大岩桐花冠斑纹性状的遗传特性解析及其在高效育种中的应用研究

本综述系统阐述了大岩桐（Sinningia speciosa）花冠斑纹性状的遗传规律，通过完全双列杂交和自交系分析，首次揭示了斑点（Pockmarks）、条纹（Stripes）等性状的稳定遗传特性及显著的父本遗传（Paternal Inheritance）现象。结合配合力（GCA/SCA）和遗传力（H2B/H2N）分析，明确了彩虹环（Rainbow Rings）、长花冠管（Long Tubes）等性状的高育种价值，为Gesneriaceae科植物分子育种与种质创新提供了重要理论依据和实践策略。

　　

引言

大岩桐（Sinningia speciosa）作为苦苣苔科（Gesneriaceae）最具观赏价值的植物之一，其花冠斑纹的复杂表型——包括斑点、条纹、脉纹和颜色渐变等——不仅是园艺美学的重要载体，更蕴含着植物发育生物学和生态适应性的关键信息。研究表明，花冠斑纹的形成始于花瓣发育早期，与细胞分化和色素合成的时空调控密切相关，涉及花青素合成通路基因（如CHS、DFR、ANS）及细胞分化调控转录因子（如MYB、bHLH）的协同作用。

材料与方法

研究历时七年，对来自全球11个地区的259份种质及38个特征性状的1,444株F₁杂交后代进行完全双列杂交设计。通过连续自交（F₁–F₇）鉴定性状稳定性，并基于配合力（GCA/SCA）和遗传力（H2B/H2N）分析解析遗传特性。花冠性状分类包括花瓣裂片特征（白边、虹彩环、污点、斑点、条纹、斑驳）、特殊花冠管（长管/短管、唇形/钟形）和喉部花纹等。

结果与分析

花冠性状的遗传群体构建

流行性状主要集中在四大类：花瓣裂片特征（74.57%）、喉部花纹（15.28%）、花冠管形态（8.71%）和半重瓣花（1.57%）。其中斑点（Pockmarks）占比最高（41.57%），其次为彩虹环（Rainbow Rings, 24.52%）和条纹（Stripes, 18.77%）。长花冠管与唇形花冠、短管与钟形花冠表现出显著关联性。

自交与杂交后代的遗传表达

连续自交实验表明，斑点（PM）、条纹（ST）和长侧向花冠管（LLCT）在F₁–F₇代中表型稳定，属稳定遗传性状；彩虹环（RR）和白边（WE）为中度变异；半重瓣花（HDP）和斑驳（MO）则表现高度变异。杂交后代中所有特征性状均呈现父本遗传优势：父本性状在F₁/F₂代中出现频率显著高于母本，尤以单瓣×重瓣组合的半重瓣花出现概率最高（F₁: 42.15–45.44%）。

配合力与遗传力分析

父本一般配合力（GCA）普遍高于母本，其中彩虹环（51.3739）、斑点（75.5624）和条纹（46.6604）的GCA值最高，表明白边（-26.3553）和长花冠管（-33.4259）的负向加性效应最强。遗传力分析显示，斑点、彩虹环、污点（Staining）和长花冠管的广义遗传力（H2B）和狭义遗传力（H2N）均较高，表明这些性状受加性基因效应主导，宜在早代选择；而白边和彩色喉部等性状则需多代选育。

讨论

本研究首次系统揭示了大岩桐花冠斑纹的父本遗传现象，突破了传统认知中母本或共显性遗传的模式。斑点、条纹等性状的稳定性与其可能受主效基因控制有关，而花冠管长度与花冠类型的关联暗示了遗传连锁的存在。配合力和遗传力结果进一步验证了彩虹环、斑点等性状的高育种价值，为靶向育种提供了量化依据。

结论

大岩桐花冠性状遗传机制复杂多样，斑点、条纹、长花冠管等性状稳定性高且呈父本遗传优势。基于配合力与遗传力的早期选择可显著提升育种效率。该研究为苦苣苔科植物的遗传改良与种质创新提供了重要理论支撑和实践路径。