月季种质资源评价及新品种选育与应用

文章来源:作者: 点击数:发布时间:2018-01-30【字体:   

  月季是世界上最重要的花卉种类之一,观赏和经济价值极高。但我国主栽月季品种多为国外进口,符合我国土壤气候环境特点的自主知识产权品种匮乏,已经成为限制我国月季产业发展的瓶颈。本项目历时近三十年,开创性地评价了我国新疆野生蔷薇资源,阐明了新疆野生蔷薇遗传多样性特点及其生理适应机制,建立了以适应北方环境气候特点为主的月季核心种质资源圃,挖掘和创造了一大批优良抗寒种质,建立了基于远缘杂交、抗性改良为主体的育种技术体系,开辟了月季品种选育的新途径,培育了一批自主知识产权的优质高抗月季新品种。该项目获省级品种审定12个,制定国家行业标准1项,发表论文18篇。经农业部组织第三方评价,整体达到国内领先水平。成果已在30个省、市、自治区推广应用,累计生产种苗或盆花约7500万株,切花1700余万枝,累计销售额达到3.5亿元,实现利润约1.2亿元,产生了可观的经济效益、社会效益和生态效益。
 

三十余载薪火传,守得月季绮丽开

——记蔬菜花卉所月季种质资源评价及新品种选育与应用

  月季花姿优美、花色丰富,应用形式多样,既可庭院绿化栽培,也可作为切花材料,被誉为“花中皇后”。在众多的花卉种类中,月季自然花期最长,从5月到11月开花延绵不断,南宋诗人杨万里吟诗赞颂其“只道花开无十日, 此花无日不春风”,是月季花最好的写照。目前,全世界登记的月季品种近3万个,但绝大部分由国外育成,我国主栽的月季品种90%以上来自于国外,除了需支付高昂专利费用,还存在对我国环境气候适应性不强、生产养护成本增加等问题。符合我国土壤气候环境特点的自主知识产权品种的匮乏,成为我国月季产业发展的最大瓶颈。中国农业科学院蔬菜花卉研究所葛红研究员带领的月季育种研发团队,潜心研究三十余年,建立了基于远缘杂交、抗性改良为主的育种技术体系,培育了一批自主知识产权的优质高抗新品种在全国各地广泛推广和应用,打破了国外月季品种的垄断,取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。

图1 蔬菜花卉研究所月季育种团队

三十年的坚持,三代人的坚守

  上世纪八十年代初,蔬菜花卉研究所老一辈花卉专家黄善武先生开始月季种质资源收集和杂交育种研究。1985年,葛红同志从北京林业大学毕业后加入了月季课题组,并逐渐成长为研究所月季育种工作的接班人。彼时,我国花卉产业还刚处于起步阶段,科研经费十分有限,一个项目经费才一两千元。为了节约经费,杂交播种和栽培用的穴盘和塑料钵要用上好多次,直到不能用才舍得丢。为了收集一份野生资源,有时候带上几个馒头和一点咸菜就在北京郊区一天走上好几十里山路。可喜的是,多年的辛劳换来了一个个新品种的诞生。1987-1998年的十多年里,课题组创新地采用新疆弯刺蔷薇与月季品种远缘杂交,成功选育出‘天香’、‘天山白雪’、‘天山彩云’、‘天山之光’、‘天山桃园’、‘天山之星’、‘天山之娇’等一批抗逆性极强的灌丛月季品种,成为国内外利用野生蔷薇开展远缘杂交成功的经典案例。利用收集的品种资源结合辐射诱变方法进行杂交育种,先后选育出‘绿星’、‘绿野’、‘哈雷彗星’、‘南海浪花’、‘首红’、‘艳红’、‘激光’、‘凤凰之光’、‘燕妮’等现代月季新品种。进入21世纪以后,国家对于花卉科研的经费支持大幅增加,月季课题组迎来了蔬菜花卉研究所从事资源与育种的第三代科研人员,他们带来了最新的知识和技术,也为课题组注入了新鲜的活力。在葛红研究员的带领下,课题组全体成员通力合作、攻坚克难,通过加强月季种质资源收集,建立了以适应北方环境气候特点为主的月季种质资源圃;赴新疆十余次对野生蔷薇资源调查评价研究,全面系统掌握了当地蔷薇遗传多样性现状;深入开展月季杂交育种工作,继续培育出了‘舞蝶’、‘满庭芳华’、‘红地毯’、‘粉色回忆’、‘初粉荷’、‘红尘之恋’、‘花木兰’、‘俏红唇’、‘胭脂’、‘红舞裙’等新一批的月季新品种(系)。作为农科月季人,这老、中、青三代人最深刻的共同记忆,就是在月季修剪、扦插、嫁接和授粉时,手上被扎的刺儿数都数不清,挑都挑不尽。

图2 黄善武先生和葛红研究员在月季示范推广点合影

图3 月季授粉调查

全力夯实资源与育种平台

  2003年以来,课题组在农业部社会公益研究专项“中国起源重要花卉种质资源收集、保存与研究”和国家自然科学基金“新疆宽刺蔷薇的形态、光合作用及其光保护机制对海拔变化的响应研究”等项目的支持下,开展了一系列夯实月季资源与育种平台的研究工作。首先,围绕国内外特色品种和我国北方特色野生蔷薇资源,收集保存了野生种(变种)52份,古老月季品种110份,现代月季品种1121份,建立了一个系统完善的月季核心种质资源保存圃,并编制了《植物新品种保护特异性、一致性和稳定性测试指南—蔷薇属》,为我国月季新品种测试提出了规范性文件。其次,先后多次赴新疆开展蔷薇野生种的分布状态、原生境及群体生长状况调查,采用形态标记、核型分析及分子标记等技术手段,开展弯刺蔷薇(Rosa. beggeriana)、疏花蔷薇(R. laxa)和宽刺蔷薇(R. platyacantha)居群遗传多样性分析。利用辐射诱变获得的金叶弯刺蔷薇与山刺玫(R. davurica)杂交的F1群体,绘制了一张基于AFLP和SSR分子标记的遗传连锁图谱,可以定位金叶、红花、花序性状相关基因。其中金叶突变性状被定位于第4连锁群,这是国内首次利用野生蔷薇资源开展遗传图谱构建。我们还以市场流行的红色切花品种‘卡罗拉’为材料,通过叶片诱导愈伤组织的间接途径获得了体细胞胚,成功建立了以‘卡罗拉’为材料的体胚再生体系用于基因遗传转化,为未来开展月季分子育种研究打下了初步基础。通过这些研究工作,累计发表国内外期刊论文15篇,完成国家行业标准1项。

图4 新疆野生蔷薇资源调查

扎实做好新品种推广与应用

  月季育种课题组始终重视新品种的推广与应用。早在2000年以前,育成的‘绿星’、‘哈雷彗星’、‘凤凰之光’、‘燕妮’通过品种展示,多次荣获北京市月季(市花)展览“自育新品种奖”;‘哈雷彗星’荣获1989年第二届花卉博览会二等奖,‘绿野’荣获1999年荣获中国昆明世界园艺博览会组织委员会北京展团室内组银奖。2013年,‘燕妮’被评为第五届北京市月季文化节主题花称号,北京电视台《特别关注》栏目以及北京晚报、法制晚报、千龙网、中国园林网等十余家媒体现场报道,农业部网站也予以后续报道。2016年世界月季洲际大会召开期间,课题组在中国自育品种园区展出16个自育新品种(系),共计7个品种获得世界月季洲际大会奖励,其中‘绿野’、‘凤凰之光’和‘满庭芳华’获得金奖;‘红地毯’获得银奖;‘哈雷彗星’、‘天山桃园’和‘天山白雪’获得铜奖。通过在北京海淀、昌平、大兴、平谷、顺义等地示范种植,先后有‘燕妮’、‘绿野’、‘哈雷彗星’、‘天香’、‘天山白雪’、‘天山桃园’、‘天山之光’、‘天山之星’、‘满庭芳华’、‘凤凰之光’、‘红地毯’、‘舞蝶’12个新品种获得北京市林木良种审定证书。由于其独特的花色和优异的抗逆性,“绿野”于2016年被选为北京市市花三十周年活动主题花。三十多年来,育成品种先后推广到全国30余个省、市、自治区,其中‘燕妮’和‘绿野’还远销德国、荷兰、俄罗斯等国家,累计出口种苗720万株,创汇收入1440万美元,纯利润430万美元。截止目前,在6家生产企业和2个示范区域累计生产种苗或盆花约7500万株,切花1700余万枝,累计销售额达到3.5亿元,产生经济效益约1.2亿元。

图5  部分育成月季新品种展示

图6  2016年世界月季洲际大会自育新品种栽培展示

  三十年的征程,对于一个人来说,是一辈子科研的心血累积;三十年的征程,对于美丽的月季育种事业来说,这仅仅是一个开始,要让这朵绮丽之花开得更美更久,就需要我们一代又一代的农科月季人,不忘初心,牢记使命,撸起袖子加油干,一张“花”图绘到底!