牡丹育种工作进展

牡丹育种工作进展一、概述牡丹为毛茛科，芍药属落叶灌木，是我国特有的木本名贵花卉，素有“国色天香”、“花中之王”的美称，长期以来被人们当做富贵吉祥、繁荣兴旺的象征。牡丹以洛阳牡丹、菏泽牡丹最富盛名。牡丹可作为盆景植物观赏，花朵颜色众多，有粉色，红色，白色等等，粉色以粉中冠，白色以景玉较为出名。二、牡丹的育种目标育种目标的确定是牡丹品种改良工作的首要任和第一关键环节。从多年实践看,应着重以下几个方面。1、提高观赏品质(1)丰富花色。牡丹经过长期栽培选育,已形成九大色系,其中白色占20%左右,粉色占25%左右,红色占19%左右,其他各色所占比例均低于10%左右。丰富花色仍是主要任务。二、牡丹的育种目标(2)延长花期。牡丹花期较短,也较集中。选育单株花期较长的品种,增加早花、晚花品种数量,可以同时提高其观赏价值、商品价值和经济价值。(3)色香兼备。牡丹栽培品种多有程度不同的香味,需要培育花色更为艳丽、花型更为丰富、香味浓郁、开花容易的新品种。2、增强抗逆性(1)增强耐寒性、耐湿热性。选育耐寒、耐湿热性强的品种,是牡丹北进南移、扩大栽培范围的关键。二、牡丹的育种目标(2)增强抗病虫害的能力。牡丹中心产区病虫害有日趋严重的倾向。由于多种病虫害的侵袭,降低了观赏品质和药用价值,常给生产带来很大损失,需要加强抗病虫害品种的选育。3、提高繁殖能力,缩短实生苗开花年限牡丹实生苗生长缓慢,需要4~5年以上才能正常开花,使育种周期延长。需要选育繁殖容易、实生苗开花早的品种。三、牡丹种质资源的研究目前有生产于中国全国各地不同花色（如：红、紫、紫红、粉、白、蓝、绿、黄、黑和复色等）、不同花型（如：单瓣型、荷花型、皇冠型、楼子型、绣球型等）和具有抗旱、耐寒、耐热、耐湿等特性，可以种植在温带、寒热和亚热带地区的品种300多个，还有日本、美国、法国品种100余个。原产于中国。三、牡丹种质资源的研究牡丹野生资源及其分布：1、矮牡丹花白色，部分微带红晕基部淡紫红色。主要分布于陕西西南部和陕西北部。陕西西南部的浦县、稷县、永济等地，在稷县西社乡马跑泉村附近为矮牡丹集中分布区。在陕西中部，矮牡丹分布于延安市万花山，宜川、耀县等地也有少量分布。2、卵叶牡丹卵叶牡丹与矮牡丹相近，生长于湖北神农架松柏镇。三、牡丹种质资源的研究3、紫斑牡丹花瓣白色，腹内基部具大斑；花丝淡黄色，花盘黄白色。紫斑牡丹分布区域比较广泛，主要分布于陕西境内秦岭中段以西，太白山以北，陕西延安，甘肃秦岭山南、北坡、天水、两当、微县、成县、康县、文县、武都、舟曲等县的林区，以及兰州附近的临夏、宁夏、青海西宁，河南伏牛山，湖北神农架，四川西北部秦巴山地等地区。4、杨山牡丹花紫红色。分布在秦岭山脉向西到甘肃省东南部，三、牡丹种质资源的研究向南到湖北西南部级湖南西北部，向北经河南东南部分到安徽南部。5、四川牡丹花淡紫至粉红色，花丝白色。本种分布范围极其狭窄，仅见于四川西北部马尔康县马尔康镇、松岗及金川县马尔帮一带。6、狭叶牡丹花红色，至红紫色。分布于四川西北巴塘、雅江、道浮、康定，云南昆明、丽江、嵩明、东川等地的河谷及林缘地带。三、牡丹种质资源的研究7、紫牡丹花红色至紫红色，花丝深紫色。分布于云南丽江玉龙雪山、永宁、鹤庆、大理、德钦、中甸等地，四川西南部木里及西藏东南部扎囊地区。8、黄牡丹花瓣黄色、有时边缘红色或基部有紫色斑块；花丝淡黄色。分布于云南中部昆明、嵩山、禄功；西北部大理、洱源、德钦、中甸、丽江、维西及东、西部景东一带。此外，还分布于西藏东部波密、林芝、工布江达、隆子一带，以及四川西南部木里等地。三、牡丹种质资源的研究9、大花黄牡丹花黄色。原产中国西藏东南部的藏布峡谷的一较小范围内，理智、米林一带。在林芝，其分布区为以川西云杉、喜马拉雅山冷杉为主组成的亚高山常绿针叶林。10、延安牡丹白色或淡紫红色，基部具深黑色斑块。该种产于陕西延安万花山侧柏林中。11、林氏牡丹白色，基部具紫黑色斑块，花丝白色，花药黄色。产于甘肃、湖北、河南。四川牡丹紫牡丹大花黄牡丹黄牡丹狭叶牡丹矮牡丹卵叶牡丹四、引种驯化引种驯化是丰富各地牡丹和育种原始材料的捷径,也是品种改良的基础工作。各地对中原牡丹品种类群的引种所做的工作最多,时间最长。洛阳的状元红、胡红、赵粉等品种在亳州地区引种都能正常生长开花。但引种要注意以下事项:①注意原产地与引种地气候、土壤条件的差异,引种与逐步驯化相结合,循序渐进。②苗木引进与采集种子播种相结合。③注意小气候条件的应用。五、选择育种洛阳红五、选择育种2、实生选种。实生选种是在天然授粉所产生的种子播种后,形成的实生苗群体中,单株选择而育成新品种。根据多年紫斑牡丹新品种选育的实践,提出以下几点经验:①初开花时,雄蕊多的,以后多是单瓣花,初开花时雄蕊少,花瓣也少的,以后多为重瓣。②初开花时,雌雄蕊已有少量瓣化的或变态的,以后逐渐变为重瓣。③花色从初开起,以后极少变化。④有些重瓣品种不易结实,或结实后种子较弱,其实五、选择育种生苗也较弱,但往往有较高观赏价值的植株。⑤花瓣大小、多少及香味浓淡与水肥条件、栽培管理条件密切相关。初选时,可根据以上要点,结合预先制定的选择标准,决定去留。六、杂交育种和远缘杂交育种1、杂交育种是指通过人工杂交，把分散于不同亲系上的优良胜状组合到杂种中，对其后代进行多代培育选择，获得基因型纯合或接近纯合的新品种的育种途径。杂交育种包括自然杂交和人工杂交两种方式。自然杂交又称实生选种，我国90%以上的牡丹品种都是通过自然杂交选育的。人工杂交是有目的地选配亲本，用人工授粉的方法获得杂种后代，再从中培育新品种的方法。六、杂交育种和远缘杂交育种人工杂交包括几个关键的技术环节。(1)母本去雄、套袋:去雄就是将母本的雄蕊在成熟之前去掉，去雄时，选合苞待放的母本株植，剥开花瓣，用镊子夹住花丝，将雄蕊全部剔除。如果母本不同，每去一次雄，都应用70%的酒精消毒。去雄后，要立即套上硫酸纸袋。(2)父本花粉通常在授粉当天或前一天，选含苞待放的父本植株，采集花粉，花粉采集的最佳时间为上午9-12时，如六、杂交育种和远缘杂交育种不能立即授粉，可在阴凉处暂时存放，一般可保持生活力3一5天;若将整个花蕾在花药还未破裂时采下，在。一4℃条件下进行保鲜贮存，可贮存20-30天但生活力则会随贮存时间的推移逐渐减弱。(3)授粉当母本花瓣完全张开时，柱头开始分泌大量粘液，历时3一5天不等，这时雌蕊生命力旺盛，是人工授粉的最佳时期。授粉时间以晴天上午9-12时现采花粉现授最好。操作时，用毛笔或授粉棒蘸取父本花粉，轻轻涂抹在母本柱头上，每天授粉一次，连续六、杂交育种和远缘杂交育种授粉2-3天，每次授粉后要立即套袋，并做好记载工作。授粉用具在每授完一个组合后要更换或用70%酒精消毒后再用。授粉8-10天后，柱头停止分泌粘液，这时便可取下纸袋，待种子成熟时采收。六、杂交育种和远缘杂交育种2、远缘杂交育种远缘杂交通常是指植物分类学上不同种、变种、属以上类型间的杂交。我国的野生牡丹种质资源丰富，开展远缘杂交甚至牡丹与芍药之间的远缘杂交，意义重大。事实上，国外在这方面已远远领先于我们。但是，在亲缘关系较远的情况下杂交常难以成功，因此，克服远缘杂交不孕，提高杂交结实率十分重要。六、杂交育种和远缘杂交育种一般较常用的方法有:(1)注意亲本的选择大量事实证明，当两个物种间进行杂交时，利用两个物种的不同变种或品种测交，并进行正反交，确定适当母本是克服远缘杂交难交配性的一顶有效措施。(2)采用特殊的授粉方法①混合授粉法:利用不同种类花粉间的相互影响改变授粉的生理环境，可以解除母本柱头上分泌妨碍异种花粉萌发特殊物质的影响。混合花粉可以是若干六、杂交育种和远缘杂交育种种远缘花粉的混合物，也可混入经高温杀死的母本花粉。②重复授粉法:在同一母本的花蕾期、开花期和临谢期等不同时期，进行多次重复授粉，以利用雌蕊不同发育程度、受精选择性的差异，促进受精结籽。③提前或延迟授粉法:母本柱头对花粉的识别和选择能力，一般在未成熟和过熟时最低，所以，提早在开花前扮5天或延迟到开花后数天授粉，可提高远缘杂交结实率。六、杂交育种和远缘杂交育种(3)生理接近法常用的方法是在杂交前，将亲本双方先嫁接成一体，通过接穗和砧木间的营养交流，使差异得到缓和，开花后再进行有性杂交。(4)媒介法利用亲缘关系与两亲本都较近的第三个种作为桥梁，先与某一亲本杂交产生杂种，然后用这个杂种再与另一亲本杂交。“桥梁种”起到有性媒介的作用，从而改善结实情况。(5)匀柱头移植和花柱短截法六、杂交育种和远缘杂交育种柱头移植的方法通常有两种;一是将父本花粉先授于同种植物柱头上，在花粉管尚未完全伸长前，切下柱头，移植到异种的母本花柱上;二是先进行异种柱头嫁接，待一二天愈合后再进行授粉。花柱短截法是把母本花柱切除或剪短，把父本花粉直接撒在切面上，或将花粉的悬浮液直接注入子房。(6)化学药剂的应用一般用赤霉素、蔡酸、硼酸等化学药剂，在授粉后涂抹或喷洒处理母本的花柱和子房基部，能促进花粉发芽和花粉管生长，有利于杂交的成功。六、杂交育种和远缘杂交育种(7)调节花期有时杂交亲本花期不遇，特别是牡丹组和芍药组远缘杂交时，花期不遇便是首先要克服的障碍，可以用催延花期的栽培技术，或采集南北不同气候区的花粉进行异地授粉，或利用海拔高度调节花期。七、诱变育种和基因工程育种1、辐射诱变育种牡丹的辐射育种是指利用反射性同位素或激光处理牡丹种子、植株或芽体，诱导其发生突变，然后在后代选择符合人们要求的类型，继而加以培养和繁殖，从而获得新品种的方式。菏泽市牡丹研究所于1998年在山东农业大学用60Co10000、20000、30000、40000、50000伦琴剂量照射牡丹种子和接穗，结果是:接穗嫁接后无1株成活，而种子各处理均发芽良好，到现在已三年，虽还未开花，但根据对叶片的观察，变异极大。七、诱变育种和基因工程育种1999年再次用60Co60000、70000、80000、90000、100000伦琴剂量照射种子)结果一棵未出（因播种时间为10月上旬，虽覆盖地膜，但是否因播种太晚而致未出，尚待进一步验证。）2、基因工程育种牡丹花属乙烯敏感型，乙烯的大量产生是牡丹花衰老的主要原因。在高等植物体内乙烯的生物合成是由前体物质SA（S一腺苷甲硫氨酸）在ACS（ACC合成酶）和ACO（ACC氧化酶）的催化下形成的，ACS和ACO是乙烯生物合成过程中的2个关键酶。七、诱变育种和基因工程育种过ACC氧化酶的反义基因技术，可望有效抑制乙烯生成，从而延长牡丹花期。杨英军等通过PCR扩增，已获得长度约500bp的片段，经测序发现该片段与已知序列同源性为98.2%，表明牡丹ACC氧化酶基因部分序列克隆成功。进一步将克隆到的牡丹ACC氧化酶片段与植物表达载体pBI121反向连接，并转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中，成功构建了牡丹ACC氧化酶基因的反义表达载体，为进一步通过反义技术获得抗衰牡丹资源奠定了基础。八、品种登陆和品种保护

品种登录、审定与保护是牡丹育种工作的延续，也是新品种投入生产或面向市场的重要环节。其中品种登录是对育种成果的发表，品种审定是对新品种各种性状的鉴走，品种保护主要是保护育种者的权益。三者分别从学术、行政和法律等方面，对品种及其育种者进行制约和保护。(一)品种登录品种作为人工墙育的一种活的生产资料，对园艺植物生产具有重要意义。为了保证品种名称的专一性及其通用性，国际园艺学会及所属国际命名与登八、品种登陆和品种保护录委员会建立了各种栽培植物的品种登录系统，并负责某种类权威的审批。花卉品种既具有一定的区域性、民族性和时尚性，同时也具有较广泛的世界性。因此，保证品种名称的专一性和通用性甚为重要。而品种登录权代表了在该种(类)植物品种的改良与分类等方面的世界权威性。目前，中国仅有梅一种(含梅花及果梅)于1998年11月获准品种的国际登录权而牡丹芍药则已由美国牡丹芍药协会获得国际登录权。

(二)品种审定品种、种子是农林业的重要生产资料，是关系到八、品种登陆和品种保护国计民生的大事。世界各国都有对新品种进行审定的体系。根据1989年5月旧施行的《中华人民共和国种子管理条例》，我国农业部、林业部分别设立了农作物品种审定委员会和林木良种审定委员会。1997年成立的第三届全国农作物品种审定委员会，增设了花卉专业委员会。目前正在制定各类花卉新品种审定标准，逐步开展新品种的认定或审定工作。

(三)品种保护植物品种保护也称“植物育种者权利”，是授予植物新品种培育者利用其品种排他的独占权利，是八、品种登陆和品种保护知识产权的一种形式。国际植物新品种保护公约于1961年在巴黎签署，1968年生效。以后又于1972年、1978年和1991年三次修订。据此公约成