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上海辰山植物园不断提升荷花种质资源的国际影响力

2021-02-15 11:21:06

上海辰山植物园不断提升荷花种质资源的国际影响力

上海辰山植物园 不断提升荷花种质资源的国际影响力

韶月


上海市辰山植物园是由上海市政府、中国科学院及国家林业局合作共建,集科研、科普和观赏游览于一体的AAAA级综合性植物园,也是我国华东地区规模最大的植物园。2011年,辰山植物园开始将荷花资源的收集保育作为重要研究方向和特色之一。经过5年多的发展,已建成一个规模较大、资源丰富、管理规范的荷花种质资源圃。

花朵数据采集 


观赏荷花

种质资源保育意义重大

观赏荷花是我国十大传统名花之一,也是印度和越南的国花,具有深厚的文化底蕴。荷花属于莲科莲属,全世界只有亚洲莲和美洲莲两种。亚洲莲分布广泛,存在温带、热带两种类型。亚洲莲中观赏荷花资源十分丰富,全球近2000个品种。美洲莲的经济价值没有亚洲莲高,但花色是亚洲莲中缺少的黄色,是很好的育种材料。


资源圃


然而,随着全球气候变暖以及干旱、洪涝灾害的频繁发生,莲属植物的原有栖息地受到极大破坏,许多自然分布的种群逐渐消失。如我国东北野生莲的一些居群近几年因为洪涝而锐减甚至接近灭绝。另一方面,很多优良的品种资源散落在民间和小型园艺企业的苗圃中,因管理不当很难长期保存并实现可持续发展利用。一些企业虽然也在从事种质资源保护工作,但受到市场的局限。

上海辰山植物园观赏植物资源与种质创新利用课题组组长田代科认为,收集和迁地保育全球荷花资源,系统地开展荷花资源的鉴定评价和品种整理工作,不仅有利于荷花资源的永久保护,加快新品种培育及荷花种质创新进程,也将积极推动荷花产业、科普及文化的发展。

近年来,上海辰山植物园大力开展荷花资源圃建设工作。目前资源圃核心区域占地面积近4000平方米,建有1200个下沉PE塑料池和600个圆缸。观赏植物资源与种质创新利用课题组对国内外的荷花资源开展了大量调查和引种收集工作,其中包括亚洲莲和美洲莲的野生居群和代表性品种,以观赏荷花为主,兼顾子莲和藕莲。


‘大洒锦’


截至今年10月,资源圃已收集全球荷花资源的原种、品种或居群近700份,包括美洲黄莲野生居群10个,亚洲莲的中国野生莲居群15份,泰国野生荷花资源15份,越南和印度荷花资源各3份,澳大利亚本地荷花资源1份。资源圃还保存国际荷花登录新品种45份,待登录15份。保存重要野生莲子种质共135份,其中美国、泰国、越南、印度和澳大利亚等国家105份。保存重要资源分子材料近500份,DNA样本300余份。


‘单洒锦’


如今,上海辰山植物园已成为国际上收集荷花资源最丰富、最具代表性的荷花种质资源库之一,并且已申请国际睡莲及水景园艺协会认证的国际荷花资源收集中心。

去年,上海市松江区新浜镇开始打造观赏旅游小镇,荷花是重要的品牌和载体。辰山植物园与当地政府合作建立了面积约4公顷的荷花研究基地,成为辰山植物园荷花种质资源库的重要辅助基地。

 

开展一系列

繁复而卓有成效的研究

依托荷花种质资源库的建设,课题组开展了一系列科研项目。包括全球荷花种质资源收集及保存、荷花现有资源性状调查及真伪鉴定、荷花遗传育种、荷花鲜切花保鲜技术、荷花花色及重瓣化发育机制、荷花品种推广及信息共享等。

种质资源库的建设是个繁复而漫长的过程。正如田代科所言,在全世界进行资源调查、收集并筛选出好品种进行推广需要做大量工作。首先要查阅文献,观察标本,制订野外考察计划。目前,课题组考察了国内几乎所有的野生资源,并且走访了绝大多数观赏荷花收集单位和企业,收集了一大批富有特色的品种。同时,考察了泰国、越南、美国等荷花原产地,明年将对印度、巴西等地的种质资源进行考察和收集。去国外原产地考察,一方面要辨别是否是当地的原生种及栽培品种,另一方面还要考察荷花产业状况,包括观赏荷花以及子莲、藕莲,并且针对当地市场情况对品种进行综合评价,争取把一些具有潜力的品种引种到国内。


‘美洲黄莲’


收集了种质资源后,还要开展品种鉴别、栽培养护、性状登录等一系列工作。对于种质资源库来说,记录是至关重要的工作,要求每个管理人员认真细致、尽职尽责。对于每个缸、盆的种质标记,每年的资源更新、补充都要有清晰的记录,保证每个品种都能对号入座。要做好基本表型性状的调查、收集和统计,包括从生长到开花、结籽、衰老、过冬等整个过程,不断完善荷花数据库。这种观察记录至少要持续两年,对一些重点品种需要持续观察数年。此外,对同一资源还要进行跟踪调查,查看不同地域的表现情况。

课题组成员刘凤栾参与荷花品种性状登录、品种鉴定及杂交工作已有一年多时间。每次拿到新的种质材料后,首先要观察和记录基本信息,对于重要材料还要进一步开展理论研究。比如从越南收集的念珠状藕,就是一个很好的育种材料。即使是缺乏优良观赏性状的种质资源也不能随意丢弃。其具备的某种野生抗性基因,也许在育种中具有重要意义。


‘中山红台’


“在品种性状记录上,一套指标监测下来需要花费很大功夫。”刘凤栾介绍说。一个品种的形态包括花、叶、莲蓬、莲子几十个性状,仅花的性状就包括花色、花径大小、花瓣数量、花瓣大小、雌雄蕊数量、雄蕊长度花期、着花密度、花柄高度及粗度、花柄孔数量等,开花时要尽可能把所有资料收集齐全。以花瓣数为例,有的品种花瓣数多达几百片,如‘中山红台’有400多片,一定要认真数清楚。

除了文字记录,图片记录也是必要的。单朵花的整个开花过程一般要持续拍摄1~5天,其中第2天是花朵开放的最佳状态,也是品种登录的重要图片资料,拍摄要求较高,要体现花的整个状态,富有层次感。课题组成员每天都要接触不同的品种,虽然不一定做到每一个品种都牢记于心,但每当资源库来了“新成员”,他们就会知道是不是已有品种。荷花的同物异名、同名异物现象非常严重,因此需要做大量的资源鉴定工作。首先要从外观鉴定,看与其他品种有无差异。从外观鉴定不出来的,要从分子层面鉴定。刘凤栾介绍说,从一些地方收集来的荷花品种能确定名称和实物相符的往往只有三分之一,有三分之一需要进一步鉴定,还有三分之一是错误的。比如‘瑰丽’与‘彩霞’外观很像,花型没有区别,花色均为红色。经过分子鉴定后,确认两者是同一个品种。收集的另一个品种也叫‘彩霞’,但经过确认,并不是真正的‘彩霞’。

对于不同地域的同一品种,由于长时间的迁移,适应了不同的环境,外观可能发生一定变化。这时就要分析他们的亲缘关系。比如从泰国引种的‘粉红凌霄’与杭州的‘粉红凌霄’经过遗传图谱分析后,亲缘关系很近。

课题组在记录和鉴别品种时,还常常面临其他难题。比如从黑龙江引来的品种,可能不适应上海的气候而“拒绝”开花。面对这种情况,课题组需要通过改良栽培措施、更换栽培容器或者更换栽培地域等方式,通过人为调控促使其开花。

目前,荷花的传统品种多,新品种少。每次国内举办的各大荷花展上,大部分用的都是‘撒锦’、‘中山红台’、‘千瓣莲’等老品种。课题组在现有的种质资源基础上开展了育种工作,每年都要进行大量人工杂交,争取在育种上取得突破。他们去年完成了503个杂交组合,共收获2863粒种子,今年播种了588盆,初选出5个优良单株。今年完成了367个杂交组合,共收获1321粒种子。值得一提的是,课题组成功登录了‘红丝绢’、‘中美娇’两个荷花新品种。

荷花鲜切花保鲜技术是课题组新开设的一个方向。他们结合调查问卷,从现有资源中遴选出5~10个适宜品种,并且开发出保鲜剂,初步揭示荷花瓶插过程中的生理变化过程。

 

国际莲属品种登录日益规范

田代科还是国际莲属品种登录工作的负责人。截至去年,共接收全球新品种登录申请材料60余份,其中审核通过、成功登录的有51个,目前还有十几个品种正在审定。


田代科(左)为育种者颁发登录证书


国际新品种登录有利于品种的市场推广,并且增强国际影响力。为了方便品种登录工作的开展,自2012年开始,上海辰山植物园与中科院上海生科院网络信息中心合作建设了国际荷花网及数据库(http://www.nelumbolotus.com/),并于2013年相继开通了中英文版。国际荷花网目前已成为全球最专业、内容最丰富的荷花网站之一。育种者可通过国际荷花网在线登录或邮件申请,也可邮寄种藕至上海辰山植物园,由课题组负责在荷花种质资源圃测试、调查数据,然后代理完成登录。

新品种登录审核工作量很大。一些育种者并不是科班出身,常常不知道如何记录性状,不能够准确完成各项指标的测定,信息收集不全面。为了帮助育种者了解品种登录的相关要求及知识,课题组定期组织召开荷花育种和国际登录研讨会,扩大了荷花品种登录的国际影响力。

“前几年新品种登录情况并不理想。这几年通过培训和宣传,登录工作已逐渐走上正轨。我们除了要继续开展新品种登录工作外,还要登录一些老品种,使品种信息不断完善,方便国际交流与合作。”田代科说。为了保障登录工作的准确高效,课题组正在筹建荷花新品种登录委员会,并且计划明年推出《荷花育种及国际登录指导手册》。


新浜基地


借助国际新品种登录工作,上海辰山植物园加强了同美国、泰国、日本、越南、印度、澳大利亚等荷花资源国的交流与合作,并与国内荷花研究及产业相关机构和人员建立了密切联系,为国内外荷花资源考察、收集、评价以及育种等工作的开展打下了良好的基础。田代科表示,下一步将继续在世界范围内开展资源调查和引种工作,并进一步完善品种鉴定、评价、数据库建设,实现资源共享。


推广



文章转载自微信公众号中国花卉园艺

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