台湾含笑的育种潜力

doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20250293

摘要/Abstract

摘要：

目的: 台湾含笑具有优良的观赏价值及抗逆性，是优良的杂交亲本。本研究观测了台湾含笑的开花特征，探索了种间及属间杂交，为台湾含笑与近缘种及远缘种杂交育种提供理论指导。方法: 观察分析台湾含笑的开花特征和开花动态，柱头可授性，花粉母细胞减数分裂，并以台湾含笑为亲本进行了近缘及远缘杂交试验，对获得的杂种苗进行表型特征测定，同时运用SSR（simple sequence repeats）分子标记技术对杂交后代的真实性进行了鉴定。结果: 台湾含笑为雌雄异熟，但雌、雄性期存在短暂的重叠，并且没有二次开合现象，小孢子减数分裂基本正常，花粉具有较好的花粉萌发力；以台湾含笑为亲本的16个杂交组合中，台湾含笑与深山含笑，阔瓣含笑，红花深山含笑，金叶含笑均具有较高的杂交亲和性，与峨眉含笑杂交存在单向杂交亲和性现象，与玉兰属的属间正反交均败育；台湾含笑与红花深山含笑的杂种在苗期生长中表现出显著的杂种优势，并通过SSR分子标记鉴定杂种真实率为100%。结论: 综上得出，台湾含笑属内近缘种间杂交较为容易，与远缘种杂交较为困难。本研究为实现台湾含笑的杂交育种和种质创新提供了重要的理论基础，有望在未来培育出更多优良的含笑属新品种。

关键词: 台湾含笑, 开花特征, 杂交育种, 杂种鉴定, 育种潜力

Abstract:

Objective: Michelia compressa is renowned for its exceptional ornamental value and stress tolerance, making it a superior parent for hybridization. This study observed the flowering characteristics of M. compressa and explored inter species and inter genus hybridization, in order to provide a theoretical guidance for the breeding of M. compressa through crossing with both closely related and distantly related species. Method: In this study, the flowering characteristics and dynamics of M. compressa, including stigma receptivity, microspore meiosis characteristics, and pollen germination were investigated. With M. compressa as a parent, hybridization experiments with both closely related species and distantly related species were conducted. The phenotypic characteristics of the resulting hybrid seedlings were measured, and the authenticity of the hybrid offspring was verified using SSR molecular marker technology. Result: M. compressa is a protandrous species characterized by a short temporal overlap between the female and male reproductive phases, without exhibiting secondary opening and closing. The meiosis of microspores occurs normally, and the pollen displays strong germination ability. Among the 16 hybrid combinations with M. compressa as a parent, M. compressa had high hybrid compatibility with M. maudiae, M. cavaleriei var. platypetala, M. maudiae var. rubicunda, and M. foveolata. There was unidirectional hybrid compatibility when crossing with M. wilsonii, whereas intergeneric reciprocal crosses with Yulania resulted in abortion. The hybridization of M. compressa and M. maudiae var. rubicunda expressed significant heterosis during the seedling stage, and SSR molecular markers confirmed a 100% authenticity rate for the hybrids. Conclusion: In summary, M. compressa exhibits a relatively high propensity for hybridization with closely related species, whereas hybridization with distantly related species presents greater challenges. This study lays a theoretical foundation for the hybridization breeding and germplasm innovation of M. compressa, and it is paving the way for the breeding of superior new varieties within the Michelia in the future.

Key words: Michelia compressa, flowering characteristics, hybrid breeding, hybrid identification, breeding potential

中图分类号:

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图/表 13

表S1

含笑属与玉兰科其他属的属间杂交亲和性"

母本 Female	父本 Male	成功/失败 Success/fail	参考文献 Reference
M. crassipes（CR）	M. fulva（FU）	+	Han et al.，2014
M. compressa（CO）	M. foveolata（FO）	+	Lobdell，2021
M. foveolata（FO）	M. yunnanensis（YU）	+	Lobdell，2021
M. maudiae（MA）	M. doltsopa（DO）	+	Lobdell，2021
M. skinneriana（SK）	M. crassipes（CR）	+	Lobdell，2021
M. cavaleriei var. platypetala（PL）	M. crassipes（CR）	+	Lobdell，2021
M. cavaleriei var. platypetala（PL）	M. guangdongensis（GU）	+	Lobdell，2021
M. cavaleriei var. platypetala（PL）	M. yunnanensis（YU）	+	Lobdell，2021
M. yunnanensis（YU）	M. maudiae（MA）	+	Lobdell，2021
M. yunnanensis（YU）	M. figo（FI）	+	Lobdell，2021
M. yunnanensis（YU）	M. doltsopa（DO）	+	Lobdell，2021
M. yunnanensis（YU）	M. skinneriana（SK）	+	Lobdell，2021
Y. acuminata（AC）^a	M. figo（FI）	+	Lobdell，2021
Y. stellata（ST）^a	M. cavaleriei var. platypetala（PL）	+	Lobdell，2021
M. champaca（CH）	M. crassipes（CR）	+	Parris，2018
M. crassipes（CR）	M. yunnanensis（YU）	+	Parris，2018
M. yunnanensis（YU）	M. foveolata（FO）	+	Parris，2018
M. yunnanensis（YU）	M. champaca（CH）	+	Parris，2018
Y. stellata（ST）^a	M. skinneriana（SK）	+	Parris，2018
M. crassipes（CR）	M. yunnanensis（YU）	?	Xu et al.，2017
M. yunnanensis（YU）	M. crassipes（CR）	+	Xu et al.，2017
M. crassipes（CR）	M. figo（FI）	+	柴弋霞等，2018
M. crassipes（CR）	M. maudiae（MA）	+	柴弋霞等，2018
M. crassipes（CR）	M. cavaleriei var. platypetala（PL）	?	柴弋霞等，2018
M. crassipes（CR）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. figo（FI）	M. fulva（FU）	+	龚洵等，2001
M. figo（FI）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. fulva（FU）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. fulva（FU）	M. figo（FI）	+	龚洵等，2001
M. fulva（FU）	M. foveolata（FO）	+	龚洵等，2001
M. fulva（FU）	M. crassipes（CR）	+	龚洵等，2001
M. sphaerantha（SP）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. sphaerantha（SP）	M. fulva（FU）	+	龚洵等，2001
M. sphaerantha（SP）	M. crassipes（CR）	+	龚洵等，2001
M. sphaerantha（SP）	M. figo（FI）	+	龚洵等，2001
M. doltsopa（DO）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. macclurei（MAC）	M. yunnanensis（YU）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. fulva（FU）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. crassipes（CR）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. doltsopa（DO）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. figo（FI）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. macclurei（MAC）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. sphaerantha（SP）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. foveolata（FO）	+	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. maudiae（MA）	+	龚洵等，2001
Ma. hookeri（HO）^b	M. yunnanensis（YU）	?	龚洵等，2001
Ma. hookeri（HO）^b	M. sphaerantha（SP）	?	龚洵等，2001
Ma. insignis（IN）^b	M. yunnanensis（YU）	?	龚洵等，2001
Ma. insignis（IN）^b	M. yunnanensis（YU）	?	龚洵等，2001
Ma. insignis（IN）^b	M. figo（FI）	?	龚洵等，2001
Ma. insignis（IN）^b	M. sphaerantha（SP）	?	龚洵等，2001
Mag. grandiflora（GR）^c	M. sphaerantha（SP）	?	龚洵等，2001
Mag. grandiflora（GR）^c	M. figo（FI）	?	龚洵等，2001
Y. delavayi（DE）^a	M. yunnanensis（YU）	?	龚洵等，2001
Y. delavayi（DE）^a	M. figo（FI）	?	龚洵等，2001
Y. delavayi（DE）^a	M. sphaerantha（SP）	?	龚洵等，2001
M. yunnanensis（YU）	M. fulva（FU）	+	龚洵等，2003a
M. yunnanensis（YU）	M. crassipes（CR）	+	龚洵等，2003b
M. sphaerantha（SP）	M. crassipes（CR）	+	李颖婕等，2013
M. sphaerantha（SP）	M. yunnanensis（YU）	+	毛常丽等，2009
M. shiluensis（SH）	M. sirindhorniae（SI）	+	莫丽文等，2024
M. shiluensis（SH）	M. maudiae var. rubicunda（RU）	?	莫丽文等，2024
M. shiluensis（SH）	M. cavaleriei var. platypetala（PL）	?	莫丽文等，2024
M. shiluensis（SH）	M. crassipes（CR）	?	莫丽文等，2024
M. shiluensis（SH）	M. martini（MAR）	?	莫丽文等，2024
M. chapensis（CHA）	M. crassipes（CR）	+	邵文豪等，2016
M. guangdongensis（GU）	M. foveolata（FO）	+	王晶等，2023
M. cavaleriei var. platypetala（PL）	M. guangdongensis（GU）	+	王晶等，2019
M. balansae（BA）	Ma. sp.（SP）^b	?	王亚玲等，2003
M. crassipes（CR）	Ma. sp.（SP）^b	?	王亚玲等，2003
M. foveolata（FO）	Y. soulangeana（SO）^a	?	王亚玲等，2003
M. foveolata（FO）	M. odora（OD）	?	王亚玲等，2003
M. foveolata（FO）	M. yunnanensis（YU）	?	王亚玲等，2003
M. yunnanensis（YU）	Ma. sp.（SP）^b	?	王亚玲等，2003
M. yunnanensis（YU）	M. balansae（BA）	+	王亚玲等，2003
Ma. sp.（SP）^b	M. crassipes（CR）	?	王亚玲等，2003
Ma. sp.（SP）^b	M. foveolata（FO）	?	王亚玲等，2003
Ma. glauca（GL）^b	M. foveolata（FO）	?	王亚玲等，2003
Y. soulangeana（SO）^a	M. foveolata（FO）	+	王亚玲等，2003
Y. soulangeana（SO）^a	M. doltsopa（DO）	+	王亚玲等，2003
Y. liliiflora（LI）^a	M. foveolata（FO）	+	王亚玲等，2003
Y. liliiflora（LI）^a	M. crassipes（CR）	?	王亚玲等，2003
M. balansae（BA）	M. foveolata（FO）	+	王亚玲等，2003
M. balansae（BA）	M. figo（FI）	+	王亚玲等，2003
M. compressa（CO）	M. yunnanensis（YU）	+	王亚玲等，2003
M. crassipes（CR）	M. figo（FI）	+	王亚玲等，2003
M. yunnanensis（YU）	M. balansae（BA）	+	王亚玲等，2003
M. champaca（CH）	M. figo（FI）	+	肖玉洁，2024
M. figo（FI）	M. champaca（CH）	+	肖玉洁，2024
M. yunnanensis（YU）	M. doltsopa（DO）	+	徐海燕等，2014
M. crassipes（CR）	M. foveolata（FO）	+	张峥等，2023
M. figo（FI）	M. foveolata（FO）	+	张峥等，2023
M. foveolata（FO）	M. figo（FI）	+	张峥等，2023
M. foveolata（FO）	M. crassipes（CR）	+	张峥等，2023
M. chapensis（CHA）	M. compressa（CO）	?	本研究
M. compressa（CO）	M. maudiae（MA）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. cavaleriei var. platypetala（PL）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. maudiae var. rubicunda（RU）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. wilsonii（WI）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. cavaleriei（CA）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. crassipes（CR）	+	本研究
M. compressa（CO）	M. figo（FI）	?	本研究
M. compressa（CO）	Y. delavayi（DE）^a	?	本研究
M. compressa（CO）	Y. zenii（ZI）^a	?	本研究
M. compressa（CO）	Y. amoena（AM）^a	?	本研究
M. foveolata（FO）	M. compressa（CO）	+	本研究
M. wilsonii（WI）	M. compressa（CO）	?	本研究
Y. stellata（ST）^a	M. compressa（CO）	?	本研究
Y. liliiflora（LI）^a	M. compressa（CO）	?	本研究

表S1

表1

图1

图2

图3

图4

表2

图5

图6

图7

表3

图8

图9

参考文献 0

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年份 Year	始花期 Early flowering stage	盛花期 Full-bloom stage	末花期 Late flowering stage	2月份平均低温/高温 Average high and low temperatures in February/℃	2月份降水率 Precipitation days in February （%）	3月份平均低温/高温 Average high and low temperatures in March/℃	3月份降水率 Precipitation days in March （%）
2023	02–20	02–28	03–09	–4.7/10.2	8	–0.7/28.6	6
2024	02–26	03–06	03–13	–0.1/14.3	14	2.6/25.7	11
2025	02–18	03–02	03–15	–2.2/15.0	15	–1.6/31.7	7

编号 Code	母本Female	父本Male	授粉朵数 Flowers	果实数 Fruits	坐果率 Fruit setting rate （%）	种子数 Seeds
2301	台湾含笑Michelia compressa	天目玉兰Yulania amoena	20	0	0	0
2305	台湾含笑M. compressa	宝华玉兰Y. zenii	14	0	0	0
2314	台湾含笑M. compressa	红花深山含笑M. maudiae var. rubicunda	40	28	70.00	238
2401	台湾含笑M. compressa	阔瓣含笑M. cavaleriei var. platypetala	30	23	76.67	164
2402	台湾含笑M. compressa	‘中山含笑’M ‘Zhongshanhanxiao’	30	7	23.33	12
2403	台湾含笑M. compressa	平伐含笑M. cavaleriei	30	21	70.00	117
2404	台湾含笑M. compressa	峨眉含笑M. wilsonii	58	27	46.55	215
2405	台湾含笑M. compressa	紫花含笑M. crassipes	30	5	16.67	6
2407	台湾含笑M. compressa	含笑花M. figo	33	0	0	0
2408	台湾含笑M. compressa	宝华玉兰Y. zenii	30	0	0	0
2410	台湾含笑M. compressa	深山含笑M. maudiae	30	10	33.33	29
2412	台湾含笑M. compressa	白玉兰Y. denudata	11	0	0	0
2413	台湾含笑M. compressa	天目玉兰Y. amoena	24	0	0	0
2415	台湾含笑M. compressa	红花深山含笑M. maudiae var. rubicunda	50	17	34.00	82
2416	紫玉兰Y. liliiflora	台湾含笑M. compressa	19	0	0	0
2417	峨眉含笑M. wilsonii	台湾含笑M. compressa	22	0	0	0
2418	星花玉兰Y. stellata	台湾含笑M. compressa	18	0	0	0
2419	乐昌含笑M. chapensis	台湾含笑M. compressa	23	0	0	0
2420	金叶含笑M. foveolata	台湾含笑M. compressa	25	16	64.00	82

亲本基因型 Parental genotypes	后代基因型 Band types in progenies	判定真实性杂种基因型 Band types for identifying authentic progenies	引物 Primer	杂种基因型 Hybrid band type
aa×bb	ab	ab	McES-12	ab: 1～12
aa×bb	ab	ab	McES-50	ab: 1～12
aa×bc	ab/ac	ab/ac	McES-8	ab: 2，5，7，8，12；ac: 1，3，4，6，9，10，11
aa×bc	ab/ac	ab/ac	McES-49	ab: 1，2，4，5，6，7，11；ac: 3，8，9，10，12

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