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破譯“世界花后”的科學密碼
——遼寧省農科院郁金香品種研發應用取得新成就
遼寧省農科院花卉研究所副所長屈連偉(左一)在花棚內指導實習生。
說起郁金香,我們馬上會想到荷蘭,荷蘭因郁金香聞名于世,國內很多地方也將郁金香花展稱之為“荷蘭花海”。殊不知,荷蘭并不是郁金香的原產地,而中國是郁金香的原產地之一。郁金香起源于西藏西南部的喜馬拉雅山脈到西部的帕米爾高原再到新疆天山山脈等廣大地區,通過絲綢之路傳到土耳其,再傳入歐洲與荷蘭,現已成為風靡全球的球根花卉,享有“世界花后”的美譽,深受人們喜愛。
我國是郁金香消費大國,郁金香雖然原產于中國,但由于自主知識產權品種匱乏和配套栽培技術落后,國內郁金香種球產量低,品種退化嚴重,制約了我國郁金香產業發展。因此我國每年從荷蘭等國進口的郁金香種球超過4億粒。
中國郁金香專委會主任、遼寧省農科院花卉研究所副所長屈連偉研究員領銜的郁金香研發團隊,經過20多年的不懈努力,在郁金香種質資源收集、保存、評價和新品種選育、新技術研發及應用推廣等方面取得了一系列豐碩成果,為推動我國郁金香產業持續健康發展發揮了重要作用。
收集資源,建起國家郁金香種質資源庫
四月下旬,郁金香盛開的時節,走進遼寧省農科院“國家郁金香資源庫”的花棚里,五顏六色上百種的郁金香競相開放,每往前跨出一步就能越過好幾個郁金香品種。
早在20世紀初葉,我國即被西方譽稱為“園林之母”,具有豐富多樣的野生花卉種質資源。但是,近十幾年來,國外花卉大量涌入我國,形成了郁金香熱、非洲菊熱等,引種并快繁洋花成了行業主流。而從荷蘭大量購買的郁金香球,極易受病毒、退化等因素影響,須每年重新購入。
“花時再長,費力再多,難度再大,也要咬緊牙關克服困難,千方百計解決根本問題。”屈連偉說,團隊自2001年成立以來,就致力于郁金香的種質資源的收集、保護、評價和育種技術等基礎研究和遺傳育種、種球擴繁以及切花、盆花等生產及園林綠化等應用技術研究。
為收集我國野生郁金香資源,屈連偉4次帶領團隊,赴中國的野生郁金香資源主要分布地新疆天山地區,風餐露宿,尋找野生郁金香資源,踏尋的足跡幾乎遍及野生郁金香的所有分布區,最終掌握了我國新疆地區野生郁金香的分布規律。
收集種質資源的過程是十分艱辛的。“由于郁金香的花期較短,為了搶花期,不得不一天16個小時待在山上尋找資源。”屈連偉說,有一次山里下起大雪,他在防寒不足的情況堅持在雪中探尋,幸運地從山頂的厚雪中找到5株極其珍貴的野生郁金香帶回實驗室,后來將其中的2株贈送給華中農業大學做研究。
收集到的資源都被栽種在遼寧省農科院的郁金香資源圃里,該圃目前已收集、保存郁金香資源600余份,其中野生資源228份。2016年,該資源圃成為國家林業和草原局和中國花協首批認定的37個國家花卉種質資源庫之一,是目前唯一一個國家級郁金香種質資源庫,是全國郁金香種質創新研發基地。
通過資源收集與評價,郁金香團隊以5S和45S核糖體DNA為探針,準確標記和區分不同的染色體,開展精準核型分析,為中國野生郁金香染色體遺傳進化和遠緣雜交親本精準選配提供了指導。以觀賞價值、應用價值和生態適應性3個層次的14個評價指標創制為核心,團隊利用層次分析法(AHP)構建了中國野生郁金香資源層次分析模型,為中國野生郁金香資源的科學開發利用奠定了理論基礎。
種質創新,填補中國無郁金香品種空白
我國郁金香產業發展迅速,但切花和綠化用種球絕大部分依賴國外進口。對于種球“卡脖子”問題,屈連偉深感責任重大:“中國每年進口郁金香種球4億多粒,如果哪天外國卡住我們的脖子,我們的郁金香產業就沒有了。”
開展郁金香新品種選育,這是破解中國郁金香產業長期被國外“卡脖子”被動局面的根本途徑。
對于郁金香的育種,屈連偉制定了清晰的目標和路線,即充分利用我國野生資源,培育具有抗寒、抗旱、耐貧瘠特性的抗退化新品種和具有香味的新品種。他認為帶香味的郁金香不僅能夠提高觀賞價值,還可進行深加工提取精油,提高其經濟價值。
新品種郁金香從一粒種子到開花需要5年時間,再到擴大繁育、商品化需要近20年的時間。因為產出成果慢,國內從事郁金香研究的學者屈指可數。針對郁金香育種周期長的難題,團隊率先研發出“胚搶救+氣調庫+日光溫室”的育種模式,加快育種進程,縮短育種周期40%左右。團隊突破郁金香育種關鍵技術,建立了遠緣雜交、有性多倍化和染色體加倍3套高效育種技術體系,每年配制200余個雜交組合,并獲得了一大批優良的雜交后代。團隊創建的遠緣雜交育種技術體系,也為中國野生郁金香資源雜交利用提供了技術保障。
郁金香團隊利用我國特有的野生郁金香資源和國外性狀優良的栽培品種,通過廣泛的種間雜交及后代篩選,成功選育出“紫玉”“黃玉”“天山之星”“伊犁之春”“月亮女神”等19個郁金香新品種(通過國際品種登錄17個),填補了中國無自主知識產權郁金香品種的空白,并獲得大量的優新株系。
這些新品種各有特色:“紫玉”是我國自育的首個郁金香新品種,露地栽培單朵花期17天,比國外品種的平均花期長4.4天;通過國際新品種登錄的“天山之星”“和平年代”,除花期較國外品種早15天左右外,其觀賞性高,抗逆性強,可在遼寧露地越冬;“幸運之星”以其高度抗退化,實現了一次栽種多年開花,填補了我國園林綠化專用品種的空白;“黃玉”花色艷麗,花型優美,花期長,長勢強,栽培管理簡便,抗寒性較強,具有極高的觀賞價值,既可做切花栽培,又是春季花海花帶及園林造景的首選花卉。
制定標準,推動郁金香產業化發展
“在省農科院郁金香團隊的指導下,切花產量提高的同時商品率也得到提高。”遼寧省凌源市潤翔花卉專業合作社的總經理張慧明說,“今年合作社已經生產郁金香鮮切花160萬枝,產值約450萬元,純利潤達到200萬元。”
遼寧是郁金香產業大省,生產基地主要分布在朝陽、大連、沈陽、錦州等地,總規模近6萬畝;切花年產量約1.6億枝,占全國60%以上。但遼寧的郁金香產業體量雖大,卻也有“成長中的煩惱”,主要體現為生產管理等技術標準不統一。
因缺乏高效標準的生產技術,郁金香栽培技術參差不齊,導致切花、盆花產品質量不高,產業未能發揮出更大的經濟價值。此外,因花農及景觀企業配套技術不夠完善,郁金香在實際的綠化應用中未達到最佳效果。
為補齊這一短板,團隊研發了盆花、切花、室內水培、種球擴繁、采后處理及貯藏等5套配套栽培技術體系,制定了5項遼寧省地方標準,對我國郁金香產業標準化發展具有重要意義。團隊還申請了“郁金香水培花盆”“一種瓶栽郁金香營養液”等7項室內水培專利,使郁金香的應用范圍由室外拓寬到室內,實現了郁金香室內水培從無到有的突破。
應用這些栽培技術后,盆花商品率提高了25%,實現花期精準調控,可確保全年任意時間開花;切花產量提高30%,商品率提高20%;擴繁一級種球率達到65%,開花率達到96%。遼寧的郁金香產業從零散無序的狀態逐漸向標準化方向發展。
研發成果在遼寧省主要花卉產區得到了普遍應用,帶動大批農民從事郁金香相關產品的生產和銷售,幫助農民增收致富。成果還與全國6個省份17家單位的育種專家共享,為我國郁金香產業打破國外壟斷、技術升級換代和可持續發展作出了巨大貢獻。
遼寧省農科院院長隋國民表示,要從人力、物力、財力等方面全力支持郁金香學科發展,保持郁金香學科國內領先位置。郁金香學科不僅要做資源收集和基礎研究,還要把重點放在新品種選育和配套技術上,用科技成果指導花卉企業和花農,確保農民增收,切切實實把論文寫在大地上,實現郁金香品種和種球的國產化,助力遼寧全面振興新突破三年行動,為全面鄉村振興貢獻新的力量。
編輯:董雨吉