种子 Seed 2002年 第5期 (总第125期
)
分裂, 产生大量愈伤组织, 随后由愈伤组织分化形成不定芽再发育成幼苗。M adhu ri Sharon 等将原球茎一特定部位处作划伤处理, 未划伤的作对照, 结果发现划伤的原球基形成大量愈伤组织而对照直接形成完整小植株。陈进勇等认为原球茎表面产生愈伤组织的可能原因是, 在激素的刺激下使原球茎失去极性, 表皮细胞经多次平周和垂周分裂后形成不规则的细胞团, 而表皮下的薄壁细胞则不断分裂和生长形成愈伤组织块。愈伤组织的形成频率与不同的品种及不同浓度激素有很大的关系, 有的品种较易形成愈伤组织, 而有的却不然。在原球茎的发育过程中, 一些相关蛋白及酶也发生相应的变化, 如刘国安等对建兰(Cym bid ium ensif oliton ) 根状茎分化前后的可溶性蛋白与过氧化物同工酶变化进行比较中发现:可溶性蛋白质23ku 、57
65ku 和93ku 含量稳定, 21ku 、51ku 、73ku 和81ku 只在ku 、
根状茎时期出现, 28ku 和30ku 在分化中出现; 过氧化物同工
29103456C78
酶C 1、C 、C 和C 在分化前后均有表达, C 、C 、C 、C 、和C 伴随分化而出现。
参考文献
1 陈进勇, 程金水, 朱滢. 生的研究. 北京林业大学学报, 1998, 20(1) :32～352 易明林, 陈占宽, 郅玉宝. 石斛体细胞无性系的建立及其快
速繁殖. 河南农业科学, 1993, 9, 43～4463 谷祝平, 高金城, 李柏年等. 大花蕙兰茎尖培养的扫描电镜
观察研究. 西北植物学报1990, 10(2) :128～1314 叶秀 . 石斛兰组织培养和细胞学观察. 园艺学报, 1995, 21
(1) :83～875 王熊, 吴敦肃. 建兰类原球茎体生长、发育过程中扫描电镜
观察. 植物生理学报, 1991, 17(2) :192～1946 谷祝平, 张军, 石红军. 墨兰组织培养中原球茎的形态解剖
研究. 华南农业大学学报, 2000, 21(4) :47～50
7 张丕方, 董崇楣, 李瑶. 虎头兰组织培养中原球茎原形态发
生. 复旦学报(自然科学版) , 1989, 28(4) :434～437
8 陈进勇, 程金水, 朱滢. 种中国兰种子试管培养愈伤组织发
生的研究. , 1998, 20(4) :76～79
9, , . (自然科学) , ) :76～79
王 艳 任吉君
(佛山科学技术学院 广东佛山 528231)
摘要:花卉育种是花卉业发展的基础, 本文主要论述了花卉种质资源、花卉常规育种及生物技术育种现状, 并对今后花卉育种提出几点建议。
关键词 花卉育种 发展策略花卉业作为我国种植业的新兴产业, 是农村经济新的增长点, 也是当今世界最具活力的产业之一。近10年来, 虽然我国花卉育种取得了长足的进步, 但是我们必须清醒地认识到, 中国的花卉还缺乏竞争力。因此, 我们要认真总结好过去, 立足现实, 把握未来。
现了国外没有的茶花新种——金花茶。杜鹃达600种之多。这样基本弄清了我国观赏植物资源的家底, 同时开展了资源引进工作。
1. 1. 2 种质资源的研究、利用与保护
调查、收集种质资源的目的是为了有效地利用它们, 以作为培育新品种的原始材料。我国名花中的菊花、梅花, 牡丹、荷花、水仙等的起源问题, 已被提到研究日程, 并开展了卓有成效的研究工作, 在菊花和梅花上已有所突破。如北京林业大学园林学院利用多次人工远缘杂交方法“合成”菊花, 结果与90年代进行的RA PD 等测试结果基本相符。表明家菊是以毛华菊、野菊种间天然杂交为基础, 再与紫花野菊、菊花脑等杂交, 再经长期人工选择形成的栽培杂种复合体。在品种分类方面, 由陈俊愉、周家琪创立的中国花卉品种二元分类体系在梅花、牡丹、芍药中试行, 且逐渐推广应用。在植物性状遗传规律的研究方面也取得一些进展。如对菊花花色初步研究认定其花色遗传为偏母性遗传, 且红色表现明显的强遗传力。在保护资源方面, 国家也颁布了植物重点保护条例等。尽管如此, 与国外先进国家相比, 我们还存在一些差距, 较为突出的例子是蔷薇属品种选育上。国外蔷薇属的资源极少, 只有夏季开花的法国蔷薇, 百叶蔷薇和突厥蔷薇。但自引种了中国的Ro sa sp . 后, 经不断杂交, 现已有2万多现代月季品种。诸如此类的还有山茶、杜鹃, 玉兰等, 而这些以我国为分布中心的观赏植物, 却没有很好地被利用, 并己渐渐失去了原有的优势; 在资源保护方面有诸如擅自挖掘野生植物, 破坏生态环境使一些珍稀树种濒临灭绝等问题
1 花卉育种现状
1. 1 花卉种质资源
现代园艺对品种的要求越来越高, 不但要求花卉具有高产、优质、抗病, 也要在花色、花型、株型、花期等方面有系列产品。而这些新目标的实现, 首先决定于所掌握的各有关种质资源的数量及质量。种质资源是育种工作的物质基础, 是评价一个国家育种水平的重要指标。1. 1. 1 种质资源的调查、收集
我国是世界上拥有花卉种类最多的国家之一。60年代中期, 我国对国内的花卉资源, 包括草本、灌木, 乔木等进行了广泛的调查和系统的研究。如中国农科院蔬菜花卉研究所专门成立了品种资源研究室研究花卉。河南洛阳和山东菏泽整理了我国的牡丹品种, 并在洛阳建立了牡丹基因库。通过调查首次发
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种子 Seed 2002年 第5期 (总第125期)
存在。以牡丹为例, 在我国西北、西南及中原地区共分布8个野生种及5个亚种, 其分布区较之古代已大为缩小, 有的野生种群仅剩下几十株, 已濒临灭绝。1. 2 花卉育种技术
主要有传统的常规杂交育种、诱变育种、倍性育种, 组织培养、体细胞杂交, 基因工程等。1. 2. 1 常规育种技术
传统育种包括引种、选种、有性杂交育种等常规手段。最为简单易行、速效的育种途径是直接从国内外引种及利用自然变异选种。近几年国内引进的花卉种类繁多、数量较大, 在调节品种单一方面起到了积极作用。例如, 引自韩国的大花蕙兰、观赏凤梨类、彩叶竹芋, 引自荷兰的郁金香、风信子; 引自比利时的杜鹃、美国的芦荟等。目前, 国内已有许多科研单位和公司在引入国外品种的基础上, 进行了筛选、繁殖、选育新品种, 加强了国内特色花卉种类的育种工作, 并建立了自己的种苗繁殖基地。如云南的山茶花已选育出特大重瓣茶花、牡丹茶、大理茶等很多优良品种; 滇西的素心兰有滇西大雪素、小雪素、花瓣素等品种。作, 已建立了中甸高山植物研究基地, 列为一个重要课题开展了研究。晚, , 国内的花卉品种品质不高, 种国外品种被动的局面。
杂交育种:国内从事花卉育种的科研单位与公司有很多。近年来杂交育种工作取得了一系列成果。中国农科院蔬菜花卉研究所, 通过杂交育种已选出4个具有花形美、花枝长、刺少、抗性强等优点的月季切花品种; 在仙客来育种中工作较为突出的是天津市园林绿化所和山西省农科院园艺所, 还有诸如上海园林科研所、昆明庆成花卉有限公司、深圳先科四季青鲜花公司等多所大学、科研单位和花卉公司也在从事育种工作。在百合、兰花、荷花、梅花、金花茶、香石竹等品种选育上有出色的成果。不过与国外公司相比还有很大差距。例如, 世界最大的月季花育种中心—法国梅昂公司, 培育的月季品种几乎占世界的1 3, 切花品种有外交家、索尼亚、维加等。比利时根特农业中心观赏植物研究所, 以杜鹃花育种为主, 处于世界先进水平, 已有早、中、晚系列品种。总的说来, 国内品种还缺乏一定的竞争力, 国内特色花卉优势尚未突出出来。如中国水仙、云南山茶、荷泽和洛阳的牡丹等。虽有许多品种, 但未形成主流产品, 致使我国花卉出口增长缓慢, 花卉商贸不尽人意。1. 2. 2 辐射诱变育种
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辐射诱变育种也是花卉新品种选育的主要途径。Co 射线是花卉最常用的辐射诱变源。目前, 对所有植物器官和繁殖体都可用于诱变。如休眠种子、萌动种子、种胚、花粉、多倍体、不定芽、愈伤组织等。我国对一些名花, 如水仙、梅花、菊花等进行辐射诱变, 已获得了一些突变品种。彭镇华先生利用辐射诱变已选育出浓香型矮化水仙。1. 2. 3 现代生物技术育种
植物组织培养、原生质体培养、体细胞杂交等用于花卉品种复壮及优良品种选育上, 对加快育种进程, 保存濒危花卉种质资源有着重要的作用, 并取得了一定成效。进入21世纪, 花卉的基因工程育种, 将会得到超常规发展。
花卉花色基因工程:一般来说, 花朵色素主要分为类胡萝卜素、类黄酮、花青素三大类。类胡萝卜素主要包括胡萝卜素、胡萝卜醇两类物质, 它们是能够呈现出橙色、黄色、红色的色素。类黄酮能够使花朵显示出从浅黄到深黄的各种颜色。花青素则可使花朵展示橙色、粉红、红色、蓝色、紫色等颜色, 它的色域是非常宽的。因而研究最多的是花青素。利用外源花青素结构基因和调节基因进行遗传转化, 在多种花卉上实现了花色的改变。如北京大学从多种植物中克隆了与花青素代谢有关的查尔酮合酶基因, 并将它转入矮牵牛中, 使其花色发生改变, 得到了一些自然界没有的变异。并已进行商品化生产。从目前研究来看, 花色基因工程在花卉种类、色素种类、着色因素等方面会有较大突破。
抗性基因工程育种:抗性育种是现代花卉育种的重要育种目标之一, 如抗病、抗虫、抗旱等。常规育种主要是通过选择抗性较强的亲本() 与其它栽培品种杂交, 人为加以选择, , 如刺玫月季。但一般, , 如月季表现花小、多刺, 基因工程育种将花卉的抗性育种带入。据报道, 近年来新西兰、澳大利亚、美国等许多国家都投入大量人力、物力进行植物基因工程方面工作, 取得较大进展。我国也涌现了一些具有世界先进水平的转基因育种科研成果。北京大学蛋白质及植物基因工程实验室, 从1986年一直从事有关植物病毒分子生物学及抗病毒基因工程的研究, 到目前已克隆了TM V , C M V , PV X , PV Y 、S M V 等病毒的中国株的外壳蛋白基因。据统计, 1996年国内研究开发的转基因植物达47种, 涉及各类基因103种, 目前, 我国自行研究培育的4种转基因植物, 5种产品已通过安全性评价, 获准商品化应用。在园林树木育种中, 获得含有B t 基因和蛋白酶抑制剂基因的转基因杨树植株, 具有明显的杀虫活性。
2 发展策略
现阶段花卉育种研究虽取得一定的成就, 但还存在许多问题, 如育种工作分散、低水平重复、种质资源和基础研究还较薄弱、现代生物技术在育种上的应用较少、花卉育种投入不足等。因而根据我国国情, 花卉育种在今后的发展中应注意以下几方面。
2. 1 重视植物育种者权利, 保护培育者的知识产权
由于以前对植物新品种保护不利, 在许多情况下, 新品种被推出后, 易被他人快速繁殖, 使育种者的利益蒙受巨大损失, 因而极大地打击了育种者选育新品种的积极性。为使育种者的投资得到合理的回报, 就要坚决贯彻执行《种子法》和《植物新品种保护条例》, 逐渐完善测试方法和测试技术, 建立植物新品种测试中心, 研究在法律上如何加强对植物新品种的保护。同时也希望育种者积极申请植物新品种权, 以保护自己的合法权益。
2. 2 加强科技队伍建设, 进行联合攻关
近些年
, 我国一些大中城市相继建立了园林科研机构, 国家和各省市农科院系统的园艺所也成立了花卉研究室, 农业院校的园艺和林学学科相继恢复或设立了观赏园艺及园林花卉专业, 花卉专业人才逐年增多。但长期以来, 科技人员停留在重研究, 轻转化、重论文、轻效益的旧思维模式上, 只重视科研成
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种子 Seed 2002年 第5期 (总第125期)
果的学术水平, 而较少考虑市场的需求, 对科研成果产业化的重要性认识不够。因此, 要加快我国选育优良品种的进程, 赶超国际先进水平, 一定要加强企业、农户与高校、科研院所科技人员的紧密协作, 根据优势互补、利益共享的原则, 考虑市场需要, 培育优良新品种, 快速推向市场。2. 3 加大科技投入
我国虽然近几年花卉业发展较快, 但产品质量与发达国家相比依然存在很大差距, 其主要原因是产品的科技含量低。当今世界, 全球经济一体化趋势增强, 高科技迅猛发展, 我国的花卉品种要想在市场中具有竞争力, 必须重视科技投入。一个新品种的育出, 需要较大资金的投入, 包括技能、研究、劳力、物质资源、开发推广和生产试验上的经费, 且一般育种周期都在7年以上。目前, 许多省市实行给农业科研单位断粮, 使科研经费不足, 育种课题举步艰难。国家应考虑农业科研的特殊性, 对农业的政策必须以投入为主、开发为辅, 至少需相当长的过渡时期。不可将农业研究单位向市场一推了之, 应在保证其正常的科研经费的前提下, 逐步引向市场, 使其尽快开发适应市场需求的新产品。
2. 4 发挥我国资源优势, 拓宽花卉种类
我国地大物博, , 、观赏, 挥我们的资源优势, 开展驯化, 繁育野生植物工作, 合理开发利用野生观赏植物资源, 改善花卉种类单调局面。同时也要深入研究种质资源遗传规律, 挖掘现有特(优) 异种质材料, 为选育新品种提供丰富的种质资源。
2. 5 积极引进优良品种, 缩小与国外品种差距
有选择地引进、推广国外优良品种是当前解决我国急需花卉种类和优良品种的最直接、有效的方法。同时利用优异的国外品种资源, 进行新品种的选育, 可在短时间内缩小与国外花卉育种的差距, 为我国花卉育种赶超世界先进水平提供便捷的途径。
2. 6 强化特色花卉育种, 创出自己的品牌
育种单位要根据本地区的特点, 选择有特色的花卉, 进行重点选育。克服对热门花卉一轰而上的做法, 对同一种类花卉要注重系列产品的推出, 如在花期上, 有早、中、晚品种系列。在花色上尽量选育全花色品种系列等。根据品种选育时间较长的特点, 制订育种计划要有长期目标, 品种要面对市场, 形成主流产品, 产生品牌效应, 进而打入国际花卉市场。2. 7 积极开展分子育种的研究工作
现代生物技术尤其是基因工程在育种上的应用, 对观赏植物种质资源的创新, 打破种间杂交障碍, 定向选育新品种提供
了更为先进的手段。展望未来, 基因工程育种是21世纪的新型产业。目前, 基因工程育种仅限于少数几种花卉上, 且有许多相关问题需要研究, 如花色表型遗传规律的研究, 花径和重瓣的数量遗传学的研究等, 这些问题都是观赏植物遗传学研究的重要课题, 需要分子遗传学, 数量遗传学, 植物化学与生物化学等多学科的共同协作与研究, 在花色、花型、香味、植物发育遗传调控等方面开展基因工程育种工作。
参考文献
1 潘会堂. 花卉种质资源与遗传育种研究进展. 北京林业大学学报, 2000, 22(1) :81～862 吴小巧. 浅谈园林植物资源的开发利用. 江苏林业科技,
1999, 26(2) :63～653 施季森. 迎接21世纪现代林木生物技术育种的挑战. 南京
林业大学学报, 2000, 24(:4. . 科学管理研
, 17:. 浙江林学院学, 17(1) :37～416 韦三立著. 观赏植物花期控制. 北京:中国农业出版社, 19997 高健. 花卉辐射诱变育种研究进展. 安徽农业大学学报, 2000, 27(3) :228～2308 梁建余. 世界花卉业科研进展及发展趋势. 世界农业, 1998,
(6) :27～30
9 丁兰. 兰花生物工程研究进展. 西北师范大学学报, 2000,
(3) :111～116
10 周北雁. 北京大学的抗病毒转基因作物. 生物技术通报, 1999, (3) :42～4511 陈俊愉. “二元分类”——中国花卉品种分类新体系. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :1～512 李明亮. 转B t 基因和蛋白酶抑制剂基因杨树抗虫性的研究. 林业科学, 2000, 36, (2) :93～9513 张永春. 生物技术与观赏植物种质资源的创新. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :95～9914 刘青林. 观赏植物花器官主要观赏性状的遣传与改良. 园艺学报, 1998. 25(1
) :81～8615 段永嘉. 花卉杂色花的研究. 植物病理学报, 1998, 28(1) :
85～89
16 吴根娣. 加强园林花卉育种工作是提高园林绿化水平当务之急. 江苏林业科技, 1998, 25(增刊) :113～11617 王其超. 二元分类法在荷花品种分类中的应用. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :33～37
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分裂, 产生大量愈伤组织, 随后由愈伤组织分化形成不定芽再发育成幼苗。M adhu ri Sharon 等将原球茎一特定部位处作划伤处理, 未划伤的作对照, 结果发现划伤的原球基形成大量愈伤组织而对照直接形成完整小植株。陈进勇等认为原球茎表面产生愈伤组织的可能原因是, 在激素的刺激下使原球茎失去极性, 表皮细胞经多次平周和垂周分裂后形成不规则的细胞团, 而表皮下的薄壁细胞则不断分裂和生长形成愈伤组织块。愈伤组织的形成频率与不同的品种及不同浓度激素有很大的关系, 有的品种较易形成愈伤组织, 而有的却不然。在原球茎的发育过程中, 一些相关蛋白及酶也发生相应的变化, 如刘国安等对建兰(Cym bid ium ensif oliton ) 根状茎分化前后的可溶性蛋白与过氧化物同工酶变化进行比较中发现:可溶性蛋白质23ku 、57
65ku 和93ku 含量稳定, 21ku 、51ku 、73ku 和81ku 只在ku 、
根状茎时期出现, 28ku 和30ku 在分化中出现; 过氧化物同工
29103456C78
酶C 1、C 、C 和C 在分化前后均有表达, C 、C 、C 、C 、和C 伴随分化而出现。
参考文献
1 陈进勇, 程金水, 朱滢. 生的研究. 北京林业大学学报, 1998, 20(1) :32～352 易明林, 陈占宽, 郅玉宝. 石斛体细胞无性系的建立及其快
速繁殖. 河南农业科学, 1993, 9, 43～4463 谷祝平, 高金城, 李柏年等. 大花蕙兰茎尖培养的扫描电镜
观察研究. 西北植物学报1990, 10(2) :128～1314 叶秀 . 石斛兰组织培养和细胞学观察. 园艺学报, 1995, 21
(1) :83～875 王熊, 吴敦肃. 建兰类原球茎体生长、发育过程中扫描电镜
观察. 植物生理学报, 1991, 17(2) :192～1946 谷祝平, 张军, 石红军. 墨兰组织培养中原球茎的形态解剖
研究. 华南农业大学学报, 2000, 21(4) :47～50
7 张丕方, 董崇楣, 李瑶. 虎头兰组织培养中原球茎原形态发
生. 复旦学报(自然科学版) , 1989, 28(4) :434～437
8 陈进勇, 程金水, 朱滢. 种中国兰种子试管培养愈伤组织发
生的研究. , 1998, 20(4) :76～79
9, , . (自然科学) , ) :76～79
王 艳 任吉君
(佛山科学技术学院 广东佛山 528231)
摘要:花卉育种是花卉业发展的基础, 本文主要论述了花卉种质资源、花卉常规育种及生物技术育种现状, 并对今后花卉育种提出几点建议。
关键词 花卉育种 发展策略花卉业作为我国种植业的新兴产业, 是农村经济新的增长点, 也是当今世界最具活力的产业之一。近10年来, 虽然我国花卉育种取得了长足的进步, 但是我们必须清醒地认识到, 中国的花卉还缺乏竞争力。因此, 我们要认真总结好过去, 立足现实, 把握未来。
现了国外没有的茶花新种——金花茶。杜鹃达600种之多。这样基本弄清了我国观赏植物资源的家底, 同时开展了资源引进工作。
1. 1. 2 种质资源的研究、利用与保护
调查、收集种质资源的目的是为了有效地利用它们, 以作为培育新品种的原始材料。我国名花中的菊花、梅花, 牡丹、荷花、水仙等的起源问题, 已被提到研究日程, 并开展了卓有成效的研究工作, 在菊花和梅花上已有所突破。如北京林业大学园林学院利用多次人工远缘杂交方法“合成”菊花, 结果与90年代进行的RA PD 等测试结果基本相符。表明家菊是以毛华菊、野菊种间天然杂交为基础, 再与紫花野菊、菊花脑等杂交, 再经长期人工选择形成的栽培杂种复合体。在品种分类方面, 由陈俊愉、周家琪创立的中国花卉品种二元分类体系在梅花、牡丹、芍药中试行, 且逐渐推广应用。在植物性状遗传规律的研究方面也取得一些进展。如对菊花花色初步研究认定其花色遗传为偏母性遗传, 且红色表现明显的强遗传力。在保护资源方面, 国家也颁布了植物重点保护条例等。尽管如此, 与国外先进国家相比, 我们还存在一些差距, 较为突出的例子是蔷薇属品种选育上。国外蔷薇属的资源极少, 只有夏季开花的法国蔷薇, 百叶蔷薇和突厥蔷薇。但自引种了中国的Ro sa sp . 后, 经不断杂交, 现已有2万多现代月季品种。诸如此类的还有山茶、杜鹃, 玉兰等, 而这些以我国为分布中心的观赏植物, 却没有很好地被利用, 并己渐渐失去了原有的优势; 在资源保护方面有诸如擅自挖掘野生植物, 破坏生态环境使一些珍稀树种濒临灭绝等问题
1 花卉育种现状
1. 1 花卉种质资源
现代园艺对品种的要求越来越高, 不但要求花卉具有高产、优质、抗病, 也要在花色、花型、株型、花期等方面有系列产品。而这些新目标的实现, 首先决定于所掌握的各有关种质资源的数量及质量。种质资源是育种工作的物质基础, 是评价一个国家育种水平的重要指标。1. 1. 1 种质资源的调查、收集
我国是世界上拥有花卉种类最多的国家之一。60年代中期, 我国对国内的花卉资源, 包括草本、灌木, 乔木等进行了广泛的调查和系统的研究。如中国农科院蔬菜花卉研究所专门成立了品种资源研究室研究花卉。河南洛阳和山东菏泽整理了我国的牡丹品种, 并在洛阳建立了牡丹基因库。通过调查首次发
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种子 Seed 2002年 第5期 (总第125期)
存在。以牡丹为例, 在我国西北、西南及中原地区共分布8个野生种及5个亚种, 其分布区较之古代已大为缩小, 有的野生种群仅剩下几十株, 已濒临灭绝。1. 2 花卉育种技术
主要有传统的常规杂交育种、诱变育种、倍性育种, 组织培养、体细胞杂交, 基因工程等。1. 2. 1 常规育种技术
传统育种包括引种、选种、有性杂交育种等常规手段。最为简单易行、速效的育种途径是直接从国内外引种及利用自然变异选种。近几年国内引进的花卉种类繁多、数量较大, 在调节品种单一方面起到了积极作用。例如, 引自韩国的大花蕙兰、观赏凤梨类、彩叶竹芋, 引自荷兰的郁金香、风信子; 引自比利时的杜鹃、美国的芦荟等。目前, 国内已有许多科研单位和公司在引入国外品种的基础上, 进行了筛选、繁殖、选育新品种, 加强了国内特色花卉种类的育种工作, 并建立了自己的种苗繁殖基地。如云南的山茶花已选育出特大重瓣茶花、牡丹茶、大理茶等很多优良品种; 滇西的素心兰有滇西大雪素、小雪素、花瓣素等品种。作, 已建立了中甸高山植物研究基地, 列为一个重要课题开展了研究。晚, , 国内的花卉品种品质不高, 种国外品种被动的局面。
杂交育种:国内从事花卉育种的科研单位与公司有很多。近年来杂交育种工作取得了一系列成果。中国农科院蔬菜花卉研究所, 通过杂交育种已选出4个具有花形美、花枝长、刺少、抗性强等优点的月季切花品种; 在仙客来育种中工作较为突出的是天津市园林绿化所和山西省农科院园艺所, 还有诸如上海园林科研所、昆明庆成花卉有限公司、深圳先科四季青鲜花公司等多所大学、科研单位和花卉公司也在从事育种工作。在百合、兰花、荷花、梅花、金花茶、香石竹等品种选育上有出色的成果。不过与国外公司相比还有很大差距。例如, 世界最大的月季花育种中心—法国梅昂公司, 培育的月季品种几乎占世界的1 3, 切花品种有外交家、索尼亚、维加等。比利时根特农业中心观赏植物研究所, 以杜鹃花育种为主, 处于世界先进水平, 已有早、中、晚系列品种。总的说来, 国内品种还缺乏一定的竞争力, 国内特色花卉优势尚未突出出来。如中国水仙、云南山茶、荷泽和洛阳的牡丹等。虽有许多品种, 但未形成主流产品, 致使我国花卉出口增长缓慢, 花卉商贸不尽人意。1. 2. 2 辐射诱变育种
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辐射诱变育种也是花卉新品种选育的主要途径。Co 射线是花卉最常用的辐射诱变源。目前, 对所有植物器官和繁殖体都可用于诱变。如休眠种子、萌动种子、种胚、花粉、多倍体、不定芽、愈伤组织等。我国对一些名花, 如水仙、梅花、菊花等进行辐射诱变, 已获得了一些突变品种。彭镇华先生利用辐射诱变已选育出浓香型矮化水仙。1. 2. 3 现代生物技术育种
植物组织培养、原生质体培养、体细胞杂交等用于花卉品种复壮及优良品种选育上, 对加快育种进程, 保存濒危花卉种质资源有着重要的作用, 并取得了一定成效。进入21世纪, 花卉的基因工程育种, 将会得到超常规发展。
花卉花色基因工程:一般来说, 花朵色素主要分为类胡萝卜素、类黄酮、花青素三大类。类胡萝卜素主要包括胡萝卜素、胡萝卜醇两类物质, 它们是能够呈现出橙色、黄色、红色的色素。类黄酮能够使花朵显示出从浅黄到深黄的各种颜色。花青素则可使花朵展示橙色、粉红、红色、蓝色、紫色等颜色, 它的色域是非常宽的。因而研究最多的是花青素。利用外源花青素结构基因和调节基因进行遗传转化, 在多种花卉上实现了花色的改变。如北京大学从多种植物中克隆了与花青素代谢有关的查尔酮合酶基因, 并将它转入矮牵牛中, 使其花色发生改变, 得到了一些自然界没有的变异。并已进行商品化生产。从目前研究来看, 花色基因工程在花卉种类、色素种类、着色因素等方面会有较大突破。
抗性基因工程育种:抗性育种是现代花卉育种的重要育种目标之一, 如抗病、抗虫、抗旱等。常规育种主要是通过选择抗性较强的亲本() 与其它栽培品种杂交, 人为加以选择, , 如刺玫月季。但一般, , 如月季表现花小、多刺, 基因工程育种将花卉的抗性育种带入。据报道, 近年来新西兰、澳大利亚、美国等许多国家都投入大量人力、物力进行植物基因工程方面工作, 取得较大进展。我国也涌现了一些具有世界先进水平的转基因育种科研成果。北京大学蛋白质及植物基因工程实验室, 从1986年一直从事有关植物病毒分子生物学及抗病毒基因工程的研究, 到目前已克隆了TM V , C M V , PV X , PV Y 、S M V 等病毒的中国株的外壳蛋白基因。据统计, 1996年国内研究开发的转基因植物达47种, 涉及各类基因103种, 目前, 我国自行研究培育的4种转基因植物, 5种产品已通过安全性评价, 获准商品化应用。在园林树木育种中, 获得含有B t 基因和蛋白酶抑制剂基因的转基因杨树植株, 具有明显的杀虫活性。
2 发展策略
现阶段花卉育种研究虽取得一定的成就, 但还存在许多问题, 如育种工作分散、低水平重复、种质资源和基础研究还较薄弱、现代生物技术在育种上的应用较少、花卉育种投入不足等。因而根据我国国情, 花卉育种在今后的发展中应注意以下几方面。
2. 1 重视植物育种者权利, 保护培育者的知识产权
由于以前对植物新品种保护不利, 在许多情况下, 新品种被推出后, 易被他人快速繁殖, 使育种者的利益蒙受巨大损失, 因而极大地打击了育种者选育新品种的积极性。为使育种者的投资得到合理的回报, 就要坚决贯彻执行《种子法》和《植物新品种保护条例》, 逐渐完善测试方法和测试技术, 建立植物新品种测试中心, 研究在法律上如何加强对植物新品种的保护。同时也希望育种者积极申请植物新品种权, 以保护自己的合法权益。
2. 2 加强科技队伍建设, 进行联合攻关
近些年
, 我国一些大中城市相继建立了园林科研机构, 国家和各省市农科院系统的园艺所也成立了花卉研究室, 农业院校的园艺和林学学科相继恢复或设立了观赏园艺及园林花卉专业, 花卉专业人才逐年增多。但长期以来, 科技人员停留在重研究, 轻转化、重论文、轻效益的旧思维模式上, 只重视科研成
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种子 Seed 2002年 第5期 (总第125期)
果的学术水平, 而较少考虑市场的需求, 对科研成果产业化的重要性认识不够。因此, 要加快我国选育优良品种的进程, 赶超国际先进水平, 一定要加强企业、农户与高校、科研院所科技人员的紧密协作, 根据优势互补、利益共享的原则, 考虑市场需要, 培育优良新品种, 快速推向市场。2. 3 加大科技投入
我国虽然近几年花卉业发展较快, 但产品质量与发达国家相比依然存在很大差距, 其主要原因是产品的科技含量低。当今世界, 全球经济一体化趋势增强, 高科技迅猛发展, 我国的花卉品种要想在市场中具有竞争力, 必须重视科技投入。一个新品种的育出, 需要较大资金的投入, 包括技能、研究、劳力、物质资源、开发推广和生产试验上的经费, 且一般育种周期都在7年以上。目前, 许多省市实行给农业科研单位断粮, 使科研经费不足, 育种课题举步艰难。国家应考虑农业科研的特殊性, 对农业的政策必须以投入为主、开发为辅, 至少需相当长的过渡时期。不可将农业研究单位向市场一推了之, 应在保证其正常的科研经费的前提下, 逐步引向市场, 使其尽快开发适应市场需求的新产品。
2. 4 发挥我国资源优势, 拓宽花卉种类
我国地大物博, , 、观赏, 挥我们的资源优势, 开展驯化, 繁育野生植物工作, 合理开发利用野生观赏植物资源, 改善花卉种类单调局面。同时也要深入研究种质资源遗传规律, 挖掘现有特(优) 异种质材料, 为选育新品种提供丰富的种质资源。
2. 5 积极引进优良品种, 缩小与国外品种差距
有选择地引进、推广国外优良品种是当前解决我国急需花卉种类和优良品种的最直接、有效的方法。同时利用优异的国外品种资源, 进行新品种的选育, 可在短时间内缩小与国外花卉育种的差距, 为我国花卉育种赶超世界先进水平提供便捷的途径。
2. 6 强化特色花卉育种, 创出自己的品牌
育种单位要根据本地区的特点, 选择有特色的花卉, 进行重点选育。克服对热门花卉一轰而上的做法, 对同一种类花卉要注重系列产品的推出, 如在花期上, 有早、中、晚品种系列。在花色上尽量选育全花色品种系列等。根据品种选育时间较长的特点, 制订育种计划要有长期目标, 品种要面对市场, 形成主流产品, 产生品牌效应, 进而打入国际花卉市场。2. 7 积极开展分子育种的研究工作
现代生物技术尤其是基因工程在育种上的应用, 对观赏植物种质资源的创新, 打破种间杂交障碍, 定向选育新品种提供
了更为先进的手段。展望未来, 基因工程育种是21世纪的新型产业。目前, 基因工程育种仅限于少数几种花卉上, 且有许多相关问题需要研究, 如花色表型遗传规律的研究, 花径和重瓣的数量遗传学的研究等, 这些问题都是观赏植物遗传学研究的重要课题, 需要分子遗传学, 数量遗传学, 植物化学与生物化学等多学科的共同协作与研究, 在花色、花型、香味、植物发育遗传调控等方面开展基因工程育种工作。
参考文献
1 潘会堂. 花卉种质资源与遗传育种研究进展. 北京林业大学学报, 2000, 22(1) :81～862 吴小巧. 浅谈园林植物资源的开发利用. 江苏林业科技,
1999, 26(2) :63～653 施季森. 迎接21世纪现代林木生物技术育种的挑战. 南京
林业大学学报, 2000, 24(:4. . 科学管理研
, 17:. 浙江林学院学, 17(1) :37～416 韦三立著. 观赏植物花期控制. 北京:中国农业出版社, 19997 高健. 花卉辐射诱变育种研究进展. 安徽农业大学学报, 2000, 27(3) :228～2308 梁建余. 世界花卉业科研进展及发展趋势. 世界农业, 1998,
(6) :27～30
9 丁兰. 兰花生物工程研究进展. 西北师范大学学报, 2000,
(3) :111～116
10 周北雁. 北京大学的抗病毒转基因作物. 生物技术通报, 1999, (3) :42～4511 陈俊愉. “二元分类”——中国花卉品种分类新体系. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :1～512 李明亮. 转B t 基因和蛋白酶抑制剂基因杨树抗虫性的研究. 林业科学, 2000, 36, (2) :93～9513 张永春. 生物技术与观赏植物种质资源的创新. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :95～9914 刘青林. 观赏植物花器官主要观赏性状的遣传与改良. 园艺学报, 1998. 25(1
) :81～8615 段永嘉. 花卉杂色花的研究. 植物病理学报, 1998, 28(1) :
85～89
16 吴根娣. 加强园林花卉育种工作是提高园林绿化水平当务之急. 江苏林业科技, 1998, 25(增刊) :113～11617 王其超. 二元分类法在荷花品种分类中的应用. 北京林业大学学报, 1998, 20(2) :33～37
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