畜牧家禽網(wǎng)首頁(yè) > 技術(shù)中心> 國(guó)內(nèi)綜合 > 巧奪天工:北京月季育種奧秘(圖)
畜牧家禽網(wǎng) 來(lái)源:北京日?qǐng)?bào) 閱讀數(shù):
零下20℃照樣能正常生長(zhǎng)!在2019北京世園會(huì)月季專項(xiàng)競(jìng)賽中,北京出品的月季新品種“北京粉”因具有超強(qiáng)的抗寒性能,被冠以“鋼鐵月季”的美譽(yù)。它和北京選送的另一月季品種“紅五月”,雙雙拿下這次競(jìng)賽新品種單元的金獎(jiǎng)。
這兩個(gè)金獎(jiǎng)月季品種均出自北京市園林科學(xué)研究院月季研究所。作為全國(guó)*一家月季研究所,這兒的月季育種科研實(shí)力不容小覷。近年來(lái),打這兒綻放、獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的月季品種有7個(gè)——除了這次斬獲金獎(jiǎng)的“北京粉”“紅五月”,還有“春潮”“暗香”“東方之珠”“桔月”“雪孩兒”,各有各的特色。另有25個(gè)新品種正在申報(bào)中。
北京是一座月季之城。生于斯、長(zhǎng)于斯的月季“新人們”也是滿滿的北京范兒,既具有抗寒、抗旱的堅(jiān)韌品格,又有著親切端莊、朝氣蓬勃的美麗花容。它們扮靚北京,有的作為北京市花的杰出代表,還“出訪”到鄂爾多斯、沈陽(yáng)、太原等地。
北京范兒月季到底是怎么“煉”成的?
全球海選優(yōu)質(zhì)“父母”。
6月中旬,位于花家地南街的北京市園林科學(xué)研究院里,第一茬月季的花期已過(guò),月季研究所4畝多地的露天試驗(yàn)田里,只零星綻放著幾朵月季。
“再過(guò)一個(gè)多月,月季就會(huì)開(kāi)第二茬花,那時(shí)候才叫漂亮!”月季研究所研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馮慧說(shuō),對(duì)于外行人看來(lái)都差不多的植株(尤其是未開(kāi)花的時(shí)候),她都能講出每一株的特點(diǎn)。
試驗(yàn)田里有一半兒栽的是“親本”,也就是可以用來(lái)培育新品種月季的“父親”“母親”們。這些“親本”月季,有的是在中國(guó)流傳千年的古老品種,有的是從海外遴選而來(lái)的“洋血統(tǒng)”;有的是經(jīng)過(guò)多次雜交的現(xiàn)代月季,有的是和月季親緣相近的各色薔薇。
馮慧說(shuō),現(xiàn)在他們已經(jīng)收集了包括900個(gè)現(xiàn)代月季品種、40個(gè)中國(guó)古老月季品種在內(nèi)的1000多份種質(zhì)資源,再過(guò)一兩年要達(dá)到2000份。“從里面挑選合適雜交育種的父本和母本進(jìn)行配對(duì)、雜交,預(yù)計(jì)明年可獲得雜交子代3萬(wàn)余株。”
目前,全球的月季品種已經(jīng)超過(guò)4萬(wàn)個(gè),每年還不斷有新品種誕生。對(duì)于馮慧和她的科研團(tuán)隊(duì)而言,育種的第一步,就是從國(guó)內(nèi)外已有的月季品種里遴選適合在北京地區(qū)生長(zhǎng)的親本資源,構(gòu)建月季的種質(zhì)資源庫(kù)。
當(dāng)“月老”撮合互補(bǔ)品種。
新品種引進(jìn)來(lái)了,哪個(gè)適合當(dāng)爸爸,哪個(gè)適合當(dāng)媽媽,這里也有講究。“很多月季既適合當(dāng)爸爸又適合當(dāng)媽媽。但不是所有月季都能作為母本使用,得是又好看又能結(jié)果實(shí)的。有些月季只能開(kāi)花不能結(jié)果,或者結(jié)實(shí)性很差的,就只能作為父本使用。”馮慧解釋。
當(dāng)媽的前提必須是能結(jié)果。為什么結(jié)果的特性這么重要?
首先,選擇兩個(gè)不同的月季品種進(jìn)行雜交授粉,秋季收獲果實(shí)后進(jìn)行低溫沙藏。來(lái)年春天再播種,長(zhǎng)出小苗后,觀察其開(kāi)花的性狀,是大花是小花,什么顏色,是重瓣、單瓣,還是半重瓣。“考察”三年,各方面表現(xiàn)優(yōu)越的將通過(guò)“決選”,進(jìn)入育種的下一環(huán)節(jié)。即通過(guò)扦插、嫁接的形式進(jìn)行無(wú)性繁殖,再“考察”數(shù)年,如果性狀持續(xù)保持穩(wěn)定,好活好管又好看,就可以作為新品種重點(diǎn)培育。通常,一個(gè)優(yōu)秀品種的選育需要七八年時(shí)間。
“如果最初配對(duì)的父親和母親,雜交后不結(jié)果,也就是生不出后代,后面的環(huán)節(jié)就無(wú)從談起了。”科研團(tuán)隊(duì)工作人員介紹,可育是雜交育種的基本要求,在此基礎(chǔ)上,父本和母本的選擇要實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。這樣產(chǎn)生的后代才有可能呈現(xiàn)出更加理想的性狀。
拿這次在世園會(huì)上獲獎(jiǎng)的“北京粉”來(lái)說(shuō),她是“假日美景”和“金瑪麗”的雜交成果。其中,“假日美景”是媽媽,粉色、半重瓣品種,花徑在七八厘米,抗寒性超強(qiáng),能抵抗得住零下30攝氏度的低溫。“金瑪麗”是爸爸,株性較低矮,開(kāi)黃色花朵,花徑約5厘米。最終“北京粉”沿襲了媽媽的粉色花瓣,并繼承了其超強(qiáng)的抗寒特性。不過(guò)和媽媽相比,“北京粉”還是要嬌弱一些,只能抵擋零下20攝氏度的嚴(yán)寒。她的株形像爸爸“金瑪麗”,花形則比爸爸媽媽都要精致好看。
“北京粉”的誕生可謂幸運(yùn)。因?yàn)榫透祟惒恢雷约荷碌淖优畷?huì)長(zhǎng)成什么樣一樣,科研人員在給月季配對(duì)時(shí),并不確定這樣的雜交會(huì)產(chǎn)生什么樣的月季子嗣。“也有一些規(guī)律可循,比如粉色的性狀更容易遺傳,但大部分情況下是不可捉摸的,全靠大自然的偉力。按照國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn),5萬(wàn)株子代里才會(huì)出一個(gè)好品種。”馮慧說(shuō)。
每年三四月份,月季研究所團(tuán)隊(duì)都會(huì)制定本年度的雜交配對(duì)計(jì)劃,依照以往的經(jīng)驗(yàn),再加上內(nèi)心的美好期許,他們?nèi)缤瑺烤€搭橋的月下老人一般。考慮到北京的氣候條件,在設(shè)計(jì)配對(duì)方案時(shí),父本或者母本至少有一方會(huì)選擇具有抗寒、抗旱特性的品種,以增強(qiáng)其后代的適應(yīng)性。
人工授粉分秒必爭(zhēng)。
每年四五月份是整個(gè)團(tuán)隊(duì)一年中最忙碌的時(shí)候。11名工作人員全部下到地里,按照事先擬定的配對(duì)計(jì)劃,對(duì)月季進(jìn)行人工授粉。今年4月底5月初,記者曾到地里采訪,作為一個(gè)門外漢,對(duì)授粉的過(guò)程感到十分的新奇。
首先感覺(jué)“不可理喻”的是科研人員的“辣手摧花”。一朵朵即將盛開(kāi)的嬌嫩花苞被從枝頭無(wú)情揪下,丟進(jìn)塑料袋里,越是看起來(lái)飽滿、鮮靈的,科研人員下手越快,不大工夫,每個(gè)人的塑料袋里就收集了好幾十朵五顏六色的花,看著讓人著實(shí)心疼。
“辣手摧花”其實(shí)是為了獲取花粉。工作人員介紹,采集的花苞都來(lái)自父本植株,采集父本植株的花粉是為下一步雜交授粉做準(zhǔn)備。而花朵未盛開(kāi)的時(shí)候是取花粉的*時(shí)機(jī),因?yàn)槟菚r(shí)候花藥還沒(méi)有炸裂,花粉不會(huì)四散到空氣里。
不過(guò)別看采花苞采得那么痛快,取花粉其實(shí)是個(gè)苦活兒,需要把外面緊裹的層層花瓣都揪掉,取出花藥鋪在硫酸紙上,靜置一夜的時(shí)間,花藥就會(huì)炸裂,迸出花粉顆粒。因?yàn)槊刻觳杉幕ǘ淞糠浅4?,花粉根本取不過(guò)來(lái),老工人李納新干脆把沒(méi)來(lái)得及處理的花苞都拎回家,晚上接著干,第二天把晾干的花粉再帶回到研究所。
和采集花粉相比,人工授粉更是個(gè)急活兒。因?yàn)樵诒本?,每?月份是月季開(kāi)花量*的時(shí)候,為保證育種進(jìn)度,所有的配對(duì)組合都要在這期間通過(guò)人工授粉的手段予以實(shí)現(xiàn)。授粉操作也很簡(jiǎn)單,就是在母本開(kāi)花后,把事先采集的父本花粉用小刷子刷到母本花朵的柱頭上即可。
“今年我們一共設(shè)計(jì)了861個(gè)雜交組合,需授粉的花朵有15000朵,工作量比從前大不少,所以首次對(duì)外招募了授粉志愿者。”馮慧說(shuō),5月份共有200多人次的志愿者來(lái)到園林科學(xué)研究院,幫助他們爭(zhēng)分奪秒授粉。多虧了這些“大蜜蜂”,搶在花落之前共完成授粉15442朵。最讓科研人員們感動(dòng)的是美國(guó)志愿者Josh,在授粉最忙碌的那段時(shí)間,他和妻子每天開(kāi)一個(gè)半小時(shí)的車從廊坊趕到園林科學(xué)院,從早上九點(diǎn)一直干到下午五點(diǎn)。
和很多人想象中的詩(shī)情畫意不同,給花兒授粉相當(dāng)累人,就著花的高度,或蹲著或站著,一天下來(lái)蹲起的動(dòng)作不知道要重復(fù)多少次。大熱天的還要戴著口罩作業(yè)——說(shuō)出來(lái)可能難以置信,因?yàn)殚L(zhǎng)期和花打交道的緣故,這些辛勤的育種人每個(gè)人都有嚴(yán)重的花粉過(guò)敏癥。最忙5月干下來(lái),很多人累得腿都站不直了。
已經(jīng)完成授粉的花朵下面,掛著紅紅綠綠的標(biāo)識(shí)牌。它的媽媽是誰(shuí),爸爸是誰(shuí),清清楚楚寫在上面。等到秋季結(jié)果,科研人員就會(huì)得到這些雜交組合的后代,來(lái)年下地一種,就可以判定該組合的子代到底壯不壯,美不美。眼下,一切還都是未知數(shù)。
接力攻關(guān)自育7個(gè)品種。
耐心之樹(shù),結(jié)黃金果。從上世紀(jì)90年代到現(xiàn)在,通過(guò)幾代人的接力,北京市園林科學(xué)研究院已經(jīng)擁有7個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的月季品種。北京栽植的月季多是“洋月季”的局面,正在一點(diǎn)點(diǎn)改變。
7個(gè)自育品種中,“紅五月”目前推廣量*,已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)株。這是“假日美景”(母本)和“貝寧”(父本)的雜交后代,花朵呈喜慶的正紅色,植株具有強(qiáng)大的抗寒特性,在北方生長(zhǎng)尤為適宜。其主要培育人是北京市園林科學(xué)研究院的高級(jí)工程師巢陽(yáng)。他回憶,自己1995年剛到北京市園林科學(xué)研究院工作時(shí),北京用于城市綠化的月季基本都是國(guó)外品種,第一年觀賞效果不錯(cuò),但隨后就會(huì)因?yàn)椴贿m應(yīng)北京的氣候而出現(xiàn)各種問(wèn)題。1998年他申請(qǐng)了有關(guān)月季的研發(fā)課題。當(dāng)時(shí)沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)借鑒,就是撒開(kāi)了做,把手頭能有的月季品種排列組合進(jìn)行雜交育種,做了上千個(gè)組合,其結(jié)果卻是一次又一次的挫敗。在咬牙堅(jiān)持了幾年后,終于從兩萬(wàn)多株月季里選出了一株各方面性狀都比較優(yōu)秀的種苗。此后又經(jīng)歷了6年的栽培試驗(yàn),才誕生了現(xiàn)在的品種“紅五月”。
和國(guó)外引進(jìn)的月季品種相比,“紅五月”幾乎是為北京地區(qū)“量身打造”,花色好,花量大,重復(fù)開(kāi)花性好,并且具有耐寒性和少打藥、修剪的低維護(hù)性,“不僅美觀,而且對(duì)環(huán)境友好”。現(xiàn)在“紅五月”已經(jīng)在內(nèi)蒙古、山西等地大面積推廣種植。
其它自育品種各有各的特點(diǎn)。大花月季“春潮”為千重瓣品種,有著牡丹芍藥般的雍容華貴,且耐貧瘠;“東方之珠”花形優(yōu)雅,花朵橙黃,耐得住北京的干冷空氣,越冬很少有抽條現(xiàn)象;豐花月季“雪孩兒”,花色豐富,初放時(shí)花蕾呈白粉色,開(kāi)花后為瑩白色,秋季花色又變?yōu)闇\黃色,花量大,植株緊湊,開(kāi)成一片,蔚為壯觀。正在申請(qǐng)新品種權(quán)的“雪夫人”“可愛(ài)冰淇淋”“新時(shí)代”“粉五月”“星語(yǔ)”等25個(gè)新秀,也各有千秋,但抗寒性強(qiáng)、好管理是其普遍特點(diǎn)。
在以月季為市花的北京,現(xiàn)栽植的各種月季品種加起來(lái)有2000多個(gè)。但和北京的水土條件、氣候條件契合度最高的,還得是北京的自育品種。
探索“分子育種”精準(zhǔn)定制月季。
和中國(guó)的傳統(tǒng)月季相比,現(xiàn)在的新品種有這樣或那樣的優(yōu)點(diǎn),但育種的方式幾百年來(lái)基本上沒(méi)有變化。雖然有花粉冷凍、延長(zhǎng)授粉期等科技手段加持,現(xiàn)代月季育種還是在不斷的試錯(cuò)中摸索著前進(jìn)。
劃時(shí)代的改變已經(jīng)在悄悄醞釀中。“現(xiàn)在學(xué)術(shù)界比較前沿的是分子育種,我們也在探索。”馮慧說(shuō)。2017年底,法國(guó)一家科研團(tuán)隊(duì)率先完成了對(duì)中國(guó)古老月季“月月粉”的全基因組破解。在吸收這一科研成果的基礎(chǔ)上,馮慧去年申報(bào)了“基于月季花全基因組重測(cè)序基礎(chǔ)上的部分觀賞性狀定位”課題,旨在做更進(jìn)一步的研究。
課題名稱復(fù)雜拗口,但背后的指向卻可以用“激動(dòng)人心”四個(gè)字來(lái)形容。
何為分子育種?通俗地說(shuō),就是找到控制某種性狀的基因及其在染色體上的具體位置。例如,搞清楚開(kāi)粉色花是哪些基因控制的,抗寒性強(qiáng)是哪些基因控制的,植株矮化是哪些基因控制的……上述控制性狀的基因及其在染色體上的具體位點(diǎn)明確后,科研人員通過(guò)幼苗的兩片葉子就可以測(cè)出該品種以后會(huì)長(zhǎng)多高,花開(kāi)多大,什么顏色,單瓣或者重瓣等性狀,而不用等到整個(gè)生命周期結(jié)束。通過(guò)基因測(cè)序,提前篩選自己想要的花色品種,從而大大提高育種的效率。馮慧的課題就是要在搞清楚哪個(gè)基因控制哪個(gè)性狀方面做出努力。
截至目前,分子育種在世界范圍內(nèi)都處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段,尚未應(yīng)用于生產(chǎn)。北京的月季科研團(tuán)隊(duì)也不甘落后,努力投入到這一時(shí)代新潮流中去。或許在不遠(yuǎn)的將來(lái),更加精準(zhǔn)定制的月季品種將會(huì)在北京誕生,“月季之城”也將更添光彩。
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