蔣丹青
摘? ? 要:以百合為代表的球根花卉在現(xiàn)代花卉市場(chǎng)中占據(jù)著重要的市場(chǎng)份額,經(jīng)濟(jì)價(jià)值凸顯。以百合等球根花卉為研究對(duì)象,針對(duì)球根花卉育種中存在的問(wèn)題進(jìn)行深層次、廣范圍、大批量的研究和探索,結(jié)合筆者多年從事球根花卉育種工作的科研經(jīng)驗(yàn),提出具有一定前沿思想的種植理念與育種思路,為相關(guān)領(lǐng)域的科研人員提供重要的技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:百合;球根花卉;育種
文章編號(hào): 1005-2690(2021)12-0069-02? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào): S682.2? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B
百合作為球根花卉的重要代表,其市場(chǎng)價(jià)值與需求與日俱增。一方面,消費(fèi)者對(duì)于以百合為代表的球根花卉植物需求旺盛,市場(chǎng)份額與實(shí)際產(chǎn)能相差較大,加劇了對(duì)于百合花卉種植產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)烈需求;另一方面,在花卉育種領(lǐng)域中,百合等球根花卉育種工作存在一定的限制條件,導(dǎo)致很多種植產(chǎn)業(yè)人員望而卻步,錯(cuò)失重要的發(fā)展契機(jī),引發(fā)行業(yè)專業(yè)人員的探討和研究。
1? ?百合等球根花卉育種工作的發(fā)展現(xiàn)狀
球根花卉,特指花卉根狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的變形,大多以球形或者塊狀為主要特征,在形態(tài)學(xué)領(lǐng)域中,被稱為鱗莖、根莖、塊根等。因此,將球根花卉歸類后,就成為世界占比極大的花卉品種,尤以百合、風(fēng)信子、郁金香等花卉備受世界人民的喜愛(ài)和歡迎。不僅如此,隨著國(guó)外百合等球根花卉品種的引入,我國(guó)當(dāng)前花卉市場(chǎng)中本地球根花卉品種寥寥無(wú)幾,普遍為荷蘭及歐美國(guó)家的花卉品種。球根花卉先后實(shí)現(xiàn)育種、無(wú)性繁殖等一系列種植技術(shù)。基于百合等球根花卉植物育種工作的復(fù)雜性,結(jié)合我國(guó)多年來(lái)對(duì)于球根花卉育種工作的科研經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步分析了以百合為代表的球根花卉育種工作的技術(shù)發(fā)展情況與趨勢(shì)。
2? ?百合等球根花卉育種工作的發(fā)展目標(biāo)
現(xiàn)代球根花卉育種的主要目標(biāo)是提升花卉的核心品質(zhì),包括花朵的形態(tài)、尺寸、芳香及花朵數(shù)量、質(zhì)量等,根據(jù)花卉品種進(jìn)行針對(duì)性的培養(yǎng)和科研,提升球根花卉育種工作的質(zhì)量,改善球根花卉基本的能力,如生長(zhǎng)速度、抗風(fēng)能力、抗病能力、成球率、抗非生物能力等。
2.1? ?優(yōu)化花卉采摘質(zhì)量,增加開(kāi)花時(shí)長(zhǎng)
針對(duì)球根花卉的采摘質(zhì)量,需要進(jìn)一步延長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的開(kāi)花時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)花卉質(zhì)量的提升和改善。近年來(lái),我國(guó)球根花卉的研究呈現(xiàn)暴發(fā)式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),尤其是針對(duì)百合等花卉的開(kāi)花時(shí)間,進(jìn)行百合親代與后代之間的研究,探查可能存在的問(wèn)題,提升百合花開(kāi)發(fā)的時(shí)長(zhǎng),從而實(shí)現(xiàn)花卉品質(zhì)的提升。部分學(xué)者將ACC氧化酶中的部分基因植入百合細(xì)胞中,然后借助RNA基因技術(shù),控制百合花開(kāi)花期間乙烯的產(chǎn)生量,從而延長(zhǎng)開(kāi)花時(shí)間,提升花卉的觀賞性和商業(yè)價(jià)值?,F(xiàn)代花卉產(chǎn)業(yè)普遍認(rèn)為,選擇早花、晚花品種可延長(zhǎng)百合花的整個(gè)觀賞期,是未來(lái)重要的發(fā)展方向。
2.2? ?提升花卉對(duì)于溫度和光線的適應(yīng)能力
眾所周知,現(xiàn)代球狀花卉對(duì)于溫度和光線的適應(yīng)能力相對(duì)不足。為了提升百合等球根花卉對(duì)于溫度和光線的適應(yīng)能力,選擇“Uncle Sam” “Scout”兩個(gè)弱光不敏感品種,逐漸提升其對(duì)光線的適應(yīng)能力;同時(shí)以鐵炮百合為例,開(kāi)展低溫環(huán)境下的育種工作。經(jīng)過(guò)數(shù)代的低溫培育,能夠提升百合等球根花卉的抗寒性,實(shí)現(xiàn)花卉在寒冷環(huán)境中良好生長(zhǎng)。
2.3? ?改善和提升花卉抗病能力
抗病性的提升,不僅能夠助力百合等球根花卉提升對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)價(jià)值,還能夠改善傳統(tǒng)百合等球根花卉的基本特性,使其適應(yīng)多種生長(zhǎng)環(huán)境,降低百合等球根花卉的種植成本。真菌、細(xì)菌性疾病都是百合等球根花卉的重要侵害目標(biāo),需要針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行對(duì)應(yīng)的研究。我國(guó)部分球根花卉如山丹、毛百合等品種具有極強(qiáng)的抗病性,能夠通過(guò)百合品種之間的雜交,提升對(duì)應(yīng)的抗病性。
3? ?育種措施
3.1? ?雜交育種
目前根據(jù)球根花卉的種類進(jìn)行分析,種間雜交是獲取花卉品種變異的重要舉措,能夠通過(guò)雜交將部分花卉的特性進(jìn)行遺傳和顯現(xiàn)。選擇具有一定親緣特征的百合品種,有效提升雜交率,但是對(duì)應(yīng)的種植問(wèn)題也相對(duì)突出。親緣雜交雖然能夠提升對(duì)應(yīng)的雜交率,但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種優(yōu)良基因的顯現(xiàn),提高了雜交的失敗率。因此,在進(jìn)行種間雜交時(shí),需要選擇屬性范圍更大的雜交種類,然后根據(jù)對(duì)應(yīng)的育種技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí),降低對(duì)應(yīng)種植障礙。
花卉受精前,對(duì)應(yīng)的生殖障礙是時(shí)間和空間的隔離,主要是由不親和性的問(wèn)題導(dǎo)致。著名學(xué)者Ascher通過(guò)研究得知,雜交的不親和性主要受花粉與花柱內(nèi)的同一蛋白抗原及抗體的具體反應(yīng)得出結(jié)果,對(duì)應(yīng)的控制基因S能夠根據(jù)對(duì)應(yīng)的遺傳信息進(jìn)行顯現(xiàn)。另外,相關(guān)科學(xué)技術(shù)表明,通過(guò)對(duì)花柱進(jìn)行切割,然后將花粉進(jìn)行授粉操作,能夠提升百合組間雜交的成功率,從而解決柱頭嫁接及嫁接法等一系列要求,解決了百合育種種子形成率較低等實(shí)際問(wèn)題。
胚挽救技術(shù)是現(xiàn)代花卉育種產(chǎn)業(yè)的重大技術(shù)突破,已經(jīng)在多種球根花卉中應(yīng)用,被譽(yù)為百合、郁金香、六出花等花卉育種的常見(jiàn)技術(shù)。在百合離體的不同階段,借助胚挽救技術(shù),能夠有效助力百合花卉克服雜交障礙等實(shí)際問(wèn)題。一方面,胚挽救技術(shù)的應(yīng)用,能夠最大限度地降低雜交過(guò)程中胚、胚乳退化問(wèn)題,助力雜交成功率的提升;另一方面,結(jié)合傳統(tǒng)百合育種技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),利用多種強(qiáng)制手段,增加對(duì)應(yīng)的受精頻率,能夠最大限度地提升雜交育種的可能性。
通過(guò)多年的科研和探索,20世紀(jì)90年代后期,以東方百合為代表的球根花卉品種得到暴發(fā)式的發(fā)展和應(yīng)用,尤其是通過(guò)雜交技術(shù)培育成功的LA、LO、LR、OT等品種,彌補(bǔ)了當(dāng)前市場(chǎng)的空缺和不足。其中,基于我國(guó)野生百合品種數(shù)量較多的實(shí)際,以人工選育模式,將8個(gè)大類數(shù)百種百合進(jìn)行雜交和培育,最終培育出具有高抗病性、抗寒性、光弱敏感性的花卉品種,實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代百合花卉產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
3.2? ?倍性育種
基于球根花卉的基本特性,開(kāi)展以百合為代表的球根花卉的倍性育種。目前已知的育種技術(shù)主要是單倍體育種及多倍體育種,大多是利用單倍體的種植手段提升純合速度,加快對(duì)應(yīng)的選擇效率。而多倍體育種技術(shù),主要是克服雜交障礙提升百合花的基本品質(zhì)。因此,在進(jìn)行單倍體育種時(shí),需要利用百合的花粉、花藥等組織培養(yǎng)的方式獲取對(duì)應(yīng)的單倍體植株,然后結(jié)合部分化學(xué)藥劑,對(duì)單倍體染色體進(jìn)行純合處理,實(shí)現(xiàn)育種時(shí)間的有效縮減。在現(xiàn)代花卉領(lǐng)域,人們普遍認(rèn)為百合在自然界中少量存在多倍體等特殊情況,但是在人工培育的模式下,能夠?qū)崿F(xiàn)多倍體植株的大量生成。不僅如此,在人工模式的誘導(dǎo)環(huán)境中,能夠增加異源多倍體的數(shù)量。傳統(tǒng)人工誘導(dǎo)技術(shù)主要是利用溫度、機(jī)械、輻射、離心力等措施對(duì)植株進(jìn)行處理,誘導(dǎo)其染色體分裂,從而達(dá)到對(duì)應(yīng)的目的和要求。借助多倍體雜交技術(shù),能夠提升植株的觀賞價(jià)值,實(shí)現(xiàn)科學(xué)育種的基本要求[1]。
3.3? ?突變育種
突變育種是利用百合等球根花卉的突變情況,選擇突變后的多種不確定性,當(dāng)對(duì)應(yīng)的后代出現(xiàn)新、奇、稀、特等特點(diǎn)時(shí),都能夠?qū)崿F(xiàn)花卉種子價(jià)值的增加,實(shí)現(xiàn)其觀賞價(jià)值的巨大改變。當(dāng)前市場(chǎng)領(lǐng)域?qū)τ诰邆湟陨咸卣鞯陌俸匣?,?huì)受到強(qiáng)烈的關(guān)注和重視,因此增加花卉突變育種的情況,成為種植工作的重要內(nèi)容。突變育種模式主要分為人工育種與自然突變兩種,傳統(tǒng)意義上自然突變率相對(duì)較低,需要借助人工育種的模式,加快百合的突變效率,以人工誘變育種形式,提升對(duì)應(yīng)的變異成效。
采取突變育種措施,能夠快速實(shí)現(xiàn)百合植株目標(biāo),通過(guò)突變的形式,降低潛在的不確定性和影響性,能夠借助誘導(dǎo)材料突變模式,獲取多種培養(yǎng)目標(biāo)。例如,借助化學(xué)、物理等方式,都能夠獲取對(duì)應(yīng)的突變植株,從而對(duì)其后代進(jìn)行選擇和分析[2]。
3.4? ?分子育種
分子育種,是借助基因工程育種和分子標(biāo)記的方式開(kāi)展的育種模式,雖然具有極高的科研潛力,但是對(duì)應(yīng)的基因技術(shù)由于存在一定的主觀性及強(qiáng)制性,對(duì)植株的未來(lái)生長(zhǎng)會(huì)造成不可預(yù)測(cè)的影響,因此應(yīng)慎重選用基因工程的育種模式。以歐美國(guó)家為代表的基因技術(shù),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)遺傳圖譜及分子標(biāo)記輔助技術(shù)。作為常用的百合育種方式,分子育種能夠根據(jù)育種的要求進(jìn)行基因碎片的選擇,實(shí)現(xiàn)育種年限的快速縮短,提高育種的成功率。雖然基因工程存在一系列的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),但是由于其破壞了傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)的基本結(jié)構(gòu)特征,同時(shí)培育成本較大,需要投入更多的資源開(kāi)展分子育種工作,因此該育種方式在行業(yè)內(nèi)存在一定的爭(zhēng)議[3]。
4? ?結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)百合等球根花卉育種工作的分析和研究,了解到當(dāng)前花卉育種工作的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)4種育種技術(shù)的研究和分析,了解當(dāng)前百合花卉育種技術(shù)的主要策略及各個(gè)育種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),為后續(xù)球根花卉育種工作的研究提供了重要的參考建議和發(fā)展方向。
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