世园会鲜花盛开背后的自主创新

论坛小二

2019北京世界园艺博览会是园林园艺科技领域的“奥林匹克盛会”。在最受瞩目的中国馆，集中展示了一批中国获得自主知识产权的新品种、新技术，包括牡丹、月季、百合、菊花、马蹄莲，充分展现了中国科研院所的园艺成果和中国植物学科的创新优势。我们日前采访了中国农业科学院蔬菜花卉研究所的专家，以牡丹、月季、百合为例，与读者共享中国园艺科学工作者的“美丽事业”。

　　中国牡丹“花开遂人愿”

世园会以花为名荟萃世界园艺精华，自然也少不了“花王”牡丹的娇艳身影。“唯有牡丹真国色，花开时节动京城”，游览过世园会牡丹展区的游客定会赞不绝口，珍贵的矮牡丹、杨山牡丹、紫斑牡丹，还有自主研发的各类新品种，红的、白的、粉的、黄的，甚至还有彩色的，所展牡丹品种具有花色艳丽、花期长等特点。

　　“‘养花一年，看花十日”是牡丹最大的遗憾。中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员、中国农业科学院牡丹研究中心主任张秀新介绍：“2019世园会上，通过展示我们自主创新的花期调控技术，可使牡丹四季有花，实现’花开遂人愿‘的美好愿景”。为了一探牡丹的奥秘，记者来到了中国农业科学院蔬菜花卉研究所牡丹资源展示室，映入眼帘的是小栈道两旁一团团、一簇簇繁花似锦的各色牡丹及芍药，以及牡丹从播种、生长到开花结实的全过程。展示室可以精准控制室内的温度、湿度、光照情况。
　　张秀新介绍：“牡丹课题组主要以牡丹、芍药及重要药食同源植物为研究对象，在广泛资源收集、保存和评价的基础上，开展它们重要性状形成遗传规律、花期调控与栽培生理及食用与药用重要功能成分分析及新品种培育等工作。”目前，牡丹课题组已收集保存了牡丹芍药资源800余份，包括牡丹组全部野生种9个、国外牡丹品种150余份、国外芍药资源300余份和国内牡丹芍药品种350余份，建立了世界牡丹芍药基因库、野生牡丹高效种子育种体系，繁育了野生牡丹3万余份，课题组努力为野生牡丹濒危现状提供技术支撑，并致力于创制在抗性、花色、花期、株型等方面更加优化的牡丹新资源，申报牡丹新品种23个，其中12个获得国家林业局新品种保护权，6个远缘杂交品种通过美国牡丹芍药协会品种鉴定。
　　“花期调控是我们的重要研究工作。关于牡丹花期调控，我国自古有之，但传统的花期调控都是临时上盆，植株没有新根，仅是利用植株自身营养而实现开花。我们的技术优势是从中国传统品种中筛选对温度不敏感的浅休眠品种，采用提前上盆养根，自然低温解除植株休眠，无土栽培精准调控，且花后植株仍可下地继续生长。与传统花期调控技术相比，该技术产品便携，栽培过程耗能低，植株花叶并茂，且极大节省人工投入。“我们希望打造技术完善的室内牡丹观赏园，并将这种技术引入到家庭中去。这些牡丹，已经走进了世博园，也将会走到全国各观赏园、公园绿地、田间地头、千家万户，走向世界。”张秀新说，中国是世界上少数掌握植物工厂技术的国家之一，一些微型植物工厂已走入家庭，并进入国际市场。

　　“牡丹这么美，却不仅仅是‘花瓶’，它从头至脚都是宝，有非常高的药用价值。”张秀新抓起一把牡丹种子感叹道。
　　张秀新同时是国家中药材产业技术体系药食同源品种定向选育岗位科学家。最早为人们所用的是牡丹的根皮，中药名为牡丹皮。“十三五”期间，新增国家中药材产业技术体系的30个重点品种中就包括了牡丹皮。
　　据悉，中国农业科学院蔬菜花卉研究所牡丹课题组在牡丹药用、食用等方面已开展了大量工作，例如不同生物活性物质鉴定、药效成分分析、食品安全评价等，并在资源收集及新品种选育过程中有针对性的规划了相应的育种目标。此外，牡丹花被制成牡丹花茶、花蕊茶等，对女性美容养颜等都有极佳健作用；牡丹籽油含有40%多的亚麻酸以及甾醇等生物活性物质；牡丹还用以开发纯天然护肤品等新型产品，牡丹产业也日臻完善。
　　历史上，对牡丹的栽培利用也经历了野生药用到观赏栽培的发展历程。作为饮誉天下的“国花”，牡丹从栽培演化伊始就与中国政治、经济、文化结下了不解之缘，牡丹文化的起源可以追溯到《诗经》首次将牡丹作为歌咏对象，由于认识局限，古人将芍药和牡丹统称为芍药。先秦时期，牡丹作为药用植物载入《神农本草经》，唐·韩屋《隋炀帝海山记》中最早出现了牡丹观赏品种。唐代将牡丹视为国运昌隆的标志，种植、观赏牡丹成为当时一种社会风尚而兴极一时。宋代时，牡丹栽培中心从长安移至洛阳，牡丹专著先后问世。欧阳修《洛阳牡丹记》对牡丹的分布、品种变异和育种途径、花形演进趋势以及牡丹栽培经验，均做了简要而深刻的记述。元朝时期的牡丹不仅保存和继承了宋代的品种，还培育了新品种，牡丹的应用也有所发展。
　　现如今，随着科技与经济的发展，牡丹已经集观赏、药用、食用、文化价值于一身。“我们将致力于不断进行科技成果的转化，让民众四季欣赏到‘国色天香’之艳美，带给大家美的享受和新的理念。”张秀新团队对此充满了信心。从一带一路高峰论坛到世界园艺博览会，从牡丹资源展示室到走入千家万户的牡丹产品，牡丹开出的也是一朵科技之花。

　　中国百合好看又好用
　　“丹鹤”“京鹤”“粉冠”……在世园会中国馆中国农业科学院展园中，各色各样、具有我国自主知识产权的百合花竞相开放，鲜红、黑红色、亮黄、橘红色、洁白等少见的彩色百合引得游人称奇。提到这些自育的百合品种，中国农科院蔬菜花卉研究所博士生导师明军研究员就像谈起自己的孩子，“展出的品种中，‘革命之火’选用来自革命圣地延安的百合山丹丹为亲本培育而成，花更多，花期更长；‘中国梦’则选育自四川汶川的岷江百合，抗性强，花香浓郁；我们自主培育出的‘白雪公主’、‘白马王子’则花大洁白，花香浓郁，完全可以和国际优良的切花百合品种相媲美。”
　　百合花与菊花、月季一样，也是我国原产的花卉之一。有统计显示，世界野生百合约有90多种（变种），我国是世界百合的主要起源中心之一，从药用、食用到观赏，百合在我国有三千年栽培历史。据调查，我国约有原产百合46种，18个变种，占世界总数的一半以上，其中36种15个变种为我国特有，广泛分布中国全境，是我国宝贵的种质资源。
　　在当代，拥有注册品种9000多个的百合主要用来观赏，市场需求量较大，尤以荷兰、北美及日本园艺家培育出的大朵百合切花最为好看。同时，百合的球根含丰富淀粉质、维生素、生物碱等营养和生理活性物质，有4种百合是中国传统蔬菜食品，中医认为百合性微寒平，具有润肺止咳，清火，宁心安神的功效，花鳞状茎均可入药，是一种药食兼用的重要花卉。
　　“我国虽然拥有丰富而宝贵的野生百合种质资源，但目前并未得到充分的保护和开发利用，许多野生百合品种现在都找不到了，也缺乏系统的繁殖体系和具有自主知识产权的百合新品种。”明军说。为此，中国农科院蔬菜花卉研究所百合课题组团队系统收集了中国、亚洲起源和欧洲、北美起源的百合原种360余份，栽培品种1800余份，建立了全国百合种质资源圃及共享平台，构建了百合核心育种群体。在他们的努力下，团队已申请百合自育新品种26个，具有完全自主知识产权的中国百合正逐渐推广，走向世界。
　　明军告诉记者，百合栽培技术目前是植物栽培技术中要求最高的，因此花卉科技理应走在最前面，“我们已经能够做到百合的花期控制，可根据它的品种的生长发育规律，控制温度、湿度、养分、水分，来精准控制在任意一天开花”。
　　“随着未来进入分子育种时代，我们将能够做到将百合中的叶绿体留住。到那时，蓝色、绿色的百合将呈现在世人面前。”明军对此充满期待。

　　本土资源育成中国月季“燕妮”
　　走进世园会中国馆，地下一层的花墙上，大片粉色的月季花开正艳。月季花期长、适应性强，成为中国馆众多园艺花卉品种中颇为“皮实”的“常驻演员”，引得游客纷纷驻足拍照。这正是由中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员葛红带领的团队培育成功的自育品种“燕妮”。
　　“月季是北京市的市花，而‘燕妮’正是我们在北京自主培育的月季新种，你看它颜色粉嫩粉嫩的，当初我们想给它起名叫‘北京小姑娘’，后来中国月季协会的老会长朱秀珍先生建议叫‘燕妮’，寓意‘北京小妮儿’。”说起“燕妮”，葛红眼前一亮。
　　她介绍，月季是蔷薇科蔷薇属的重要观赏植物，素有“花中皇后”的美誉，它无论春夏秋冬，长开不厌，受到世界各国的普遍欢迎，目前在全世界是种植量最大的花卉。中国则是世界月季的发源地和月季资源最为丰富的国家，人工栽培月季已有1000多年的历史，中国月季品种四季开花，耐低温、抗性强，花型花色艳丽多样。
　　19世纪末，法国育种家用从中国带回的月季品种作为亲本培育出了多季开花的新品种“法兰西”，这是现代月季的开端。随后100多年中各国园艺家纷纷引种中国月季，作为亲本陆续培育出大量月季新品种，到今天全世界登录在册的月季品种共有30000余个。
　　“然而，遗憾和惭愧的是，这些注册品种中，由中国培育的月季品种非常少。”葛红坦言，我国月季自主培育起步较晚，20世纪80年代才真正开始进行育种，育种科研工作者对申报、注册花卉新品种也缺乏重视，导致许多城市主栽的月季品种仍需从国外引进。同时，很多国外育成的品种引种到中国，常常由于土壤、气候环境等的不适应而栽种失败，或应用成本高。
　　在充分开展月季种质资源评价与筛选的基础上，葛红团队通过品种间杂交或远缘杂交，并结合辐射诱变技术，最终成功选育出“燕妮”等30多个月季新品种，有12个品种获得了北京林木良种证书。“燕妮”色泽艳丽，抗性和适应性强，既可做庭院栽培，也可以做盆栽和切花，除了在国内推广，目前品种已远销多个国家和地区。多年来，葛红团队利用我国的蔷薇资源培育出“天香”、“天山白雪”等多个抗寒性强的月季品种，并已推广应用。
　　如今，在北京市的公园、街道、社区等绿地，葛红团队培育的月季品种花开繁盛，给市民以美的享受。她说：“虽然目前月季国际注册的品种有近3万个，但基本来源于10～15个野生种，因此利用野生月季资源开展育种工作仍然前景广阔，月季的基因组测序已经完成，月季育种将很快进入分子育种时代。未来会育成更多咱们自己的品种，对此我充满信心。”