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      福建省花卉遺傳育種學(xué)科發(fā)展研究報告

      2014-05-20 02:40:14福建省花卉協(xié)會
      海峽科學(xué) 2014年1期
      關(guān)鍵詞:花卉種質(zhì)新品種

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      福建省花卉遺傳育種學(xué)科發(fā)展研究報告

      福建省花卉協(xié)會

      花卉業(yè)是最具發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè),在經(jīng)濟社會發(fā)展中具有獨特的作用。隨著花卉產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求不僅僅停留在數(shù)量上,對品質(zhì)方面的要求也在不斷提高,產(chǎn)業(yè)發(fā)展對技術(shù)需求顯得越來越迫切。自主創(chuàng)新品種不足已成為制約我國花卉產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的重要瓶頸問題。我國花卉育種系統(tǒng)研究起步較晚,對優(yōu)良品種的繁育技術(shù)研究較少,大多數(shù)優(yōu)良品種的種球和種苗主要依靠進口,產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。只有培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良新品種,才能在花卉產(chǎn)業(yè)競爭中占有一席之地。

      花卉是福建省十大特色農(nóng)產(chǎn)品之一,福建省委、省政府高度重視發(fā)展花卉產(chǎn)業(yè)。福建省發(fā)展花卉產(chǎn)業(yè)具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢,然而隨著花卉市場的日漸成熟以及人們對品質(zhì)要求的逐步提高,我省花卉業(yè)也存在一些制約產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)問題:如自主產(chǎn)權(quán)花卉品種少,引進品種消化創(chuàng)新力度不夠;花卉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較單一,無法滿足國內(nèi)外市場對花卉品種多樣化的要求;產(chǎn)業(yè)規(guī)模與品種嚴重不足,沒有充分利用福建省的地理、氣候、資源、設(shè)備等優(yōu)勢;生產(chǎn)技術(shù)落后,產(chǎn)業(yè)競爭力不高等。強化品種創(chuàng)新有利于促進福建省花卉產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展,目前我省品種創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化配套技術(shù)攻關(guān)基礎(chǔ)及環(huán)境日趨成熟,依托福建省農(nóng)科院等科研院所的協(xié)同攻關(guān)以及近年涌現(xiàn)的花卉龍頭企業(yè)在花卉產(chǎn)業(yè)化道路上所做出的努力,將為解決我省主要花卉新品種選育、花卉優(yōu)質(zhì)種苗繁育技術(shù)以及一系列產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)問題奠定基礎(chǔ)。

      1 國內(nèi)外花卉遺傳育種研究現(xiàn)狀

      1.1 我國花卉遺傳育種研究現(xiàn)狀

      1.1.1花卉種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀

      花卉種質(zhì)資源是花卉育種與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障,世界各國都十分重視花卉種質(zhì)資源的搜集、保存和研究工作。我國花卉種質(zhì)資源搜集工作始于1980年初期,通過對云南、吉林、遼寧、浙江、福建、河南、新疆、河北、湖北、海南、北京山區(qū)、安徽黃山、陜西秦巴及太白山區(qū)、西藏色季拉山、神農(nóng)架及三峽地區(qū)、甘肅子午嶺等地區(qū)的野生資源作了考察,并進行整理,發(fā)現(xiàn)了一批珍貴的野生種質(zhì)資源,如西藏的杜鵑花、報春花,重慶地區(qū)的山茶花,浙江、海南、云南的蘭花,安徽百合科野生觀賞種質(zhì)資源等。同時還對梅花、牡丹、山茶、杜鵑、桂花、蘭花、菊花、水仙、荷花、芍藥等我國名花進行了系統(tǒng)分類研究。同世界擁有數(shù)比較,我國已擁有非常豐富的花卉種質(zhì)資源,同時也是多種名貴花卉的起源中心,為世界花卉業(yè)作出了巨大的貢獻。

      同時,許多新技術(shù)、新方法被逐步引入花卉種質(zhì)資源研究領(lǐng)域,將種質(zhì)資源的研究推進了一個新的發(fā)展時期。對花卉種質(zhì)資源的研究已經(jīng)不再局限于記錄、觀察、形態(tài)習(xí)性的描述,分子生物學(xué)方法的引入為種質(zhì)資源的鑒定和分類提供了一個便捷的途徑。戴思蘭[1]應(yīng)用RAPD技術(shù)分析了菊屬26個居群間的親緣關(guān)系和7個野生菊花種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,從分子水平上驗證了栽培菊花的天然原種。除菊花外,利用RAPD技術(shù)對丁香[2]、梅花[3]、牡丹[4]、薔薇屬、蓮屬、綠絨蒿屬、百合屬等也進行了親緣關(guān)系和系統(tǒng)分類的研究。其他分子標(biāo)記技術(shù)(如ISSR、RFLP、SSR等)也是種質(zhì)資源研究常用的分子生物學(xué)技術(shù),可以應(yīng)用它們進行品種鑒別和建立分子數(shù)據(jù)庫,分析野生種與栽培品種群間的親緣關(guān)系,這些研究的開展為進一步應(yīng)用種質(zhì)資源,發(fā)揮其在花卉遺傳育種中的作用奠定了基礎(chǔ)。

      1.1.2花卉常規(guī)育種研究現(xiàn)狀

      常規(guī)育種技術(shù)仍然是目前花卉育種的主要手段,世界各國通過常規(guī)技術(shù)育成的花卉新品種仍占主導(dǎo)地位。

      直接從國內(nèi)外引種以及利用自然變異選種是最為簡單易行且速效的育種途徑。國內(nèi)一直對品種的引進保持著較高的興趣,引進的花卉種類繁多、數(shù)量較大,這在短期內(nèi)調(diào)節(jié)我國花卉品種單一方面起到了積極作用。同時,國內(nèi)已有許多科研單位和公司在強化品種引進的基礎(chǔ)上,進行創(chuàng)新利用,加強了國內(nèi)特色花卉種類的育種工作,并建立了自己的種苗繁殖基地。如云南的山茶花已選育出特大重瓣茶花、牡丹茶、大理茶等很多優(yōu)良品種;滇西的素心蘭有滇西大雪素、小雪素、花瓣素等品種。中科院昆明植物研究所與云南格桑花卉公司合作,建立了中甸高山植物研究基地,把杓蘭的野生引種馴化列為一個重要課題開展了研究。但總體而言,與進口的花卉相比,國內(nèi)的花卉品種品質(zhì)不高,短期內(nèi)難以改變我國花卉品種主要依靠引進國外品種的被動局面[5]。

      雜交育種方法可以綜合雙親的優(yōu)良性狀,克服親本的缺點,獲得具有雜種優(yōu)勢的新品種(系),是培育花卉新品種最常用、最有效的方法之一。我國通過雜交方法培育了菊花、梅花、鐵線蓮、丁香、秋海棠、宿根福祿考、金花茶、月季、唐菖蒲、小蒼蘭、百合、郁金香、荷花、牡丹、杜鵑、君子蘭、矮牽牛等優(yōu)良新品種共250多個。北林大陳俊愉教授[6]通過中間雜交、染色體分析和園中的自然分布等分析,證明菊花是由我國長江中下游野菊花、毛華菊和紫野菊天然雜交,經(jīng)先輩長期選育而來,我國是栽培菊的故鄉(xiāng)。中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所通過雜交育種已選出4個具有花形美、花枝長、刺少、抗性強等優(yōu)點的月季切花品種;天津市園林綠化所和山西省農(nóng)科院園藝所以及上海園林科研所、昆明慶成花卉有限公司、深圳先科四季青鮮花公司等多所大學(xué)、科研單位和花卉公司一直致力于仙客來育種工作。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京農(nóng)業(yè)大學(xué)等采用常規(guī)雜交技術(shù)培育了100多個菊花新品種,還先后育成了適用于切花、盆栽、花壇的月季新品種。

      1.1.3花卉誘變育種研究現(xiàn)狀

      我國花卉輻射誘變育種始于20世紀(jì)80年代初,此后在我國花卉改良中廣泛應(yīng)用。理論上,所有植物器官和繁殖體都可用于誘變,但不同品種甚至同一品種不同材料對輻射的敏感性有差異。在實際工作中,一般將半致死劑量作為輻射的合適劑量。我國對一些傳統(tǒng)名花,如水仙、梅花、菊花等進行輻射誘變,已獲得了一些突變品種。

      太空育種又稱空間誘變育種或航天育種,是指在距離地球20km~40km的高空進行各種農(nóng)作物的飛行搭載處理,使農(nóng)作物在太空特殊環(huán)境條件下產(chǎn)生突變,返回地面種植選育,獲得作物新品種。航天育種起步于20世紀(jì)60年代,目前世界上只有美國、俄羅斯和中國3個國家成功進行了衛(wèi)星搭載的研究試驗。航天育種是航天技術(shù)和農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種嶄新的育種技術(shù)[7],已被證明是植物改良的有效手段之一,且使植物變異類型更多,變異譜更廣。西華師范大學(xué)將鳳仙花種子搭載神舟4號飛船,于2003年5月選育出1株形態(tài)變異的植株,具有很強的觀賞性。2013年6月11日,神舟十號飛船順利升空,并進入預(yù)定軌道,中國天地往返運輸系統(tǒng)首次應(yīng)用性太空飛行拉開序幕,中國的航天育種必然進入一個嶄新的發(fā)展階段。

      我國化學(xué)誘變育種起步于20世紀(jì)50年代后期,起步較晚?;瘜W(xué)誘變育種利用秋水仙素、EMS等化學(xué)誘變劑對植物外植體進行誘變處理,以獲得多倍體或者有益突變材料的方法。目前化學(xué)誘變在百合[8-10]、麗格海棠[11]、虞美人[12]、香石竹[13]等多種花卉種類上獲得了成功。

      1.1.4花卉生物技術(shù)育種研究現(xiàn)狀

      生物技術(shù)是近年來新興的一個學(xué)科領(lǐng)域,植物基因工程技術(shù)為改良花卉品種、創(chuàng)造新種質(zhì)提供了快捷途徑,特別是利用原生質(zhì)體融合、細胞質(zhì)雜交、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、胚培養(yǎng)、花粉、花藥的培養(yǎng)等。

      1.1.4.1 組織培養(yǎng)與育種

      植物組織培養(yǎng)技術(shù)對培育優(yōu)良作物品種開辟了一條全新的途徑。目前,國內(nèi)外已把植物組織培養(yǎng)普遍應(yīng)用于作物育種,并在單倍體育種、胚胎育種、細胞融合育種、細胞突變育種、基因工程育種等方面取得了較大進展[14]。體細胞無性系變異是植物遺傳變異的重要來源之一。在進行體細胞培養(yǎng)過程中可能得到有益的突變體。單倍體在花卉育種上也具有重要利用價值,花卉的花藥培養(yǎng)可誘導(dǎo)出單倍體植株,單倍體經(jīng)染色體加倍可形成純合二倍體,其后代不會分離,可以省去多代自交純化親本的步驟,大大縮短育種年限;原生質(zhì)體融合是克服植物遠緣雜交不親和的有效手段,也是外源基因轉(zhuǎn)入的很好受體。另外,組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)在誘變育種中也發(fā)揮著重要的作用。

      1.1.4.2 基因工程育種

      進入21世紀(jì),花卉的基因工程育種將會得到超常規(guī)發(fā)展。與傳統(tǒng)的育種方法相比較,基因工程育種具有更高的科學(xué)性和精確性,可以打破物種界限,并實現(xiàn)定向改良,縮短育種期限的優(yōu)點。因此,采用基因工程技術(shù)培育花卉新品種越來越受到育種家的青睞。

      基因工程在花卉育種中應(yīng)用最多的是改變花的顏色[15]。藍色是月季、香石竹、郁金香等花卉所缺乏的顏色,育成藍色月季、藍色郁金香、藍色香石竹一直是人們的夢想,要實現(xiàn)這一夢想最重要的條件是提高液泡液的pH值?,F(xiàn)已清楚pH值是由PH1~PH6共6個基因決定的,其中PH1已被克隆出來了,如果其它5個基因全部被克隆出來,育成藍色月季、藍色香石竹等花卉將指日可待;花卉形態(tài)的代謝途徑非常復(fù)雜,目前人們對其發(fā)育及調(diào)控的機理仍然知之甚少,但已從幾種植物的花原基中分離出一些對花器官的分化起關(guān)鍵作用的基因“Homeotic Genes”,這些基因的表達會影響花朵的大小、形狀和花期[16];在延緩花卉衰老方面,已從香石竹、蘭花、矮牽牛等重要花卉中克隆出乙烯合成的關(guān)鍵酶ACC合成酶和ACC氧化酶[17-19];花香作為花卉的一個重要品質(zhì),一直被忽視,近年來對花香的遺傳改良開始受到重視,但還處于起步階段,成果較少。有人利用野生型發(fā)根農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化檸檬天竺葵,使其芳香物質(zhì)大大增加[20];在抗性育種方面,有通過選擇抗性較強的親本(通常用野生花卉) 與其它栽培品種雜交,人為加以選擇,從而選育出一些抗性較強的品種,如刺玫月季。但一般野生花卉抗性雖強,其商品性狀不良,如月季表現(xiàn)花小、多刺等,影響其產(chǎn)品的質(zhì)量,基因工程育種將花卉的抗性育種帶入了一個新的階段。

      1.2 國外花卉遺傳育種研究現(xiàn)狀分析

      1.2.1國外花卉種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀

      西方國家近兩三百年內(nèi)的花卉業(yè)之所以能飛躍發(fā)展,其中一個重要的原因就在于不斷從國外尤其從中國引入新鮮種質(zhì),大大豐富了花卉遺傳多樣性。例如育成現(xiàn)代月季的關(guān)鍵性雜交親本“月月粉”月季、“月月紅”月季,“彩暈”香水月季、“淡黃”香水月季,就是分別于1789年、1791年、1809年、1924年引入歐洲,通過反復(fù)雜交,選育而成的。又如英國George Forrest自1904年起先后7次來華,共搜集了300多種杜鵑花屬植物回國。通過引種、雜交、選擇和培育,形成今日英國園林多以常綠杜鵑作為基調(diào)樹種的盛況。另據(jù)統(tǒng)計,荷蘭有40%的花卉原產(chǎn)我國,美國加洲70%的樹木花草來源于中國,意大利引種我國花卉約1000種,德國現(xiàn)有花卉的50%來自中國[21]。中國的花卉種質(zhì)資源對世界園林做出了巨大的貢獻。另外,種質(zhì)資源相對匱乏的花卉大國以色列也特別重視從國外引進新的花卉作物,以迎合不同消費者的口味,同時,他們還重視從其他國家(如南非、澳大利亞)及本土挖掘新的有潛在價值的花卉作物(包括野生花卉)[22]。立陶宛Vilnius大學(xué)花卉園藝系自1992年起開始進行多年生草花資源的收集,育出620個品系和品種。Vilnius大學(xué)植物園保存的獨特的花卉種類有番紅花() (13種)、大麗花() (100種)、貝母() (1種)、唐菖蒲() (82種)、鳶尾() (206種)、百合() (140種)、水仙() (87種)、芍藥() (91種)、報春花() (14種)、郁金香() (16種)等[23]。

      1.2.2國外花卉遺傳育種研究現(xiàn)狀

      現(xiàn)在世界上主要花卉大國都在不斷提高其花卉科技含量,規(guī)模化、專業(yè)化地發(fā)展花卉產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)的育種方法與先進的生物技術(shù)更加緊密地結(jié)合在一起,加快育種步伐,以市場為導(dǎo)向,培育出多種花色、抗性強及帶有香味的暢銷品種,并利用生物技術(shù)進行規(guī)模化批量種苗生產(chǎn)。

      荷蘭園藝植物研究所和荷蘭花卉研究中心多年來一直從事花卉新品種的遺傳規(guī)律研究,進行抗逆性和適應(yīng)性雜交育種工作,每年都能推出多種類型的花卉新品種,如球根郁金香、彩色馬蹄蓮、安祖花等暢銷世界的名優(yōu)花卉。以色列在新品種選育上主要以引進國外野生資源并進行雜交選育,改良品質(zhì)為主,培育出月季、香石竹、百合等新品種。美國則主要進行花卉新類型的研究,他們從南美、北美、歐洲、亞洲等地引進花卉新類型,然后進行改良,育成了袋爪花、草原龍膽、姜荷花、鐵線蓮、虎眼萬年青等多類型新品種。世界最大的月季花育種中心——法國梅昂公司,培育的月季品種幾乎占世界的1/3。比利時根特農(nóng)業(yè)中心觀賞植物研究所的杜鵑花育種處于世界先進水平,已有早、中、晚系列品種。美國鮑威爾公司主要進行一二年生花卉優(yōu)勢育種工作,育成了開花整齊的一串紅、紫羅蘭、金魚草、萬壽菊等F1代雜種;日本農(nóng)林水產(chǎn)省的野菜茶葉試驗場花卉部通過雜交選育、花藥培養(yǎng)等方法,選育出草原龍膽中型花、復(fù)色品種,還育成用種子繁殖的百合新品種[16],縮短了播種至開花的時間,并克服了病毒病的感染。世界花卉新品種培育仍然主要通過傳統(tǒng)的常規(guī)育種、優(yōu)良性狀植株雜交、自然變異或人工誘導(dǎo)變異等多種方法。如為了引進新的性狀(抗性、花形、花色等),國外用百合野生種與栽培品種雜交,培育出一系列新品種,其中東方百合×亞洲百合是一個重要突破[24]。隨著生物技術(shù)的不斷完善,轉(zhuǎn)基因育種也成為重要的育種手段。在花卉育種上,矮牽牛成了轉(zhuǎn)基因育種的模式植物。世界上第一例改變花色的轉(zhuǎn)基因育種就是在矮牽牛中成功的,將玉米DFR基因?qū)氚珷颗:?,產(chǎn)生了沒有商業(yè)價值的淡磚紅色花朵的變異,Oud等[25]以轉(zhuǎn)基因植株相互雜交,最后育出了橙色的矮牽牛新品種。這一成果說明了綜合運用基因工程和雜交育種新技術(shù),可以為花卉帶來全新花色的新品種。

      2 花卉遺傳育種研究發(fā)展趨勢預(yù)測

      2.1 重視花卉優(yōu)良種質(zhì)資源的挖掘與創(chuàng)新利用

      種質(zhì)資源是品種創(chuàng)新的重要源泉,沒有資源就沒有花卉業(yè)的發(fā)展。中國豐富的花卉野生種質(zhì)資源尚未被完全開發(fā)利用,近年來,多種新技術(shù)、新方法被引入花卉種質(zhì)資源研究領(lǐng)域,特別是分子生物學(xué)方法的引入極大地推動了花卉優(yōu)良種質(zhì)資源的深入挖掘與利用研究工作進入一個新的發(fā)展時期,未來我國花卉種質(zhì)資源,尤其是重要的野生資源、重要親本材料的收集、評價和創(chuàng)新利用仍然是發(fā)展具有中國特色的民族花卉品牌的重要保障。

      2.2 育種技術(shù)更多地得到交叉應(yīng)用,育種目標(biāo)將與效益緊密結(jié)合

      未來常規(guī)育種方法仍是今后花卉育種的重要手段,尤其是通過遠緣雜交,結(jié)合胚挽救等技術(shù),可將近緣種、屬的花色基因重組培育成新的類型。同時結(jié)合分子標(biāo)記鑒定、轉(zhuǎn)基因技術(shù)以及多種方式的誘變育種技術(shù),使優(yōu)良親本種質(zhì)資源得到充分應(yīng)用。在育種策略上將更加重視經(jīng)濟和適應(yīng)性的早期測定和加速育種周期工作,并借助DNA分子標(biāo)記和組培等技術(shù)手段,提高育種效率和可靠性。同時,高效穩(wěn)定的無性快繁技術(shù)也將成為花卉育種的重要研究內(nèi)容。

      制定育種目標(biāo)是育種工作的第一步。今后花卉的育種目標(biāo)將在繼續(xù)提升觀賞性狀的基礎(chǔ)上,增強抗性育種工作,降低花卉生產(chǎn)能耗,實現(xiàn)觀賞與經(jīng)濟效益兼顧。

      2.3 現(xiàn)代分子生物技術(shù)在花卉遺傳育種中將發(fā)揮重要作用

      植物基因工程的發(fā)展打破了物種之間交流的界限,為花卉的定向育種提供了技術(shù)保障。近20年以來,植物基因工程技術(shù)已取得重大進展,為人類開辟了一條新的育種途徑。隨著分子生物學(xué)和遺傳學(xué)理論的發(fā)展、生物技術(shù)難點不斷突破,細胞培養(yǎng)和細胞融合、體細胞胚狀體誘導(dǎo)和人工種子等細胞工程技術(shù)在花卉遺傳育種中也將更加普及和實用。

      3 我國花卉遺傳育種研究面臨的挑戰(zhàn)與機遇

      3.1 我國花卉遺傳育種研究面臨的挑戰(zhàn)

      3.1.1育種工作基礎(chǔ)薄,人才缺,時間短?;ɑ苡N對各種新技術(shù)的運用是比較廣泛的,但中國系統(tǒng)育種起步較晚,而且專門從事花卉育種工作的人才較少,遠遠不能滿足育種工作的需要。同時,要培育出一個新品種并見成效,往往需要幾年,甚至幾十年的時間,科技人員在實驗期間要付出巨大的財力和物力,而該部分是不能得到及時補償?shù)?,致使許多科研單位及科研人才放棄科研轉(zhuǎn)向經(jīng)營。雖然在歷史進程中獲得了大量的珍貴品種,但由于缺乏完整的育種體系而得不到發(fā)展。同時對優(yōu)良品種的繁育能力差,絕大多數(shù)的優(yōu)良品種種球和種苗仍然只能依靠進口。

      3.1.2新品種產(chǎn)權(quán)保護意識薄弱,育種積極性不高。目前我國的植物新品種保護體系得到了不斷完善,花卉新品種的保護名錄也在逐步擴大,但是目前我國保護花卉知識產(chǎn)權(quán)的法律、法規(guī)尚未很好地得到執(zhí)行,人們對知識產(chǎn)權(quán)保護的認識還停留在表面。目前,國內(nèi)進口的品種中很難見到國外最好的品種。其中一個重要的原因就是中國企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)保護意識薄弱。培育花卉新品種是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,育種者除需要一定的專業(yè)知識和技術(shù)外,還需要投入大量的人力、物質(zhì)資源和資金,但是在多數(shù)情況下,一個花卉新品種投入生產(chǎn)后,很容易被他人迅速繁殖和利用,這直接影響了育種者培育新品種的積極性和創(chuàng)造性。

      3.1.3栽培中大量優(yōu)良品種的退化與丟失。中國花卉產(chǎn)業(yè)處于初級發(fā)展階段,花卉種植主要以農(nóng)戶為主。由于種植者知識水平有限,在生產(chǎn)過程中盲目追求眼前利益,栽培管理方法不得當(dāng),產(chǎn)品質(zhì)量低、成本高,以至于許多優(yōu)良種質(zhì)的品質(zhì)退化,甚至丟失,造成了巨大的資源浪費,降低了中國在國際花卉市場的份額及競爭力度。

      3.1.4花卉育種缺乏長遠規(guī)劃,工作重點不突出。我國包括花卉在內(nèi)的園藝植物育種長期以來沿襲傳統(tǒng)計劃經(jīng)濟體制的一套觀念和做法,仍然忽視甚至排斥市場的導(dǎo)向作用,受眼前利益驅(qū)使,育種工作往往難以適應(yīng)當(dāng)前國際需求;另外,宏觀調(diào)控作用薄弱,使整個育種工作缺乏長遠規(guī)劃和全面布局,重復(fù)研究甚多,重點不突出,從《全國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中仍然看不到關(guān)于花卉育種工作未來的發(fā)展方向。再加上相關(guān)主管部門不愿為自己任期內(nèi)難以取得政績的周期長、花錢多的育種和應(yīng)用基礎(chǔ)項目投入過多的經(jīng)費和人力,轉(zhuǎn)而熱衷于“短、平、快”項目,眾多因素導(dǎo)致花卉業(yè)競爭力不強。

      3.2 我國花卉遺傳育種研究面臨的機遇

      3.2.1國家花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的制定與實施。改革開放以來,我國花卉產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,2012年,全國花卉種植面積約為112萬公頃,比2011年增長9.4%;全國花卉銷售約1207.7億元,比2011年增長13.03%;我國已成為世界花卉生產(chǎn)大國。2011年,國家林業(yè)局將花卉產(chǎn)業(yè)作為林業(yè)十大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一列入《林業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》。科學(xué)編制《全國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》(以下簡稱《規(guī)劃》),對于加快花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展,進一步落實黨中央、國務(wù)院強農(nóng)惠農(nóng)政策,促進農(nóng)民增收致富,培育新的經(jīng)濟增長點,促進綠色增長具有重要意義。

      《規(guī)劃》根據(jù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代林業(yè)建設(shè)的新形勢,在全面系統(tǒng)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,認真分析了我國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、問題、需求和潛力;遵循花卉產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展,經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益兼顧的原則,明確提出了新時期我國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則和發(fā)展目標(biāo),確定了全國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)布局和建設(shè)重點,提出了實施《規(guī)劃》的主要政策和保障措施?!兑?guī)劃》作為指導(dǎo)全國花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綱領(lǐng)性文件,是各地開展花卉工作的重要依據(jù)。

      3.2.2我國豐富的花卉種質(zhì)遺傳資源。我國觀賞植物種質(zhì)資源豐富,花卉遺傳多樣性突出,是世界上野生花卉資源和園林植物資源最為豐富的國家之一。原產(chǎn)我國的觀賞植物達113科523屬1萬~2萬種。許多名貴花卉為我國所獨有,有些花卉具有特殊的觀賞價值,有巨大的開發(fā)潛力和市場前景。因此,如何充分發(fā)揮我國花卉種質(zhì)資源特別是野生花卉資源方面的優(yōu)勢,加強對野生植物資源的科學(xué)研究和引種、馴化、栽培,加快培育民族花卉種業(yè),關(guān)系到我國花卉業(yè)從大國向強國轉(zhuǎn)變的實現(xiàn),從而改變花卉市場洋花、洋草占統(tǒng)治地位的被動局面,使民族花卉產(chǎn)業(yè)立足于世界花卉之林,領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)業(yè)潮流,使我國成為新世紀(jì)的“世界園林之母”。

      3.2.3國家對知識產(chǎn)權(quán)保護力度不斷增強。加強對花卉新品種、新技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護,建立健全花卉新品種保護的法律法規(guī),是中國花卉育種科技得以健康發(fā)展的重要保證。1997年,國務(wù)院頒布了《中華人民共和國植物新品種保護條例》。 1999年,中國正式加入了“國際植物新品種保護聯(lián)盟”,植物新品種在中國受法律保護的進程已大大加快。自1999年4月23日保護條例實施以來,農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室開始受理來自國內(nèi)外的植物品種保護權(quán)的申請,截至2013年4月30日,花卉品種總申請746個,總授權(quán)99個,其中2012年申請14個,2013年申請29個,詳見表1。

      表1 花卉種類品種申請與授權(quán)情況表

      4 我國花卉遺傳育種發(fā)展的思路與目標(biāo)

      4.1 發(fā)展思路

      許多花卉種質(zhì)資源具有極大的開發(fā)價值,但是當(dāng)前我國植物資源的開發(fā)利用水平低,未來仍然需要在現(xiàn)有種質(zhì)資源的收集、評價基礎(chǔ)上,對花卉種質(zhì)資源,尤其是我國特有的花卉種類進行創(chuàng)新利用,注重多育種技術(shù)結(jié)合,尤其是常規(guī)雜交育種、誘變育種與生物技術(shù)的結(jié)合,充分利用種間甚至屬間的優(yōu)良特性,加大分子輔助育種技術(shù)創(chuàng)新,縮短育種周期。同時,以市場為導(dǎo)向,突出花卉業(yè)的區(qū)域化種植、專業(yè)化經(jīng)營、規(guī)?;l(fā)展,集中優(yōu)勢提高花卉產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。統(tǒng)籌規(guī)劃全國花卉育種區(qū)域,充分利用自然條件和農(nóng)業(yè)資源,合理布局花卉的栽培種類和品種結(jié)構(gòu),發(fā)揮不同地區(qū)的優(yōu)勢,避免重復(fù)研究,開發(fā)出具有民族特色與商業(yè)價值的花卉新品種。

      要繼續(xù)完善知識產(chǎn)權(quán)保護相關(guān)法律法規(guī),重視育種者權(quán)益保護,鼓勵育種工作者投身花卉育種研究事業(yè)中,并制定相應(yīng)的財力保障政策。發(fā)揮企業(yè)在市場前沿的優(yōu)勢,著眼未來,敢于競爭,發(fā)揮其在花卉新品種創(chuàng)新中的主力軍作用。

      4.2 發(fā)展目標(biāo)

      (1)建立完善的品種知識產(chǎn)權(quán)保護制度。

      (2)培育適應(yīng)性強、效益型的花卉新品種。

      5 我國花卉遺傳育種發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)

      5.1 加強花卉種質(zhì)資源保護、挖掘與創(chuàng)新利用

      種質(zhì)資源是育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ),是評價一個國家育種水平的重要指標(biāo)。我國是世界上擁有花卉種類最多的國家之一,為世界花卉業(yè)作出了巨大的貢獻,但至今我國對花卉種質(zhì)資源,尤其是優(yōu)良野生種質(zhì)資源的保護、開發(fā)利用還遠遠不足,許多抗性強、觀賞性高的花卉資源未被開發(fā)利用。因此在今后育種中仍然需要發(fā)揮我們的資源優(yōu)勢,合理開發(fā)利用野生觀賞植物資源,改善花卉種類單調(diào)局面。同時也要深入研究種質(zhì)資源遺傳規(guī)律,挖掘現(xiàn)有特(優(yōu))異種質(zhì)材料,為選育新品種提供豐富的種質(zhì)資源。

      5.2 持續(xù)穩(wěn)定常規(guī)育種在花卉育種中的基礎(chǔ)作用

      常規(guī)育種是當(dāng)前培育優(yōu)良新品種的重要途徑,即使在新興育種技術(shù)得到充分發(fā)展的未來,常規(guī)育種工作仍將是新技術(shù)育種的基礎(chǔ)。通過常規(guī)育種,尤其是雜交育種的各種育種技術(shù)與方式,充分利用種內(nèi)、種間乃至屬間等不同層次的遺傳變異,仍是提高花卉育種效率必不可少的重要手段之一。同時結(jié)合早期選擇與鑒定研究,建立相關(guān)育種信息庫,不斷選育出不同生態(tài)適應(yīng)型,滿足經(jīng)濟和社會多種需求的新品種。

      5.3 強化發(fā)展以基因工程和細胞工程為主的生物技術(shù)

      日益成熟的基因工程為花卉新品種培育提供了一套全新思路和途徑,可以打破種間雜交障礙,克服傳統(tǒng)育種不足,實現(xiàn)定向改良,縮短育種周期。植物細胞工程為育種提供性狀穩(wěn)定的材料,與多種育種技術(shù)緊密結(jié)合,成為獲得新品種的另一個重要途徑。我國花卉基因工程的開展比發(fā)達國家起步晚,但近年來發(fā)展很快,分子遺傳研究受到了國家的高度重視,在花卉育種上的應(yīng)用也越來越廣泛。

      5.4 利用航天技術(shù),積極開展空間誘變育種

      航天誘變作物具有變異頻率高、變異幅度大、多數(shù)性狀的變異能夠遺傳等特點,有些變異是迄今地球上用其它誘變因素處理難以出現(xiàn)的,因此,把航天誘變作為農(nóng)作物遺傳育種的新途徑已受到國內(nèi)外遺傳育種界的廣泛重視,中國是世界上開展農(nóng)作物航天誘變育種最早的國家之一,隨著神舟十號飛船的順利發(fā)射與返回,我國的航天技術(shù)已躋身世界前列。對于花卉而言,由于人們對觀賞價值的多價值取向性和觀賞部位的多角度性,空間誘變的不定向性恰恰成為花卉誘變的高效性和成功的可能性。我國同時也是世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星的少數(shù)幾個國家之一,同時,我國對糧食作物、油料作物、蔬菜、果樹等農(nóng)作物的成功搭載和空間誘變育種積累了大量寶貴經(jīng)驗,為花卉空間誘變育種打下了良好基礎(chǔ)。今后,我國應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮自身優(yōu)勢,積極開展花卉空間誘變育種研究,使花卉空間誘變育種取得更加神奇的新成果。

      6 我國花卉遺傳育種發(fā)展的戰(zhàn)略對策

      6.1 重視植物育種者權(quán)利,完善相關(guān)法律法規(guī)

      如果沒有知識產(chǎn)權(quán)保護的相關(guān)政策法規(guī),一個新品種被推出之后,往往很容易被他人盜取并快速繁殖,使育種者的利益蒙受巨大損失,從而極大地打擊了育種者選育新品種的積極性。為使育種者的投資得到合理的回報,必須堅決貫徹執(zhí)行《種子法》和《植物新品種保護條例》,并研究在法律上如何加強對植物新品種的保護。同時也希望育種者積極申請植物新品種權(quán),以保護自己的合法權(quán)益。

      6.2 積極引進優(yōu)良品種,縮小與國外品種差距

      有選擇、有目標(biāo)、有步驟地引進、推廣國外優(yōu)良品種是當(dāng)前解決我國急需花卉種類和優(yōu)良品種最直接、有效的方法。同時,收集、利用優(yōu)異的國外品種資源有助于我國自有品種的改良與創(chuàng)新,這是短時間內(nèi)縮小與國外花卉育種的差距,為我國花卉育種趕超世界先進水平提供便捷的途徑。

      6.3 發(fā)揮我國資源優(yōu)勢,強化本土化花卉育種

      我國至今還有許多抗性強、觀賞性高的花卉資源未被完全開發(fā)利用。因此,在今后育種中仍然需要發(fā)揮我們的資源優(yōu)勢,開展馴化、繁育野生植物工作,合理開發(fā)利用野生觀賞植物資源,改善花卉種類單調(diào)局面,并進一步深入研究種質(zhì)資源遺傳規(guī)律,挖掘現(xiàn)有特(優(yōu))異種質(zhì)材料,為選育新品種提供豐富的種質(zhì)資源。同時育種單位要根據(jù)本地區(qū)的特點,選擇有特色的花卉,比如中國的十大傳統(tǒng)名花,進行重點改良與選育,克服對熱門花卉一轟而上,重復(fù)研究的做法,將有限的資源投入到最需要的地方去。

      6.4 加大科技投入,進行聯(lián)合攻關(guān)

      雖然近幾年我國花卉業(yè)發(fā)展較快,但產(chǎn)品質(zhì)量與發(fā)達國家相比依然存在很大差距,其主要原因仍然是產(chǎn)品的科技含量低。當(dāng)今世界,市場的競爭仍然是核心科技的競爭,必須重視科技投入。一個新品種的育出,需要較大資金的投入,而且一般育種周期都在7年以上。國家應(yīng)考慮農(nóng)業(yè)科研的特殊性,對農(nóng)業(yè)的政策必須以投入為主、開發(fā)為輔,同時加強企業(yè)、農(nóng)戶與高校、科研院所科技人員的緊密協(xié)作,根據(jù)優(yōu)勢互補、利益共享的原則,改變過去只重視科研成果的學(xué)術(shù)水平,而較少考慮市場的需求,充分考慮市場需要,培育優(yōu)良新品種,快速推向市場。

      7 福建省花卉遺傳育種的研究現(xiàn)狀、形勢與對策

      7.1 福建省花卉遺傳育種的研究現(xiàn)狀

      福建省委、省政府高度重視花卉苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展,2012年先后印發(fā)實施了《福建省花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011~2020年)》(閩政〔2012〕5號)和《福建省人民政府關(guān)于扶持花卉苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》(閩政〔2012〕37號),并召開了全省花卉苗木工作視頻會,省林業(yè)廳緊緊抓住這個機遇,充分發(fā)揮省花卉協(xié)會的作用,以實施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(花卉)生產(chǎn)發(fā)展項目縣建設(shè)為契機,全力推動全省花卉苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展,成效十分顯著。2012年,福建省花卉苗木產(chǎn)業(yè)取得了可喜成績,全省花卉苗木種植面積達4.15萬公頃,全產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達259.8億元(其中種植業(yè)總產(chǎn)值160.6億元),實現(xiàn)銷售額169.1億元,出口額8088.5萬美元,分別較2011年增長29.32%、40.45%、24.73%和24.71%,其中,漳州市花卉苗木業(yè)總產(chǎn)值為107.9億元,福州市總產(chǎn)值為42.2億元,三明市總產(chǎn)值為38.9億元,分列全省的前三位。

      “十一五”期間,全省以科研院所為支撐,以技術(shù)推廣部門為依托,形成“科教單位+推廣部門+龍頭企業(yè)(專業(yè)合作社)+生產(chǎn)基地”的技術(shù)推廣服務(wù)模式,先后承擔(dān)了多項省部級科技項目,引進和選育出了蝴蝶蘭“天寶紅”、“空港楓葉”、觀賞向日葵“閩日1號”、“閩葵1號”、“閩葵3號”與“閩葵4號”、切花赫蕉“火紅鳥”、小蒼蘭“香玫”、“曙光”、水仙“黃花水仙2號”、“云香水仙”等一批新優(yōu)品種(品系)。

      然而,福建的花卉業(yè)仍處于高速低效、數(shù)量增長階段,花卉產(chǎn)業(yè)的資源優(yōu)勢還未轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。一直以來缺乏領(lǐng)軍的科研機構(gòu),立項少、成果少,難以推出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的花卉新品種、創(chuàng)新產(chǎn)品和質(zhì)優(yōu)價廉的特色產(chǎn)品,尤其是我省現(xiàn)有的7100多種花卉與觀賞植物資源沒有得到充分開發(fā),主要商業(yè)化栽培品種仍然需要依賴進口。截至2011年6月30日,農(nóng)業(yè)部植物新品種保護辦公室和國家林業(yè)局植物新品種保護辦公室審定通過的花卉新品種共有244個,而我省還未實現(xiàn)零的突破。實際上,福建花卉業(yè)具有氣候、地理、勞動力資源等多種優(yōu)勢,如果能注重科技含量的提高,積極培育核心競爭力,那么在國內(nèi)外市場上一定會有較大的突破。因此,我省必須重視種質(zhì)資源保護和新品種研發(fā),增強品種保護意識,居安思危。

      表2 福建省近五年品種選育成果統(tǒng)計表

      7.2 福建省花卉遺傳育種面臨的新機遇

      7.2.1新形勢為花卉遺傳育種發(fā)展創(chuàng)造了有利條件

      福建省在自然條件、花卉資源、栽培歷史等各方面均有較強的優(yōu)勢,而且也是花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早的省份之一,從1997年起,花卉產(chǎn)業(yè)就被列為福建農(nóng)業(yè)八大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一,尤其是近年來隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,福建花卉產(chǎn)業(yè)取得了令人矚目的成績,其在福建國民經(jīng)濟和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展中的地位和作用也愈發(fā)明顯。目前全省已初步形成了漳州九湖、漳浦馬口、漳浦沙西、漳平永福、福州南嶼、南靖豐田、南安霞美等多個花卉產(chǎn)業(yè)群雛形,它們各自集結(jié)了數(shù)十家花卉生產(chǎn)經(jīng)營及相關(guān)企業(yè),形成了具有一定規(guī)模和專業(yè)化生產(chǎn)水平的特色花卉生產(chǎn)區(qū),區(qū)域特色明顯。如何依托福建省花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢、新特點,有目標(biāo)、有規(guī)劃地開展本土化特色花卉品種培育,充分利用本土野生種質(zhì)資源和優(yōu)勢品種,實現(xiàn)花卉自主知識產(chǎn)權(quán)新品種零的突破,是擺在全省花卉科研院所、企業(yè)以及科技人員面前的重要課題。

      7.2.2 “海西”戰(zhàn)略將有效推動我省花卉遺傳育種研究

      2003年,中共中央、國務(wù)院已在《關(guān)于加快林業(yè)發(fā)展的決定》中,把花卉列入突出發(fā)展的新興產(chǎn)品產(chǎn)業(yè),要求努力建設(shè)好花卉商品基地。福建省委、省政府在《關(guān)于加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的意見》中,也把花卉作為大力發(fā)展的九個重點特色產(chǎn)品之一,要求加快產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的進程;在《關(guān)于加快林業(yè)發(fā)展,建設(shè)綠色海峽西岸的決定》中,把花卉業(yè)列入建設(shè)綠色海峽西岸,實施林業(yè)“三五”工程的重要內(nèi)容。2005年7月獲準(zhǔn)將海峽兩岸農(nóng)業(yè)合作實驗區(qū)從福州、漳州擴大到全省,開始實施《海峽兩岸(福建)農(nóng)業(yè)合作試驗區(qū)規(guī)劃》,落實《鼓勵和支持海峽兩岸(福建)農(nóng)業(yè)合作試驗區(qū)建設(shè)的暫行規(guī)定》,花卉產(chǎn)業(yè)完全符合臺海合作發(fā)展的需要,閩臺自然環(huán)境與氣候條件相似,且兩地都擁有十分豐富的花卉種質(zhì)資源,都有著非常悠久的花卉史和數(shù)百年頻繁的海外交流史。在“海西”戰(zhàn)略框架內(nèi),學(xué)習(xí)借鑒臺灣在花卉種質(zhì)資源收集、花卉育種技術(shù)等方面的經(jīng)驗,加大政府扶持力度,并制定花卉業(yè)發(fā)展的一系列優(yōu)惠政策,福建的花卉育種迎來更好的發(fā)展機遇。

      7.2.3國際花卉產(chǎn)業(yè)競爭對我省花卉遺傳育種提出了新的更高要求

      未來世界花卉產(chǎn)業(yè)的核心競爭力仍將集中體現(xiàn)在科技發(fā)展和科技進步上。隨著世界花卉育種技術(shù)的不斷增強,全球每年都能推出數(shù)以千計的花卉優(yōu)良新品種,未來誰能開發(fā)出最新最優(yōu)的品種,誰就將統(tǒng)治花卉產(chǎn)業(yè)價值鏈中附加值最高的環(huán)節(jié),從而在競爭中處于最有利的地位。作為當(dāng)今世界上花卉產(chǎn)業(yè)最發(fā)達的國家——荷蘭,最初花卉產(chǎn)業(yè)的主體也是鮮切花和盆花等成品花卉的生產(chǎn),而后不斷提高其科技水平,育種能力日益增強,然后將利潤空間最小、附加值最低的成品花卉生產(chǎn)以及附加值相對較低的種苗(種球)繁育環(huán)節(jié)逐步轉(zhuǎn)移至非洲、南美和亞洲等發(fā)展中國家,在本國保留花卉產(chǎn)業(yè)價值鏈中利潤空間最為豐厚的前端(育種)和終端(市場)。福建省花卉產(chǎn)業(yè)仍處于成品花卉生產(chǎn)階段,自有的品種少,隨著產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展,瓶頸問題將顯得越發(fā)明顯,因此,盡快將花卉遺傳育種及其配套的自主知識產(chǎn)權(quán)保護問題納入花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,集中財力、物力開展育種技術(shù)攻關(guān)顯得尤為重要。

      7.3 福建省花卉遺傳育種發(fā)展對策

      7.3.1加強品種資源收集,建立特色花卉種質(zhì)資源庫

      福建兼有南亞熱帶、中亞熱帶和溫帶的各類氣候型,地勢起伏,具有明顯的地理位置與氣候條件優(yōu)勢,是許多花卉最適宜的發(fā)展區(qū)域。經(jīng)過“十一五”的發(fā)展,我省花卉產(chǎn)業(yè)區(qū)域特色更加鮮明,為了鞏固和提升我省特色花卉優(yōu)勢,在省內(nèi)主要科研單位及部分龍頭企業(yè)現(xiàn)有的花卉種質(zhì)資源基礎(chǔ)上,進一步加強品種資源引進,以傳統(tǒng)名花、時尚盆花、室內(nèi)蔭生觀葉植物、鮮切花、球根花卉、綠化苗木、食藥用花卉為重點,新建或擴建一批全社會共享的福建特色優(yōu)勢花卉種質(zhì)資源庫,收集保存一批種質(zhì)資源,并對品種或品系進行整理和系統(tǒng)研究,為優(yōu)良品種篩選及新品種選育提供豐富的資源材料。

      7.3.2建立品種資源綜合評價體系,提高品種資源利用效率

      花卉種質(zhì)資源是花卉育種的前提,花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家的生產(chǎn)實踐表明,花卉遺傳資源的收集和保存數(shù)量,鑒定和評價研究的深度,育種的廣度和新品種的利用程度對花卉業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步起著重要作用。綜合評價是指對以多屬性體系結(jié)構(gòu)描述的對象系統(tǒng)作出全局性、整體性的評價。一是要對品種資源的生物學(xué)特性進行系統(tǒng)觀察和描述,并對栽培適應(yīng)性進行評價,對重點資源如中國蘭花(建蘭、寒蘭)、洋蘭(蝴蝶蘭、文心蘭)、水仙花、鮮切花(百合、非洲菊)等編寫花卉種質(zhì)資源描述規(guī)范及資源目錄,為建立品種資源綜合評價體系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。二是將傳統(tǒng)分類方法與現(xiàn)代分子生物學(xué)方法想結(jié)合,對特色優(yōu)勢花卉進行遺傳多樣性等研究,構(gòu)建親緣關(guān)系圖譜,為新品種選育提供參考。三是要根據(jù)評價目的,建立穩(wěn)定性高、科學(xué)性好、可操作性強的資源評價模型。對花卉品種資源來說,分門別類建立科學(xué)、完善的綜合評價體系,能系統(tǒng)了解資源類型,最大限度挖掘資源潛力,提高資源利用效率。

      7.3.3加強完善常規(guī)育種創(chuàng)新技術(shù)體系

      常規(guī)育種包括引種、選擇育種、雜交育種,在生物多樣性的利用和豐富種質(zhì)資源方面,選擇育種與雜交育種在目前仍是取得花卉新品種的重要途徑。

      7.3.3.1 引種

      引種是指將異地的優(yōu)良品種、品系或具有某些優(yōu)良特性的類群引入本地作為育種素材或直接推廣應(yīng)用的育種措施,具有所需時間短,投入的人力、物力少,見效快等特點,是最經(jīng)濟地豐富本地植物種類的一種育種方法。我國從國外引種的花卉非常豐富,如郁金香、風(fēng)信子、千日紅、紫茉莉、含羞草、美女櫻、矮牽牛、蔦蘿、一串紅、萬壽菊、大麗菊、晚香玉、香石竹、天竺葵、馬蹄蓮、三色堇、唐菖蒲及仙人掌科的多漿植物等。如在“十一五”期間,我省審(認)定的荷蘭鳶尾“春之夢”、小蒼蘭“曙光”就是通過引進得來。

      野生植物馴化為栽培植物,已有數(shù)千年的歷史,世界上現(xiàn)有的優(yōu)良栽培品種都是人類通過野生植物的馴化逐漸演變而來的。據(jù)統(tǒng)計,我省現(xiàn)有各類觀賞植物7000多種(變種、亞種),僅野生觀賞花卉就有450多個種,其中不少具有觀賞價值卻還沒有得到很好的開發(fā)應(yīng)用,因此野生植物的引種、馴化、利用有著極其廣闊的前景。

      7.3.3.2 選擇育種

      福建省位于東南沿海,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,區(qū)內(nèi)水熱條件和垂直分帶較明顯,氣候復(fù)雜多樣,花卉種質(zhì)資源相當(dāng)豐富,許多名貴花卉具有很強的區(qū)域優(yōu)勢,這些特有的園林植物,為選擇育種提供了豐富的原始原料。如中國蘭花、山茶、水仙、竹類、杜鵑、荷花、菊花等一些品種都是通過單純選種培育而成的。此外,利用體細胞突變產(chǎn)生的芽變是植物產(chǎn)生新變異的豐富源泉,它既可為雜交育種提供新的種質(zhì)資源,又可直接從中選出優(yōu)良新品種。如福建省審(認)定的小蒼蘭品種“香玫”是從荷蘭引進的小蒼蘭“玫瑰瑪麗”品種種植群體中發(fā)現(xiàn)的自發(fā)突變單株選育而成;金鳥赫蕉品種“火紅鳥”也是利用金鳥赫蕉芽變選育而成。

      7.3.3.3 雜交育種

      有性雜交是培育花卉新品種的主要方法和有效途徑,也是品種復(fù)壯和雜交優(yōu)勢利用的主要手段,較單純的選種相比更富有創(chuàng)造性和預(yù)見性。在花卉育種方面,通過有性雜交育種,在培育花色、花型、香味、改變花期、提高花卉適應(yīng)性和抵抗病蟲害能力方面取得了巨大的進展。當(dāng)前世界各地廣泛栽培的百合、郁金香、牡丹、月季的大部分品種都是通過有性雜交途徑培育而成的。

      在“十一五”期間,我省科研機構(gòu)與相關(guān)企業(yè),利用雜交育種選育出觀賞向日葵“閩日1號”、“閩葵1號”、“閩葵3號”、“閩葵4號”、水仙“黃花水仙2號”、“云香水仙”、蝴蝶蘭“天寶紅”、蘭屬雜交種“花葉雙藝”、“金如意”、朵麗蝴蝶蘭“巨無霸”等新優(yōu)品種(品系)。與其它育種技術(shù)相比,對于中國蘭花、洋蘭、非洲菊等花卉而言,雜交育種是目前最主要也是最有效的方法,但雜交育種周期較長,投入較高,因此不僅需要建立完善的雜交育種技術(shù),而且還需要持續(xù)投入,因此要加大扶持力度,從政策上和資金上給予不斷的支持。

      7.3.4積極構(gòu)建現(xiàn)代育種創(chuàng)新技術(shù)體系

      雖然傳統(tǒng)育種技術(shù)目前仍扮演著重要的角色,對現(xiàn)代花卉業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻,但傳統(tǒng)育種有其局限性,如自然優(yōu)良突變率低;遠緣雜交由于種間或?qū)匍g存在生殖隔離,雜交不親和現(xiàn)象難以打破等。因此只有借助于現(xiàn)代育種技術(shù),才能實現(xiàn)快速、高效地培育新品種。

      7.3.4.1 誘變育種

      在人為條件下,利用物理、化學(xué)等因素,加速誘發(fā)生物體產(chǎn)生突變,從中選擇,培育成新品種。輻射誘變是目前花卉品種培育與改良的一種非常重要的手段。我國在對一些名花,如水仙、梅花、菊花等經(jīng)輻射后均獲得了突變品種。輻射還能誘發(fā)金魚草、矮牽牛、紅花美人蕉出現(xiàn)花色、花型的有利突變。利用電離輻射可以促進杜鵑花產(chǎn)生嵌合型花色變異,如比利時用電離輻射每年獲得數(shù)千萬花色變異植株,出口到世界各地,取得了巨大的經(jīng)濟效益。我省還未見通過誘變育種育成新品種,但在誘變育種方面加強了相關(guān)研究,也取得了一定的進展,如福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院利用60Co γ射線對福建地方特色的建蘭、報歲蘭、四季蘭進行了處理,獲得一些突變后代;福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所利用60Co γ射線對荷蘭鳶尾“展翅”種球進行輻照后,從后代群體中篩選到穩(wěn)定的突變新花色;福建省龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所利用60Co γ射線輻射源對蝴蝶蘭花粉進行輻射誘變試驗,并初步選育出1個優(yōu)良變異株系。

      7.3.4.2 倍性育種

      多倍體植物的營養(yǎng)器官增大、抗性增強、品質(zhì)和觀賞價值提高、克服遠緣雜交的不結(jié)實性,為花卉育種提供了思路。利用花粉和花藥的離體培養(yǎng),獲得單倍體植株,再加倍成純系的單倍體育種,在克服雜種分離、縮短育種年限、提高選擇效率、研究有利突變、克服遠緣雜種不育性和不穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢。

      7.3.4.3 分子育種

      近年來,分子育種一直是花卉育種研究的熱點,并已在花色、花型、株型、生長發(fā)育、香味、采后保鮮等方面取得了重要進展。目前已獲得轉(zhuǎn)化體系和轉(zhuǎn)化植株的觀賞植物有月季、菊花、香石竹、非洲菊、水仙、石斛、郁金香、百合、唐菖蒲、安祖花、仙客來、金魚草、矮牽牛、杜鵑花、向日葵、天竺葵等。我省在分子育種方面還處于起步階段,研究基礎(chǔ)十分薄弱,目前大多數(shù)研究還集中在利用分子手段鑒定雜交后代、分析遺傳多樣性、克隆特異基因、利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)構(gòu)建遺傳轉(zhuǎn)化體系等。因此要加大投入力度,系統(tǒng)研究目的基因的克隆、遺傳轉(zhuǎn)化體系的構(gòu)建以及目的基因的轉(zhuǎn)殖等,為實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因育種儲備技術(shù)手段。

      7.3.5加強閩臺合作,建立花卉育種創(chuàng)新平臺

      臺灣地處熱帶與亞熱帶交界處,境內(nèi)地形變化崎嶇,氣候呈現(xiàn)垂直分布,適宜花卉周年生產(chǎn),蘭花、切花、盆花及苗圃類產(chǎn)業(yè)發(fā)展旺盛。品種是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),為應(yīng)對市場競爭壓力及日益提高的消費者需求,臺灣科研機構(gòu)、學(xué)術(shù)單位及花卉業(yè)者積極投入品種研發(fā),在世界范圍內(nèi)廣泛收集種源,持續(xù)研發(fā)花卉新品種,多年來,已積累了深厚的育種能力,以及多樣化的品種。尤其是蝴蝶蘭,臺灣擁有全球五成種源,四成核心生產(chǎn)技術(shù)。在育種方法上,主要通過如引種馴化、選擇育種、傳統(tǒng)雜交育種、多倍體育種、放射線或化學(xué)藥劑誘變育種等多種途徑育成花卉新品種。組織培養(yǎng)、染色體倍加技術(shù)、功能性基因體分析,基因轉(zhuǎn)殖技術(shù)及分子標(biāo)記等生物技術(shù)作為傳統(tǒng)育種技術(shù)的重要補充,在臺灣被廣泛應(yīng)用于花卉特別是蘭花的育種,不但可以提高育種效率,還能培育出前所未有的性狀。

      因此,我省應(yīng)最大限度地利用臺灣花卉育種的資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢,推動合作研發(fā)方式,加速花卉資源的開發(fā)利用進程,增強花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁。一是建立花卉種質(zhì)資源庫及保存利用合作體系,以推動種質(zhì)資源信息交流合作。二是利用花卉轉(zhuǎn)基因技術(shù)等,加速改良蝴蝶蘭、文心蘭、水仙品種等花色、花型;盡快培育出一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的蝴蝶蘭、文心蘭、水仙等品牌花卉新品種,在世界花卉競爭中占有一席之地。

      7.3.6拓寬育種研究種類,加強花卉新產(chǎn)品研發(fā)

      目前國際花卉市場對花卉品質(zhì)的要求已從一般轉(zhuǎn)向高品質(zhì),花卉消費由重“質(zhì)量”,漸趨“質(zhì)量”和“環(huán)?!辈⒅兀煌瑫r消費品種也逐漸轉(zhuǎn)向盆花、其他鮮活或花壇植物的趨勢。世界切花品種也從過去的四大切花為主導(dǎo)變?yōu)橐栽录?、菊花、香石竹、百合、唐菖蒲、郁金香、文心蘭等為主要種類。近年來,傳統(tǒng)花卉需求回升,一些20世紀(jì)中期已被淘汰的觀賞植物如蒲包花、瓜葉菊、仙客來、落地生根等,需求量有所增加,因此目前世界呈現(xiàn)需求多元化,消費多樣化,這為發(fā)揮我省豐富種質(zhì)資源優(yōu)勢提供了可能。福建省仍然需要在面向世界市場的基礎(chǔ)上,發(fā)揮我省花卉資源特色,比如中國蘭花(建蘭、墨蘭)、杜鵑花、三角梅、桂花等,拓寬遺傳育種研究的種類,培育世界級別的優(yōu)良品種,打造具有福建地方特色的花卉新品牌。

      7.3.7加強現(xiàn)代種業(yè)商業(yè)化開發(fā)

      優(yōu)良品種的推廣應(yīng)用需要優(yōu)質(zhì)的種苗(子、球),因此建立本土化繁育技術(shù)是做大做強我省花卉產(chǎn)業(yè)的基本保證。經(jīng)過“十一五”的發(fā)展,我省花卉種苗種球種子繁育技術(shù)有新的突破,如應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)成功地開發(fā)蝴蝶蘭、文心蘭、火鶴花、觀賞鳳梨、蕨類植物、多頭蘇鐵、百合、水仙、非洲菊等名優(yōu)花卉種苗;應(yīng)用全光照噴霧扦插、穴盤播種、鱗片扦插繁育比利時杜鵑、茶花、菊花、玫瑰等花卉種苗;應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑提高了百合等球根花卉種球繁育率,利用福建高海拔山區(qū)氣候條件繁育百合、唐菖蒲等球根種球,采用人工育種技術(shù)解決了鶴望蘭、切花向日葵等種子依賴進口的問題。

      《福建省花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011~2020年)》明確提出,要加強福建優(yōu)勢商品花卉種苗生產(chǎn)基地建設(shè)及種苗生產(chǎn)。要重點加強國蘭(建蘭、墨蘭等)等商業(yè)種苗生產(chǎn)技術(shù)研發(fā),集成、熟化洋蘭(文心蘭、蝴蝶蘭、石斛蘭等)種苗生產(chǎn)技術(shù),加強優(yōu)質(zhì)種球(百合、水仙等)本土化繁育技術(shù)研發(fā),提高種子(鶴望蘭、切花向日葵等)繁育能力,并建立以省龍頭企業(yè)為主體,科研單位為技術(shù)依托的現(xiàn)代種業(yè)商業(yè)化育—繁—推一體化運行模式,提升我省花卉種業(yè)水平。

      7.3.8加大政策扶持,整合科研力量,做好育種長期規(guī)劃

      花卉育種是一項投入大、周期長的工作,培育一個新的品種,要投入大量的人力、物力和財力,育種人員需花費少則幾年、多則十幾年甚至幾十年的時間。必須保證研發(fā)經(jīng)費的投入,長期、穩(wěn)定地支持開展花卉品種資源的收集、整理和開發(fā)利用,并且有選擇地引進推廣國外的花卉優(yōu)良品種,并注重不斷改造創(chuàng)新。同時依托相關(guān)科研院所,整合科技力量,組建福建省花卉新品種研發(fā)中心,夯實支撐花卉業(yè)可持續(xù)發(fā)展的育種技術(shù)體系,培養(yǎng)花卉遺傳育種高端人才。做好長期規(guī)劃,近期以新品種的引種馴化為重點,包含配套的良種快繁、規(guī)范栽培技術(shù)攻關(guān);中長期則注重野生花卉研發(fā),并與引育結(jié)合,培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新、奇、特品種,以增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁,占領(lǐng)市場制高點。

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      課題組成員:

      黃敏玲、吳建設(shè)、鐘海豐、羅遠華、鐘淮欽。

      福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究中心。

      作者單位:

      福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究中心。

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