号2.35%择优率和优异资源自然杂交后代0.04%择优率[24]。结果表明金萱作亲本的杂交组合能产生较多的优良单株，属于配合力高的品种。

2.3 杂交 F1 代苗期生长势

结果见表6。由表6可知，11个组合的杂交F1代单株均达Ⅱ级苗标准以上，其中有5个达Ⅰ级苗标准，苗期生长势均表现为强。

表6 杂交组合F1苗期生长势调查Table 6 Investigation on seedling growth vigor of Hybrid F1 with Jinxuan as parent

3 结论与讨论

金萱是生长势强、产量高、适应性强、综合性状优良的茶树品种。据姚明哲等[25]研究表明，茶树品种金萱与大陆地区的茶树品种具有较远的亲缘关系，遗传距离上存在较大差异，可作为我国杂交育种的主要亲本利用[26]。本试验研究采用金萱作亲本，根据“优势互补、特色突出”原则选配组合18个（含正反交4个），通过比较各组合杂交结实率、F1代出苗率和优良单株选择率等优势程度，探讨金萱杂交亲和性和综合性状配合力。结果表明，18个杂交组合结实率为3.53%（保靖黄金茶1号×金萱）～ 38.72%（金萱×汝城白毛茶），平均结实率为19.48%；出苗率为9.20%（金萱×白牡丹）～ 85.05%（金萱×铁观音），平均出苗率为59.62%；杂交F1代择优率为1.94%（金萱×英红九号） ～ 12.00%（金萱×薮北），平均择优率为4.96%；杂交F1代单株苗期生长势均达Ⅱ级苗以上。金萱作杂交亲本，结实率高，具广泛的亲和性；其杂交F1代优良单株选择率高，具较高的配合力。

茶树是多年生作物，育种周期长，茶树育种基础理论研究严重滞后于其他主要农作物，控制茶树抗性、株型及茶叶品质等重要农艺性状的遗传规律和相关基因的调控机制尚不明确，导致目前茶树育种工作带有很大的盲目性和随意性，无法实现目标性状的定向育种[27]。本试验对茶树品种金萱的杂交亲和性和综合性状配合力的研究，有助于茶树杂交亲本选择、组合选配及目标育种的定向选择；但具体到某个数量性状的配合力高低，还需通过测配杂交后代在该性状上的表现才能明确。不过，在明确该有益性状配合力高低的同时，结合目标性状关联基因的挖掘和分子育种手段，可大幅提高育种效率。