荷花育種技術(shù)

李亞靜 郭 彤

（南陽(yáng)農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南南陽(yáng) 473003）

荷花屬蓮科蓮屬，為多年生水生花卉。根據(jù)用途可分為藕蓮、子蓮和花蓮3 個(gè)系統(tǒng)，前兩者以食用為主，后者花蓮以觀賞為目的，是園林中常用的水生花卉，具有較高的觀賞和利用價(jià)值。目前，我國(guó)擁有的觀賞荷花品種已超過(guò)300 個(gè)，一般以雜交等常規(guī)育種手段為主。

1 荷花的生物學(xué)習(xí)性

荷花喜濕熱，適宜生長(zhǎng)水位一般是0.3 ～1.2 m，不定根呈束狀環(huán)繞在地下莖節(jié)四周，地下莖具明顯的節(jié)與節(jié)間，節(jié)間明顯膨大成藕；葉展開(kāi)后呈類圓形，全緣或稍呈波狀；花著生地下莖節(jié)間處，單生于花梗頂端[1]。荷花的繁殖方式包括有性繁殖和無(wú)性繁殖兩種，有性繁殖是利用子蓮成熟蓮子播種繁殖，繁殖系數(shù)較高，植株生活力強(qiáng)，但實(shí)生苗易發(fā)生變異，優(yōu)良性狀不能穩(wěn)定保持；無(wú)性繁殖即營(yíng)養(yǎng)繁殖，利用地下莖繁殖，生長(zhǎng)期內(nèi)分株能起到提高繁殖系數(shù)和延遲開(kāi)花的作用。

2 荷花育種技術(shù)

2.1 實(shí)生選種 荷花是異花授粉作物，盡管雌雄同株，但雌蕊先成熟，這種性成熟時(shí)間上的差異使其在自然界以異花授粉為主。在多品種同區(qū)種植條件下，各品種間自由傳粉，在自然雜交下生長(zhǎng)的實(shí)生苗中常出現(xiàn)具有優(yōu)良性狀的個(gè)體，可供選擇培育新品種。雖然這種方法選育的新品種難以考證其父本，但效果頗佳[2]。截至目前，現(xiàn)存的大多荷花品種均是通過(guò)該方法獲得。

2.2 雜交育種 人工雜交育種是荷花新品種選育的重要方法之一。結(jié)合選育目的可選擇合適的親本，把親本雙方的差異基因綜合到雜交個(gè)體上，使雜交個(gè)體不僅擁有親本的優(yōu)良性狀，且在花形、花色、抗逆性等方面超越其親本，獲得性狀優(yōu)良的新品種，從而提高荷花的觀賞價(jià)值。人工雜交育種可采用多個(gè)父本的混合花粉與母本進(jìn)行人工授粉，從而提高授精率，提高選育新品種的概率。性狀優(yōu)良的雜種一代個(gè)體可通過(guò)分藕、分密等無(wú)性繁殖加以固定，并進(jìn)一步培育成為性狀穩(wěn)定的新品種，這種育種方法無(wú)須經(jīng)多代自交即可得到性狀穩(wěn)定的新品種，育種周期較短。

2.3 自交純系育種 純系育種是通過(guò)連續(xù)近親自交或繁殖獲得的純合品種。現(xiàn)有蓮品種由于遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，雜質(zhì)性程度高，在人為自花授粉下，獲得純系品種后代的難度較大，因此可采用定向選擇與多代自交的方法，獲得純系后代[3]。自交純系選種可在現(xiàn)有品種中分離獲得新純系后代。多代自交后，后代因生活力衰退導(dǎo)致植株矮化，此法可用來(lái)選育碗蓮新品種。自交純系育種會(huì)因遺傳基礎(chǔ)趨于同質(zhì)化，后代性狀整齊，若能結(jié)實(shí)，則可用來(lái)進(jìn)行純合種子商品化生產(chǎn)。

2.4 種藕芽變選種 芽變發(fā)生在植物體芽的分生組織細(xì)胞中，芽經(jīng)過(guò)變異成為與原類型不同性狀的個(gè)體。自然界中植物細(xì)胞基因突變的發(fā)生概率很低，只有0.001%～0.01%，但在荷花育種過(guò)程中發(fā)現(xiàn)芽變現(xiàn)象存在且可進(jìn)行培育。荷花一般為二倍體植物，染色體數(shù)目Zn=16，但在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有三倍體荷花品種，因此種藕芽變選種也是荷花育種的重要技術(shù)之一。

2.5 太空育種 太空誘變育種是將植物材料和種子用衛(wèi)星搭載至太空，利用高能重粒子的強(qiáng)輻射、空間微重力以高真空綜合的誘變作用，改變植物組織DNA 染色體結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵和自由基等，從而達(dá)到通過(guò)誘變選育新品種的目的。1994 年，江西省廣昌縣白蓮研究所通過(guò)“9407030”科學(xué)試驗(yàn)返回式衛(wèi)星將442 粒白蓮蓮子共13 個(gè)品種送上太空，經(jīng)誘變后成功選育出了“太空蓮1 號(hào)”“太空蓮2 號(hào)”“太空蓮3 號(hào)”“太空蓮36 號(hào)”等優(yōu)良子蓮新品種[4]?！疤蘸苫ā本哂邪l(fā)芽期短、發(fā)芽率高、花色豐富等明顯的變異。

2.6 輻射誘變育種 有關(guān)60Co-γ 射線對(duì)觀賞荷花蓮子和種藕進(jìn)行輻射的研究表明，在荷花輻射劑量的確定上，輻射誘變所引發(fā)的突變，其頻率與輻射劑量有關(guān)，具有一定的隨機(jī)性，相對(duì)較高的劑量易引起性狀變異，而低劑量引發(fā)變異的概率相對(duì)較小。觀賞荷花的不同材料受輻射后，其變異率也有差異，蓮子的誘變率大于種藕，經(jīng)栽培部分性狀也能呈穩(wěn)定狀態(tài)；而輻射種藕多在當(dāng)代出現(xiàn)花期延遲、矮化等現(xiàn)象，在下一代又會(huì)恢復(fù)正常。

2.7 離子注入誘變育種 2005 年，蓮花池公園與北京師范大學(xué)低能核物理所及北京市園林科研所共同參與荷花新品種選育、生產(chǎn)栽培及花期控制技術(shù)研究。經(jīng)過(guò)幾年的試驗(yàn)與觀察，發(fā)現(xiàn)離子注入后的荷花具有變異譜寬、變異快、育種周期短、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，能產(chǎn)生自然界從未見(jiàn)過(guò)的新類型。通過(guò)試驗(yàn)觀察，同一品種注入不同的離子、不同的劑量，其發(fā)芽率不同[5]。在注入離子的同時(shí)加上激光照射，蓮花種子的發(fā)芽時(shí)間進(jìn)一步縮短，發(fā)芽率明顯提高。離子注入對(duì)蓮子的變異作用主要表現(xiàn)在蓮子單粒質(zhì)量、生長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期、現(xiàn)蕾數(shù)、花形和花色等方面，經(jīng)過(guò)離子注入后選育出的新品種花期長(zhǎng)、花朵大且艷麗。

2.8 組織培養(yǎng)與育種 采用組織培養(yǎng)的方法，可有效保持品種特性，提高良種繁育系數(shù)，加快增殖速度。誘變結(jié)合細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)是近年發(fā)展起來(lái)的育種技術(shù)，化學(xué)誘變和離體輻射誘變與組織培養(yǎng)相結(jié)合，能獲得良好的誘變效果。

2.9 倍性育種 倍性育種包括多倍體育種和單倍體育種。多倍體育種是通過(guò)理化誘導(dǎo)，改變其染色體數(shù)目，從而達(dá)到選育新品種的方法。目前，采用的誘導(dǎo)方法主要是秋水仙素加倍處理實(shí)生苗的莖尖或根狀莖頂芽，用瓊脂包埋、浸泡、點(diǎn)滴、注射等處理方法[6]。單倍體育種是利用花藥或花粉離體培養(yǎng)后進(jìn)行加倍得到的純系品種，對(duì)于小株型的荷花（碗蓮），單倍體個(gè)體比二倍體小，可得到最小限度的株型。目前，荷花單倍體誘導(dǎo)還未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，但一經(jīng)突破，將會(huì)使碗蓮育種及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入一個(gè)全新階段。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，荷花育種采用的主要手段仍是實(shí)生選育、雜交育種和誘變育種等常規(guī)育種手段。單一的育種方法已不能滿足人們?cè)絹?lái)越高的要求，今后的新品種選育應(yīng)來(lái)自多種育種技術(shù)的綜合利用。通過(guò)人工雜交使基因重組獲得種子，進(jìn)而對(duì)種子進(jìn)行輻射誘變使其產(chǎn)生新的變異，這樣不僅可豐富“基因庫(kù)”，而且可擴(kuò)大選擇范圍，縮短選擇周期。花蓮的育種主要是在花色、花型及株型等方面，隨著育種技術(shù)的成熟，今后花蓮育種應(yīng)重視抗逆性、花期及有利用價(jià)值的突變體方面的研究；子蓮的育種目標(biāo)從以前的高產(chǎn)轉(zhuǎn)向了產(chǎn)量和品質(zhì)并重；藕蓮的育種主要在其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和農(nóng)藝性狀方面，除了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，最新方向是個(gè)性化育種。除了花色花形更漂亮的新品種外，今后抗寒、耐鹽堿等抗逆性更強(qiáng)的新品種將會(huì)有更大的價(jià)值和市場(chǎng)。將人工雜交和人工創(chuàng)造的荷花生存逆境極限相互結(jié)合，是選育抗性強(qiáng)品種的有效方法之一。此外，將食用與觀賞相結(jié)合，可充分利用有限的自然資源，提高荷花的開(kāi)發(fā)利用率。