非洲鳳仙花之雜交育種及多倍體選育發佈日期：2024/01/02
實施期間起迄
113年01月02日~113年12月31日執行單位
黃倉海副教授/國立屏東科技大學執行成果
一、非洲鳳仙花不同花齡之花粉及蔗糖濃度對花粉發芽率之影響以非洲鳳仙花粉色花品系與商業品種‘Imara-Red’作為材料。在早晨8點時，選取綻放之花朵，於花藥開裂為花齡1天，將其標記後間隔24小時為花齡2天、間隔48小時為花齡3天。採取花齡第1、2與3天的花粉，使用不同蔗糖濃度(0、5、10、15、20、25、30、35%)的BK液體培養基滴於雙凹槽載玻片中，使用鑷子將花粉輕撥於培養基中，隨後將保鮮盒鋪上一層沾濕的紙巾並將雙凹槽載玻片置於上方，加蓋後放置於20℃的黑暗生長箱中培養2小時，經2小時後取出使用光學顯微鏡觀察，當花粉管長度超過花粉粒直徑2倍時視為花粉發芽，試驗取6重複，每重複計算200粒花粉。
取非洲鳳仙花粉色花品系在花齡第2天之花粉，培養於蔗糖濃度0％、5％與10％的BK培養基下，有較高的花粉發芽率，分別為39.3％、42.1％與41.8％，三者沒有顯著差異。不論BK培養基之蔗糖濃度為何，第3天花齡的花粉發芽率皆會降低。以第1天花齡與第2天花齡之花粉培養於BK培養基，當蔗糖濃度分別超過5％和10％後花粉發芽率會下降（表一）。非洲鳳仙花‘Imara-Red’取花齡第1天之花粉，培養於0-15％蔗糖之培養基下，並沒有顯著差異；花齡第2天之花粉，培養於0-5％蔗糖之培養基下亦沒有顯著差異（表二）。不論BK培養基之蔗糖濃度為何，花齡的增加會使花粉發芽率下降。非洲鳳仙花的花粉發芽率會因品種或品系不同，其適宜的條件也有所不同，在花齡第三天且培養於蔗糖濃度超過20％時，花粉發芽率皆有下降的趨勢。
二、授粉方式對非洲鳳仙花著果率及結種率之影響
以非洲鳳仙花粉紫色花品系、桃紅色花品系作為材料。分別進行人工自交、人工雜交、自花授粉、開放授粉與套網袋等五種處理，人工自交為使用鑷子將雄蕊去除，並進行套袋，連續兩日用同株異花進行授粉；人工雜交為使用鑷子將雄蕊去除，並進行套袋，連續兩日用另一品種的花粉進行授粉；自花授粉為開花前不除雄並套紗網袋；開放授粉為花朵進行標記不套袋、不除雄也不進行人工授粉；套網袋處理為除雄後套紗網袋但不進行人工授粉。於3週後調查著果率，在果實成熟開裂時調查實心種子數量。
人工自交及人工雜交之著果率皆較其他三個處理為高。兩個品系在開放授粉的處理有最低的著果率，分別是4.2％與0％。套網袋處理的著果率皆為0％，由此可見去雄同時隔絕蟲媒之干擾，可以保證不受外來花粉的汙染，從結果顯示非洲鳳仙花皆具備自花授粉的能力與自交親和性（表三、四）。
三、非洲鳳仙花不同品系之自交對著果率及結種率之影響
以非洲鳳仙花紫色花、桃紅色花、粉色花、嫣紅色花與淡粉色花品系作為材料。於花朵開放後雄蕊尚未成熟時使用鑷子將雄蕊去除，並進行套袋，約2或3日後待雌蕊成熟柱頭產生黏液時，使用同株異花的花粉塗抹於柱頭上，並重新套袋，避免果莢彈裂種子遺失。於授粉後3週調查著果率，在果實成熟開裂時調查實心種子數量。收穫的種子於穴盤播種，並調查種子發芽率。非洲鳳仙花所有品系的自交試驗中，嫣紅色花品系具有最高的著果率為33.3％。粉紫色花品系具有最高的種子發芽率為60.3％，桃紅色花、粉色花品系與嫣紅色花品系的自交種子發芽率相近，分別為42.8％、45.4％與45.3％。粉色花品系有最低的著果率6.3％。淡粉色花品系有最低的結種率與種子發芽率，分別為12.5％與27.8％（表五）。自交子代在花色上會分離，然而開花性狀上有變大之趨勢（圖一、二）。
四、非洲鳳仙花不同品系、品種及多倍體品系之雜交育種對著果率及結種率之影響
以非洲鳳仙花收集品系、多倍體品系與商業品種‘Imara- Red’、 ‘Imara-Salmom Shades’、‘Imara-White’、 ‘Imara-Rose’、 ‘Imara-Violet’、‘Imara-Orange Star’、‘Imara-Orange’作為材料。作為母本的非洲鳳仙花於花朵開放後雄蕊尚未成熟時，使用鑷子將雄蕊去除，並進行套袋，約2或3日後待雌蕊成熟柱頭產生黏液，將父本的花粉塗抹於柱頭上並重新套袋，避免果莢彈裂種子遺失（圖三），於授粉後3週調查著果率，在果實成熟開裂時調查實心種子數量。收穫的種子於穴盤播種，並調查種子發芽率。同時使用解剖顯微鏡調查母本的胚珠數量，各母本取三朵花計算其平均值，以實心種子數除以胚珠數即為結種率。
以粉色花品系與Imara品種進行雜交，以WFP בImara-Orange’、WFP בImara-Red’、WFP בImara-Rose’與WFP בImara-Violet’共四個雜交組合可以產生雜交後代，以WFP בImara-Orange’具有最高的著果率58.3％，四個雜交組合之結種率介於12.5％至19.4％之間，WFP בImara-White’之組合並無法雜交成功（表六）。使用非洲鳳仙花多倍體品系作為父本與非洲鳳仙花‘Imara’進行雜交後，除了‘Imara-Salmom Shades’ × 多倍體品系的雜交組合之外，其餘組合皆可產生子代，‘Imara-Violet’ × 多倍體品系的雜交組合有最高的著果率12.5％，而‘Imara-Rose’ × 多倍體品系的雜交組合有最高的結種率30.8％。使用非洲鳳仙花‘Imara’作為父本與非洲鳳仙花多倍體品系進行雜交後，僅有多倍體品系 × ‘Imara-Red’與多倍體品系 × ‘Imara-Violet’產生子代，著果率分別為9.1％與4.3％，結種率分別為24.1％與8.9％（表七）。在‘Imara-Orange’與多倍體品系的雜交組合中，選拔出亮粉色花朵且具重瓣性狀的雜交子代。
成果照片
