桔梗花色遗传分析

现已发现桔梗有多种花色，花冠大而鲜艳，具有很高的观赏价值。随着生活水平的提高，人们对优美生活环境的要求越来越高，桔梗不仅可以作为药材和食品使用，而且其美丽的花冠具有很高的观赏价值，特别适于布置花坛和用于插花。因此，桔梗的育种工作除了朝药用、食用两个方向发展外，观赏也是许多学者认为很有前途的第三个发展方向。对桔梗花色的遗传分析的研究，可以为桔梗育种工作特别是观赏育种工作提供理论依据。此外，由于桔梗花色形状表现明显，研究它的遗传规律，有助于将其作为一个遗传标记性状加以利用。

桔梗花色有3种变异类型:紫花型、白花型和粉花型，目前人工栽培的主要是紫花类型。我国学者魏建和首先发现粉花型，粉花型可能是来源于白花和紫花两种类型的杂交。1992年从野生紫花桔梗自交后代中获得1种用于观赏的淡红花色新品系P.grandiflorum(Jacq.)f.Duplex，该品系与粉色型可能为同一类型，只是来源不同。

1　桔梗试验材料的获得和分析群体建立

1.1　桔梗实验材料的获得

2006年刘自刚在桔梗栽培群体中发现少量白花和粉花单株，当年于开花期选择生长健壮的紫花桔梗30株、粉花桔梗5株和白花桔梗9株。

1.2　桔梗的自交技术研究

桔梗人工控制授粉结实率很低，不同单株异花授粉和自花授粉，亲和指数均很低，分别仅为2.78和3.00;结果率略高，分别为20.0%和28.0%，但多数果实内仅有少数几粒种子或为空果。为了解决桔梗人工授粉结实率的问题，我们对造成桔梗结实率低的原因及提高方法进行了研究，以便通过人工控制授粉能够得到足够的试验中资料，使研究得以顺利进行。在研究中我们发现，随着授粉延迟时间的推移，异花授粉和自花授粉的结果率和亲和指数均呈单峰曲线变化，即先均逐渐升高，花后3d授粉达到最大，之后开始下降。且在同一授粉时间，异花授粉和自花授粉结实率和亲和指数均很接近，二者间没有明显差异，表明花期桔梗柱头对异花花粉和自花花粉不具备选择效应，其柱头表面没有花粉萌发的选择抑制物质，因而桔梗开花当日授粉不亲和性是由柱头表面柔毛结构和雌雄蕊异熟共同作用的结果。据此我们提出了桔梗自交、杂交的方法为延迟授粉3d，即可提高人工控制授粉结实率低的问题。

1.3　遗传分析群体的建立

于开花期选择生长健壮的紫花桔梗30株、粉花桔梗5株和白花桔梗9株。在当选的每一单株上分别选择于次日开放的花蕾套袋，套袋后的第3天用同一单株的不同花的花粉授粉;在自交的同时，不同花色单株间相互杂交，每一组合杂交15朵花，套袋、挂牌标记，种子成熟后分单株分别收获，种子收获后立即寄往海南加代，并保存当选的亲本单株。分别建立F1、F2、BC1和自交群体。

2　花色性状遗传分析

2.1　自交群体分析

白花桔梗的自交后代材料，除个别1个单株后代出现分离外，其余单株自交后代为白色，没有分离，表明控制白花性状的基因型已趋于纯合，1代后表型有分离的例外可能是由于自交时被异缘花粉污染的结果。

紫花自交后代材料表现较为复杂，有些单株自交后代材料性状分离较为明显，有些单株自交后代没有出现分离现象，这表明在桔梗自然群体中由不同形式的基因型控制着紫花性状，并且自交后代有分离的其亲本控制花色的基因型处于杂合状态，而自交后代不分离的其亲本控制花色的基因型已处于纯合。结果共筛选出纯合的紫花单株6株、白花单株8株;将来自纯合亲本间的杂种F1进行自交获得F2群体。

2.2　杂交群体分析

F1杂交种子按组合收获播种，于花期田间调查统计花色性状的表现情况，结果显示:来自于纯合亲本紫花与白花间的正反交F1均表现为紫花，表明紫花性状为显性，白花为隐性。

紫花×白花、白花×紫花F2分离情况表明，桔梗紫花和白花为一对基因控制的质量性状，紫花基因对白花基因完全显性;F2代群体中紫花与白花个体3：1分离;F1代与白花亲本回交后代群体花色1：1分离。

2.3　花色对其他性状的影响分析

对相同来源不同花色的紫花单株和白花单株进行开花习性、花冠大小、单株花数、单花胚珠数、单花花粉量的比较，表明桔梗白花花冠较小、花柱较短、花药较小、单花花粉量较少为125 780，紫花为223 920;单花胚珠数与紫花相同为192左右，但单株花数白花株比紫花株为多，白花为72朵，紫花为66朵。

在研究中我们还发现桔梗P/O较高，为743.3，平均单花花粉量为146 880，胚珠数197.6枚。为了说明较高的P/O的生物学意义，我们还对桔梗的花粉授粉活力也进行了研究，结果表明在田间条件下桔梗花粉寿命仅1d，较高的P/O可能与其散发时间较短有关，较多的花粉量可以增加花粉输出量和提高传粉受精的机会，缓解花粉散发时间的不足。

目前桔梗及其他药材的生产均走规范化栽培的道路，这是由于药材规范化栽培能保证药材质量的可靠性和可控性，而规范化栽培首先要求优良的品种作为保证药材质量的基础。目前商洛各农户使用桔梗种源质量相差较大，结果是同一桔梗产区不同农户生产的药材品质也存在较大差异，使药材加工企业收购的同一批药材质量相差悬殊，这无疑给药材的加工及有效成分提取带来很多问题，桔梗品种还远不能适应规范化栽培及药材现代化加工的需求。而展开对桔梗生物学、遗传学等方面的基础性研究和在此基础上的桔梗优良品种的选育，培育适宜于当地栽培的高产优质新品种，对我国桔梗规范化生产、药材品质的保证和提高商洛桔梗的市场竞争力、促进商洛经济发展均具有十分重要的意义。