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国内蝴蝶兰育种技术的研究进展

2020-12-17赵玉安刘晓鹏王瑞华蒋拴丽杨书才

贵州农业科学 2020年9期
关键词:杂交育种蝴蝶兰花芽分化

张 果, 赵玉安, 刘晓鹏, 王瑞华, 蒋拴丽, 杨书才

(郑州市农林科学研究所, 河南 郑州 450005)

蝴蝶兰(Phalaenopsis)为兰科蝴蝶兰属多年生草本植物,花形似蝶,花期长、花色丰富且艳丽多姿,被誉为“兰花皇后”[1],深受世界各国人民的喜爱。蝴蝶兰种类繁多,其中传统大花类常年占据较大的市场份额,近年来珍奇类、斑点类和多花类蝴蝶兰则因其多元性、新奇性越来越受欢迎。受市场吸引,我国蝴蝶兰的产业发展迅速,产品陆续进军美国、韩国、日本及欧洲市场,消费量稳步增长,国内外市场前景与产业发展势头良好[2]。但由于我国蝴蝶兰育种工作起步晚,品种仍依赖引进,自主培育品种较少[3],新、奇、特品种更为稀少。近年来随着产业的发展,对蝴蝶兰观赏性状遗传规律、花色形成机理、分子标记等新技术应用研究和杂交育种、诱变育种、转基因育种等多种育种手段研究也越来越多,蝴蝶兰杂交育种取得令人瞩目的成就,但我国的育种进展比较缓慢。鉴于此,对我国蝴蝶兰现状和育种研究进展进行综述,就进一步的研究方向进行讨论,以期为国内蝴蝶兰育种工作深入开展提供参考依据。

1 蝴蝶兰常见类型

蝴蝶兰原产于亚洲和大洋洲的热带和亚热带地区,陆续发现了70多个原生种[4],我国蝴蝶兰属植物在《Flora of China》中记录的有12 种[5]。据统计,RHS至2013年12月31日,在RHS(英国皇家园艺协会,世界上唯一的权威的兰花新品种登录机构)登录的蝴蝶兰杂交种数达31 818个,但是大陆地区的蝴蝶兰杂交育种起步晚,参与的单位不多,育种目标也不太明确,目前在RHS上仅登录了51个[6]。现代蝴蝶兰种类繁多,常见类型为标准大花类、珍奇类、斑点花类、多花类和朵丽蝴蝶兰类。

1.1 标准大花类

主要有白花系、红花系、白底线条花系,该类型的蝴蝶兰最重要的原始亲本为白花常用亲本P.amabilis,粉红色常用亲本P.aschilleriana。

1.2 珍奇类

该类为小花类原生种初代杂交种及多代杂交种,其重要的原种亲本有P.amboinensis、P.lueddemanniana和P.violacea等,带有P.violacea血统的常常会有香味。近年来,通过与标准大花类杂交,珍奇类蝴蝶兰的品质有了很大的提升。

1.3 斑点花类

该类多由标准大花类与原种或珍奇类杂交而得,重要的亲本有P.lueddemanniana、P.Ho’sFrancyLeapard、P.Paifang’sQueen、P.Goldenpeoker、P.Sentra、P.Superstupid等。

1.4 多花类

亲本主要为P.equestris,还有D.pulcherrima等,具有株型紧凑、花小而多的特点,一些品种如P.Cassandra、P.Veitchiana等健株开花可达数十朵至上百朵。

1.5 朵丽蝴蝶兰类

由蝴蝶兰与五唇兰(Doritis朵丽兰)杂交而来。

2 蝴蝶兰育种的基本理论

2.1 花芽分化机理及花期调控技术

蝴蝶兰花型优美、花期长,是非常受欢迎的观花植物。其花序长短、花朵的排列和整齐度、花苞数、花径大小等直接影响其观赏价值。蝴蝶兰花芽分化是开花的重要生理过程,花芽的分化率和成花品质至关重要。研究花芽分化机理和花期调控技术,可以为蝴蝶兰育种提供理论依据;利用花期调控可以调整父母本花期,为常规杂交育种提供便利。

蝴蝶兰的花芽分化主要受温度调节,成熟兰株经一定的低温(18~25℃)诱导才能产生花芽[7]。韦莉等[8]以‘V31’蝴蝶兰为试材研究发现,花芽分化过程可分为6个阶段,即分化初始期、花序原基分化期、小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期和合蕊柱及花粉块分化期,低温处理15 d时,蝴蝶兰叶片中可溶性糖含量、C/N及RNA/DNA均达到小高峰;处理30 d萌发出花芽,整个花芽分化过程持续约2个月,低温诱导15 d左右是‘V31’感应低温诱导,由营养生长转入生殖生长的关键期。段九菊等[9]以‘红龙’蝴蝶兰为试材,发现花芽分化过程和韦莉等[8]研究结果一致,低温处理40 d开始花芽分化,高水平的C/N值有利于蝴蝶兰花芽分化的完成,且花序原基和花原基的出现可作为花芽分化早期的外观指标。刘添锋[10]以‘V31’为试材,研究不同肥水、光照、温度对开花品质的影响发现,高磷肥、光照强度15 000~25 000 Lx,日/夜温26~28℃/16~18℃处理时,开花品质最好,且光照和温度对开花进度有显著影响。

花期调控以低温和适当的昼夜温差催花为主。南方地区多采用高山基地催花,北方多采用覆盖或空调辅助低温催花。催花时要注意控制温度、光照、适宜的肥水管理;且注意持续低温处理达一定的天数,中间偶尔温度起伏影响不大;从内部可溶性糖、可溶性蛋白、C/N值、RNA/DNA值的变化可判断由营养生长向生殖生长转变的关键时期,从外观上以二原基的出现作为花芽分化开始标志,以花粉块分化完成作为花芽分化结束标志,从而合理地控制催花的温度和低温处理时间,还可以根据需要通过调控温度和光照强度控制开花进度。目前花芽分化理论的研究比较透彻,为蝴蝶兰花期调控、管理提供技术支撑,为常规育种工作的顺利开展奠定了基础。

2.2 花粉活力

花粉活力研究的目的是服务于人工授粉、保证授粉的成功及增加结实率,为目标亲本花期不遇时花粉的保存提供解决方案。蝴蝶兰属于虫媒花,温室育种需要进行人工授粉。姚丽娟等[11]研究发现,蝴蝶兰花粉发芽力可维持1~7 d,开花第1天花粉发芽力最强,雌蕊最好的授粉时间是开花后3~4 d。喻兰等[12]研究认为,蝴蝶兰花粉活力率(染色率)大小为开放1 d< 花蕾期<花蕾展开期;柱头可授性测定显示,蝴蝶兰开花10~30 d内进行人工杂交能获得较高的成功率,其中10~15 d授粉率最高。兰花花粉属于二核型花粉,具有厚实的外壁,耐干燥,寿命长,易于保存[13]。在进行人工杂交时,若是自交最好选用开放3~4 d的花朵;若是不同亲本杂交父本已开花,而母本未开时,可将父本开放1 d的花粉取出,暂时低温干燥保存,在母本开花10~15 d时进行杂交。

2.3 结实性

周建金等[14]研究发现,三倍体和二倍体或四倍体杂交能产生一定数量的杂种后代, 但三倍体和三倍体杂交未能获得杂种后代, 其原因是三倍体蝴蝶兰主要产生非整倍性配子,可育配子比例低, 产生后代的概率小。不同杂交组合的结实率存在明显差异,最高达100%,最低为0,由于蝴蝶兰品种间的差异,在杂交育种时,进行正反交有利于提高杂交成功率[15]。育种过程中如果存在结实率较低现象,可能是由于无法产生整倍性配子或者亲本间亲缘关系较远,导致难以杂交成功。除此之外,还有花粉的活力和柱头可授性也会对结实率有一定的影响。因此,进行杂交组合配置时,为提高杂交结实率,应提前确定父母本亲缘关系远近,淘汰亲缘关系较远的组合,从而避免远缘杂交不亲和问题;弄清父母本的倍性,以便合理的配置杂交组合;为提高杂交成功率,每个杂交组合进行正反交,人工授粉前检测花粉活力和柱头活性,选择最适宜的时期授粉。

2.4 蝴蝶兰蒴果采收及无菌播种繁殖

姚丽娟等[11]研究认为,授粉后3~4个月,当蒴果饱满、果皮绿中泛黄时采收并进行播种的,其萌发率高达100%。陈和明等[15]研究发现,蒴果从授粉至成熟时间高于100 d,有利于蒴果结出种子,且种子萌发率较高;若低于63 d,则蒴果内没有种子。

蝴蝶兰种子成熟后没有胚乳,需要与某些真菌共生,由真菌提供营养才能萌发。自然条件下,种子很难萌发,需要在无菌条件下播种育苗。在进行蝴蝶兰无菌播种时,采用从授粉至蒴果成熟时间超过100 d、未开裂、外观饱满、果皮绿中泛黄的蒴果。蒴果采收后一般要尽快播种,常温下可保存10 d左右。播种前,先将蒴果放在流水中清洗干净,剪除上下两端,用75%酒精消毒数秒后,置于0.1%升汞溶液中消毒10~12 min,用无菌水冲洗5~6次,无菌播种时直接将种子块夹入培养瓶内,其萌发效果好[11]。

3 蝴蝶兰主要遗传性状及遗传规律

蝴蝶兰作为备受大众喜爱的观赏花卉,其花色、花朵质地、花朵大小、朝向、花朵数、朵间距、植株冠幅和叶片张开程度等性状直接决定其观赏价值,因此弄清其遗传规律,才能有目的地进行育种,从而选育出高品质的蝴蝶兰新品种。目前关于蝴蝶兰杂交后代性状分离的研究,前人已开展了部分探索。

3.1 花色

陈和明等[16]发现,Phalaenopsis‘SogoVivien’自交S1代花色由亲本的紫红分离出白色、浅紫和深紫;着色模式由亲本的线纹分离出纯色、斑点和线纹与斑点。陈和明等[17]研究发现,F1花色分布上,正交组合比反交组合更容易选出超亲优良个体,花色遗传能力上,紫红亲本( P39) 的花色遗传能力比紫红边白的亲本( P42)强。李佐等[18]研究表明,蝴蝶兰不同花色的遗传能力与覆盖能力有所差别,依次是红色>黄色>白色,即通过杂交育种可获得黄底红斑、白底红斑的后代,而难获得红底黄斑、红底白斑的后代花色。朱娇等[19]研究发现,花底色较深的亲本作母本时,杂种后代出现深底色的比例增加,推测花底色可能主要由母本决定。郭文姣等[20]研究认为,蝴蝶兰花底色应是由多对基因控制的复杂遗传,且红色由显性基因控制,显性基因越多,花色越深;蝴蝶兰花心颜色、花纹颜色和叶片性状可能为显性遗传。

关于蝴蝶兰的花色遗传规律虽有不少报道,但大多数只集中于1个或多个杂交组合的后代性状分离研究,花色性状的遗传规律还没有系统的研究报道,花色的遗传规律还不甚明了。蝴蝶兰的花色种类繁多,究竟花色是由几对等位基因控制、花色的显隐性关系等还不清楚,这是蝴蝶兰育种急需解决的问题。不过依据目前已有的研究,蝴蝶兰的底色可能是多对基因控制的复杂遗传,且红色由显性基因控制,显性基因越多,花色越深,花色的覆盖能力依次是红色>黄色>白色,深色斑点和条斑的遗传效果较好,育种工作者可以参考前人研究成果,推测不同的亲本可能产生的花色性状,然后选择合适的亲本进行杂交,从而获得目标性状。

3.2 花朵材质

张启翔等[21]研究认为,Phalaenopsis‘FrigdaasOxford’作父本更易于将其较厚花瓣遗传给后代,花瓣厚度正交后代均介于双亲,反交后代有1试验组低于双亲,其他3个试验组均介于双亲。另外,张启翔等[22]还研究了双亲均为纸质花品种且父本具有颗粒粗糙感的花斑,杂交后代获得了与花斑颜色近似的纯色全蜡质花,猜测可能由于原本分布在父本花瓣上的花斑,杂交后均匀分布形成了与父本花斑色近似的全深紫色蜡质花。关于蝴蝶兰花朵材质的遗传规律,仅仅猜测采用蜡质型花品种或者具有颗粒粗糙感的花斑的优株作亲本有可能获得全蜡质花后代,并没有形成系统的理论,未来还有大量的研究工作要做。

3.3 花朵大小、数量、株幅等

张启翔等[22]研究发现,蝴蝶兰花朵大小与花瓣厚度呈负相关,花朵薄的纸质类型花朵大,而花瓣厚的蜡质型则花朵小,杂交后代花朵数量均高于双亲,表现超亲优势。郭文姣等[20]研究认为,‘大辣椒’ 和‘0436’蝴蝶兰正反交后代的花径、花朵数和花序长度平均值均低于双亲,中亲和超亲优势不明显。朱娇等[19]研究发现,花径较大、花朵数较多的亲本作母本时,获得较大花径杂种比例增加;正反交植株冠幅均表现一定程度的衰退现象,且植株冠幅可能主要由母本决定。李佐等[18]试验结果表明,Phalaenopsis‘FrigdaasOxford’ 与Phalaenopsis.SH49杂种后代花朵大小和花瓣大小变异程度都不大,株幅大小为多基因控制的数量性状遗传。从已有的研究报道可以发现,蝴蝶兰花朵大小可能和花朵材质、父母本的花朵大小均有关系,株幅多表现一定程度的衰退,花朵大小和株幅且可能都受母本的影响较大,因此在蝴蝶兰育种时,母本的选择非常重要。

4 育种途径和手段在蝴蝶兰育种中的应用

4.1 杂交育种

蝴蝶兰种质资源由原生种和杂交种组成,其中杂交种又包括种间杂交种和属间杂交种。全世界陆续发现70多个蝴蝶兰原生种[4],我国有12 种[5]。至2013年12月31日,在RHS登录的蝴蝶兰杂交种数达31 818个,但大陆地区的蝴蝶兰杂交育种起步晚,参与单位不多,育种目标也不太明确,目前在RHS上仅登录51个[6]。

杂交育种是蝴蝶兰最常规的育种方法,已有130多年的历史,包括引种、检测、杂交和选种。蝴蝶兰杂交育种是选择父母本进行杂交,从后代中筛选出目标性状的优良新品种的育种方法,可以发生在同一品种内、不同品种间或不同种及不同属之间,也是我国选育蝴蝶兰最常用、最重要的一种手段。杂交育种能将多个品种的优良性状集中在一起,杂交后代优势明显,但获得新品种的周期较长,往往培育一个新品种需要7~9 a。在进行杂交育种时,首先要根据自身育种需要确定育种目标,即选育的新品种应该具备什么样的性状;再根据目标有目的地选择合适的亲本,一般情况下,综合性状好、适应性强的品种作母本,而具有需要改良的目标性状的品种作父本,除此之外可能获得目标性状的原生种、优秀的杂交种或优良单株均可作亲本;再根据亲本的倍性和亲缘关系合理配置杂交组合,为了提高杂交成功率,每个组合均进行正反交,除了杂交手段外,也可以用回交来稳定一些重要性状或者多代自交选育出综合性状优良的自交系;杂交成功后,可从F1代开始筛选优良单株,结合组培快繁、无菌播种等技术,进一步缩短育种进程。在杂交育种过程中,若遇到父母本花期不遇,为了提高杂交成功率,可人工调控花期,人工授粉前检测花粉活力和柱头活性,选择最适宜的时期授粉。

4.2 诱变育种

长期无性繁殖造成了蝴蝶兰种性的退化,改良和创新其种质资源具有重要意义,诱变育种利用物理或化学因素使生物发生突变,为蝴蝶兰育种提供了另一种手段。近年来通过诱变育种,市场获得了很多有观赏价值的变异,包括花色、花形及其他形态变异等。诱变方法有物理诱变和化学诱变。

4.2.1 物理诱变 应用γ射线辐射、空间诱变等手段进行蝴蝶兰新品种的培育,目前已有不少的报道。辐射诱变常用60Co-γ射线,章宁等[23]将3个蝴蝶兰品种的组培原球茎或小苗,使用60Co-γ射线进行诱变试验,获得一系列诱变苗;张永柏等[24]采用60Co-γ对蝴蝶兰花粉进行诱变处理,初步选育出1个优良变异株系。

辐射产生的变异可能是基因突变也可能是生理损伤或者不良环境条件等非遗传因素产生的[25]。章宁等[26]利用RAPD技术进行分析,对比蝴蝶兰辐射诱变苗与对照苗谱带,两者有差异,表明诱变苗是由基因突变引起的;章铁等[27]研究认为突变体为基因型花型突变体。不同的品种最佳辐射剂量不同,使用最佳辐射剂量照射获得的变异程度最大[28];孙晓莉等[29]发现V31蝴蝶兰的最佳辐射诱变剂量为15 Gy;张永柏等[24]认为蝴蝶兰花粉辐射的适宜剂量为60~80 Gy;张相锋等[30]研究初步确定了蝴蝶兰原球茎的半致死剂量是50~68 Gy。蝴蝶兰辐射诱变虽有不少研究,但大多集中在γ射线的剂量研究,对于不同品种、不同组织或器官辐射诱变时射线选择、诱变剂量选择及应注意的事项,变异的原因,产生的变异是否能稳定遗传等方面还不清楚,未来还需要大量的研究。

空间诱变育种又称航天育种、太空育种,是利用太空特殊环境使搭载的蝴蝶兰材料产生变异,往往经过空间诱变能得到花大、花期长、花型好、抗逆性强及稳定遗传的变异品种。目前通过空间诱变技术,结合地面常规育种和生物克隆快繁方法,已成功选育出航蝴1号和航蝴2号蝴蝶兰,并已经通过广东省农作物品种审定[31-32]。空间诱变选育的品种往往具有花型大、花朵数增加、花色加深、花期长、抗逆性强、适应性好、抗病性和稳定遗传等特性[32],一般的单位和公司在育种时往往没有空间诱变育种的条件,但可以参考这些优良性状作为杂交育种、诱变育种时选择优株的标准,以便加快培育新品种的进程。

4.2.2 化学诱变 通常情况下,化学诱变剂诱发的突变性状有明显专一性,便于定向培育新品种,目前蝴蝶兰诱变育种研究中常用的诱变剂有秋水仙素、甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(NaN3)等。秋水仙素诱变蝴蝶兰是通过染色体数目增加,从而使植株花型变大、花色更艳、抗病性更强,加倍后还能解决属内或属间杂交不亲和的问题,纯黄色花系的Phal.GoldenEmperor‘Sweet’花型优美,但因其为三倍体,不容易通过杂交而获得后代,经秋水仙碱处理叶片诱导出原球体,从中获得了2个六倍体植株[33]。近年来除秋水仙素外,关于EMS和NaN3诱变蝴蝶兰的研究报道也不少,陈超等[34]研究结果显示,EMS和NaN3均可使部分类原球茎(PLB)白化或褐化并逐渐致死,并且EMS比NaN3的诱变处理效果好,0.5%EMS可作为创造蝴蝶兰PLB突变体的参考浓度; 崔广荣等[35-36]研究认为,NaN3的合适诱变剂量为6 mmol/L,处理2 d;EMS适合诱变剂量为浓度0.4%,处理2~4 d。龚妮[37]用EMS对蝴蝶兰类原球茎和不定芽的诱导发现,EMS处理得到的再生小苗对短暂低温的抵抗能力较正常诱导苗弱,但对持续低温的抵抗能力却比正常诱导苗高。

蝴蝶兰化学诱变育种,目前应用秋水仙碱处理类原球茎来获得新品种方法比较成熟,但利用EMS和NaN3诱变研究还局限在诱变剂量、处理时间、诱变组织或器官选择方面,还未成功获得优良的品种。诱变育种可以创造新的突变性状,从而为蝴蝶兰育种提供新的方向的途径,但实际生产中诱变育种获得的优良变异株系较少,且变异方向不可控制,后代的性状较难稳定遗传,不利于规模化生产。

4.3 多倍体育种

多倍体育种是兰花育种重要方法,可以通过组织培养(如诱导愈伤组织等)、有性杂交、化学诱导(如秋水仙素等)等染色体加倍技术获得多倍体。蝴蝶兰是二倍体单子叶植物,目前生产上推广的蝴蝶兰品种多数是多倍体,刘芳等[38]对85份蝴蝶兰根尖染色体的鉴定结果表明,3.5%为二倍体、10.6%为三倍体、85.9%为四倍体,采用倍性育种方法培育蝴蝶兰新品种时,如果以大花为目标,可培育四倍体,如果以小花多花为目标,可培育二倍体,如果以小花多花或中花多花为目标,可培育三倍体。周建金等[14]研究发现,三倍体和二倍体或四倍体杂交能产生一定数量的杂种后代,但三倍体和三倍体杂交未能获得杂种后代,其原因是三倍体蝴蝶兰主要产生非整倍性配子,可育配子比例低,产生后代的概率小。朱娇等[39]研究表明,不同倍性蝴蝶兰均可以产生未减数雄配子,可能是由于小孢子母细胞不进行减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ纺锤体异常定向导致。蝴蝶兰多倍体植株往往株型健壮、花色艳丽、花期长,市场上很多的推广品种多为多倍体,因此多倍体育种的前景广阔。在进行多倍体育种时,育种者首先要弄清楚亲本的倍性,然后根据需要配备杂交组合,若遇到杂交不育的情况可尝试人工诱导形成未减数雄配子或者秋水仙素加倍植株,从而有效克服育种障碍。

4.4 基因工程育种

现代基因工程技术旨在突破传统杂交育种周期长、目标不精确、杂交不亲和、缺乏蓝色及香味品种等瓶颈问题,为蝴蝶兰育种提供新的途径。

4.4.1 蝴蝶兰功能基因 目前国内对蝴蝶兰功能基因的研究主要集中在调控花发育的基因、参与花色形成的基因、参与代谢调控的基因以及抗逆境基因。1) 与花发育相关的基因。胡月苗等[40-43]研究发现,MADS-box基因在兰花的花器官形成过程中起重要作用,A、B、C、D和E类基因共同作用形成独特及多样的兰花结构,A类基因可能与花器官发育和控制开花有关,B类基因可能与花形态和结构特异有关。崔波等[44]研究认为,SOC1基因在蝴蝶兰生长发育中既调控营养生长,又调控生殖生长;在花器管中主要参与蕊柱和子房的发育。2) 参与花色形成的基因。花色是蝴蝶兰的重要观赏性状,创造新花色更是蝴蝶兰育种的主要目标之一。与花色形成有关的色素包括类黄酮(花青素苷为主)、类胡萝卜素、甜菜色素3大类,其中类黄酮3’5’-羟化酶(F3’5’H)是细胞色素P450家族成员之一,是合成3’5’-羟化花色素苷的关键酶,而查尔酮合酶(CHS)又是类黄酮合成的限速酶[45]。近年来蝴蝶兰花色基因研究主要集在CHS、F3’5H、DFR和Myb等[46-48],推测可能是多种基因共同表达控制花色,但具体的调控机理还不清楚,需要进一步研究。3) 参与代谢调控的基因。袁秀云等[49]研究推测,蝴蝶兰Rubisco活化酶(RCA)基因PHRCA直接参与了蝴蝶兰叶片光合作用的调控。4) 抗逆基因。有研究表明,蝴蝶兰Rubisco活化酶(RCA)基因PHRCA[49]、几丁质酶基因PhCHT[50]、S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因[51]、热激蛋白(PhHsp70)基因[52]能响应一定的低温胁迫。许传俊等[53]研究发现,抗坏血酸氧化酶基因PhAPX参与机械伤害和盐胁迫调控。蝴蝶兰基因的代谢调控是个极其复杂的过程,比如花发育相关的基因目前已知有MADS-box基因家族和SOC1基因,参与花色形成的基因有CHS、F3’5H、DFR、Myb等,参与代谢调控的有RCA基因、蔗糖合成酶基因等,参与抗逆境的基因有RCA基因、几丁质酶基因、SAMS基因、抗坏血酸氧化酶基因等,现已有的研究仅占很少部分,除此之外可能还有很多未发现或未开展研究的相关基因,而且目前已有报道的基因在育种工作中还没有发挥作用,未来还有大量的研究工作要做。

4.4.2 基因工程育种进展 蝴蝶兰基因工程育种主要集中在蓝色、香味蝴蝶兰品种的选育上,因为目前现有的蝴蝶兰品种只有红色、白色、黄色及复合色(斑纹类)等,缺乏蓝色、香味的品种,通过传统的杂交育种手段无法获得蓝色或者香味品种。早期蝴蝶兰成功转化多用基因枪法,随着农杆菌介导的遗传转化体系逐渐成熟,在蝴蝶兰上也有成功报道,张和臣等[54]利用农杆菌转化法将反转录克隆得到的三色堇F3’5’H基因全长序列和鸢尾DFR基因成功导入蝴蝶兰V31品种自交后代中。另外花瓣瞬时转化体系建立[55],子房注射法成功应用[56],也为基因工程育种提供了新的手段。

5 小结与讨论

近几年我国蝴蝶兰产业发展势头良好,但我国蝴蝶兰育种工作起步晚,品种仍依赖引进,自主培育品种极少,育种工作还任重道远。目前蝴蝶兰育种的手段有杂交育种、诱变育种、多倍体育种和基因工程育种,不同的育种手段各有优缺点。杂交育种仍是目前最主要的育种方法,现有的蝴蝶兰品种大多是利用杂交育种培育出来的,但是杂交育种周期较长;诱变育种可以创造新的突变性状,选育出优良株系后,利用组织培养快速扩繁,再结合杂交育种保留优良性状、改善不良性状,以便获得可稳定遗传的后代,但实际生产中通过诱变育种获得的优良变异株系较少,且变异方向不可控制,后代的性状较难稳定遗传,不利于规模化生产;多倍体育种市场前景广阔,育种时要注意亲本的倍性,提前采取措施避免育种障碍;基因工程育种作为新兴的育种手段,其优势明显,利用基因转化技术将蓝色、香味等目标性状基因导入植株中,可解决杂交育种解决不了的难题,但是基因工程育种成本较高不利于规模化生产,目前成功的较少。

育种者在育种时应根据自身的育种条件和目标选择合适的育种方法,可选择单一的育种手段,亦可将多种育种方法结合使用,如诱变育种获得优良性状单株后,可利用杂交育种改良不良性状获得稳定遗传后代。除此之外还要做好种质资源的引进和保存,为蝴蝶兰培育新品种提供足够的原材料。

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