福建省花卉遺傳育種學科發展研究報告

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福建省花卉遺傳育種學科發展研究報告

福建省花卉協會

花卉業是最具發展潛力的朝陽產業，在經濟社會發展中具有獨特的作用。隨著花卉產業的迅猛發展，人們對產品的要求不僅僅停留在數量上，對品質方面的要求也在不斷提高，產業發展對技術需求顯得越來越迫切。自主創新品種不足已成為制約我國花卉產業進一步發展的重要瓶頸問題。我國花卉育種系統研究起步較晚，對優良品種的繁育技術研究較少，大多數優良品種的種球和種苗主要依靠進口，產業發展受制于人。只有培育出具有自主知識產權的優良新品種，才能在花卉產業競爭中占有一席之地。

花卉是福建省十大特色農產品之一，福建省委、省政府高度重視發展花卉產業。福建省發展花卉產業具有明顯的區域優勢，然而隨著花卉市場的日漸成熟以及人們對品質要求的逐步提高，我省花卉業也存在一些制約產業可持續發展的技術問題：如自主產權花卉品種少，引進品種消化創新力度不夠；花卉產品結構比較單一，無法滿足國內外市場對花卉品種多樣化的要求；產業規模與品種嚴重不足，沒有充分利用福建省的地理、氣候、資源、設備等優勢；生產技術落后，產業競爭力不高等。強化品種創新有利于促進福建省花卉產業的跨越式發展，目前我省品種創新與產業化配套技術攻關基礎及環境日趨成熟，依托福建省農科院等科研院所的協同攻關以及近年涌現的花卉龍頭企業在花卉產業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、花卉優質種苗繁育技術以及一系列產業化關鍵技術與共性技術問題奠定基礎。

1 國內外花卉遺傳育種研究現狀

1.1 我國花卉遺傳育種研究現狀

1.1.1花卉種質資源研究現狀

花卉種質資源是花卉育種與產業發展的重要保障，世界各國都十分重視花卉種質資源的搜集、保存和研究工作。我國花卉種質資源搜集工作始于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、安徽黃山、陜西秦巴及太白山區、西藏色季拉山、神農架及三峽地區、甘肅子午嶺等地區的野生資源作了考察，并進行整理，發現了一批珍貴的野生種質資源，如西藏的杜鵑花、報春花，重慶地區的山茶花，浙江、海南、云南的蘭花，安徽百合科野生觀賞種質資源等。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分類研究。同世界擁有數比較，我國已擁有非常豐富的花卉種質資源，同時也是多種名貴花卉的起源中心，為世界花卉業作出了巨大的貢獻。

同時，許多新技術、新方法被逐步引入花卉種質資源研究領域，將種質資源的研究推進了一個新的發展時期。對花卉種質資源的研究已經不再局限于記錄、觀察、形態習性的描述，分子生物學方法的引入為種質資源的鑒定和分類提供了一個便捷的途徑。戴思蘭[1]應用RAPD技術分析了菊屬26個居群間的親緣關系和7個野生菊花種的系統發育關系，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系和系統分類的研究。其他分子標記技術（如ISSR、RFLP、SSR等）也是種質資源研究常用的分子生物學技術，可以應用它們進行品種鑒別和建立分子數據庫，分析野生種與栽培品種群間的親緣關系，這些研究的開展為進一步應用種質資源，發揮其在花卉遺傳育種中的作用奠定了基礎。

1.1.2花卉常規育種研究現狀

常規育種技術仍然是目前花卉育種的主要手段，世界各國通過常規技術育成的花卉新品種仍占主導地位。

直接從國內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、數量較大，這在短期內調節我國花卉品種單一方面起到了積極作用。同時，國內已有許多科研單位和公司在強化品種引進的基礎上，進行創新利用，加強了國內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，國內的花卉品種品質不高，短期內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良性狀，克服親本的缺點，獲得具有雜種優勢的新品種（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，經先輩長期選育而來，我國是栽培菊的故鄉。中國農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、抗性強等優點的月季切花品種；天津市園林綠化所和山西省農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、科研單位和花卉公司一直致力于仙客來育種工作。南京農業大學、北京農業大學等采用常規雜交技術培育了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狀

我國花卉輻射誘變育種始于20世紀80年代初，此后在我國花卉改良中廣泛應用。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的高空進行各種農作物的飛行搭載處理，使農作物在太空特殊環境條件下產生突變，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星搭載的研究試驗。航天育種是航天技術和農業育種技術相結合的產物，是一種嶄新的育種技術[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，并進入預定軌道，中國天地往返運輸系統首次應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展階段。

我國化學誘變育種起步于20世紀50年代后期，起步較晚。化學誘變育種利用秋水仙素、EMS等化學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花卉生物技術育種研究現狀

生物技術是近年來新興的一個學科領域，植物基因工程技術為改良花卉品種、創造新種質提供了快捷途徑，特別是利用原生質體融合、細胞質雜交、轉基因技術、胚培養、花粉、花藥的培養等。

1.1.4.1 組織培養與育種

植物組織培養技術對培育優良作物品種開辟了一條全新的途徑。目前，國內外已把植物組織培養普遍應用于作物育種，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，花卉的花藥培養可誘導出單倍體植株，單倍體經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，也是外源基因轉入的很好受體。另外，組織培養和細胞培養在誘變育種中也發揮著重要的作用。

1.1.4.2 基因工程育種

進入21世紀，花卉的基因工程育種將會得到超常規發展。與傳統的育種方法相比較，基因工程育種具有更高的科學性和精確性，可以打破物種界限，并實現定向改良，縮短育種期限的優點。因此，采用基因工程技術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，要實現這一夢想最重要的條件是提高液泡液的pH值。現已清楚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；花卉形態的代謝途徑非常復雜，目前人們對其發育及調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，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。有人利用野生型發根農桿菌轉化檸檬天竺葵，使其芳香物質大大增加[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，如月季表現花小、多刺等，影響其產品的質量，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狀分析

1.2.1國外花卉種質資源研究現狀

西方國家近兩三百年內的花卉業之所以能飛躍發展，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，大大豐富了花卉遺傳多樣性。例如育成現代月季的關鍵性雜交親本“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樹種的盛況。另據統計，荷蘭有40%的花卉原產我國，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，德國現有花卉的50%來自中國[21]。中國的花卉種質資源對世界園林做出了巨大的貢獻。另外，種質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狀

現在世界上主要花卉大國都在不斷提高其花卉科技含量，規模化、專業化地發展花卉產業。傳統的育種方法與先進的生物技術更加緊密地結合在一起，加快育種步伐，以市場為導向，培育出多種花色、抗性強及帶有香味的暢銷品種，并利用生物技術進行規模化批量種苗生產。

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律研究，進行抗逆性和適應性雜交育種工作，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。比利時根特農業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；日本農林水產省的野菜茶葉試驗場花卉部通過雜交選育、花藥培養等方法，選育出草原龍膽中型花、復色品種，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的常規育種、優良性狀植株雜交、自然變異或人工誘導變異等多種方法。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]。隨著生物技術的不斷完善，轉基因育種也成為重要的育種手段。在花卉育種上，矮牽牛成了轉基因育種的模式植物。世界上第一例改變花色的轉基因育種就是在矮牽牛中成功的，將玉米DFR基因導入矮牽牛后，產生了沒有商業價值的淡磚紅色花朵的變異，Oud等[25]以轉基因植株相互雜交，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，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展趨勢預測

2.1 重視花卉優良種質資源的挖掘與創新利用

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

2.2 育種技術更多地得到交叉應用，育種目標將與效益緊密結合

未來常規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，結合胚挽救等技術，可將近緣種、屬的花色基因重組培育成新的類型。同時結合分子標記鑒定、轉基因技術以及多種方式的誘變育種技術，使優良親本種質資源得到充分應用。在育種策略上將更加重視經濟和適應性的早期測定和加速育種周期工作，并借助DNA分子標記和組培等技術手段，提高育種效率和可靠性。同時，高效穩定的無性快繁技術也將成為花卉育種的重要研究內容。

制定育種目標是育種工作的第一步。今后花卉的育種目標將在繼續提升觀賞性狀的基礎上，增強抗性育種工作，降低花卉生產能耗，實現觀賞與經濟效益兼顧。

2.3 現代分子生物技術在花卉遺傳育種中將發揮重要作用

植物基因工程的發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保障。近20年以來，植物基因工程技術已取得重大進展，為人類開辟了一條新的育種途徑。隨著分子生物學和遺傳學理論的發展、生物技術難點不斷突破，細胞培養和細胞融合、體細胞胚狀體誘導和人工種子等細胞工程技術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與機遇

3.1 我國花卉遺傳育種研究面臨的挑戰

3.1.1育種工作基礎薄，人才缺，時間短。花卉育種對各種新技術的運用是比較廣泛的，但中國系統育種起步較晚，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的，致使許多科研單位及科研人才放棄科研轉向經營。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展。同時對優良品種的繁育能力差，絕大多數的優良品種種球和種苗仍然只能依靠進口。

3.1.2新品種產權保護意識薄弱，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權的法律、法規尚未很好地得到執行，人們對知識產權保護的認識還停留在表面。目前，國內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的知識產權保護意識薄弱。培育花卉新品種是一個相當復雜的過程，育種者除需要一定的專業知識和技術外，還需要投入大量的人力、物質資源和資金，但是在多數情況下，一個花卉新品種投入生產后，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造性。

3.1.3栽培中大量優良品種的退化與丟失。中國花卉產業處于初級發展階段，花卉種植主要以農戶為主。由于種植者知識水平有限，在生產過程中盲目追求眼前利益，栽培管理方法不得當，產品質量低、成本高，以至于許多優良種質的品質退化，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劃，工作重點不突出。我國包括花卉在內的園藝植物育種長期以來沿襲傳統計劃經濟體制的一套觀念和做法，仍然忽視甚至排斥市場的導向作用，受眼前利益驅使，育種工作往往難以適應當前國際需求；另外，宏觀調控作用薄弱，使整個育種工作缺乏長遠規劃和全面布局，重復研究甚多，重點不突出，從《全國花卉產業發展規劃（2011-2020年）》中仍然看不到關于花卉育種工作未來的發展方向。再加上相關主管部門不愿為自己任期內難以取得政績的周期長、花錢多的育種和應用基礎項目投入過多的經費和人力，轉而熱衷于“短、平、快”項目，眾多因素導致花卉業競爭力不強。

3.2 我國花卉遺傳育種研究面臨的機遇

3.2.1國家花卉產業發展規劃的制定與實施。改革開放以來，我國花卉產業得到迅猛發展。據統計，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大國。2011年，國家林業局將花卉產業作為林業十大主導產業之一列入《林業發展“十二五”規劃》。科學編制《全國花卉產業發展規劃(2011-2020年)》(以下簡稱《規劃》)，對于加快花卉產業發展，進一步落實黨中央、國務院強農惠農政策，促進農民增收致富，培育新的經濟增長點，促進綠色增長具有重要意義。

《規劃》根據我國經濟社會發展和現代農業、現代林業建設的新形勢，在全面系統調查研究的基礎上，認真分析了我國花卉產業發展的現狀、問題、需求和潛力；遵循花卉產業與經濟社會協調發展，經濟效益、社會效益和生態效益兼顧的原則，明確提出了新時期我國花卉產業發展的指導思想、基本原則和發展目標，確定了全國花卉產業發展戰略、產業布局和建設重點，提出了實施《規劃》的主要政策和保障措施。《規劃》作為指導全國花卉產業發展的綱領性文件，是各地開展花卉工作的重要依據。

3.2.2我國豐富的花卉種質遺傳資源。我國觀賞植物種質資源豐富，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，有巨大的開發潛力和市場前景。因此，如何充分發揮我國花卉種質資源特別是野生花卉資源方面的優勢，加強對野生植物資源的科學研究和引種、馴化、栽培，加快培育民族花卉種業，關系到我國花卉業從大國向強國轉變的實現，從而改變花卉市場洋花、洋草占統治地位的被動局面，使民族花卉產業立足于世界花卉之林，領導產業潮流，使我國成為新世紀的“世界園林之母”。

3.2.3國家對知識產權保護力度不斷增強。加強對花卉新品種、新技術的知識產權保護，建立健全花卉新品種保護的法律法規，是中國花卉育種科技得以健康發展的重要保證。1997年，國務院頒布了《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，農業部植物新品種保護辦公室開始受理來自國內外的植物品種保護權的申請，截至2013年4月30日，花卉品種總申請746個，總授權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情況表

4 我國花卉遺傳育種發展的思路與目標

4.1 發展思路

許多花卉種質資源具有極大的開發價值，但是當前我國植物資源的開發利用水平低，未來仍然需要在現有種質資源的收集、評價基礎上，對花卉種質資源，尤其是我國特有的花卉種類進行創新利用，注重多育種技術結合，尤其是常規雜交育種、誘變育種與生物技術的結合，充分利用種間甚至屬間的優良特性，加大分子輔助育種技術創新，縮短育種周期。同時，以市場為導向，突出花卉業的區域化種植、專業化經營、規模化發展，集中優勢提高花卉產品質量、降低生產成本。統籌規劃全國花卉育種區域，充分利用自然條件和農業資源，合理布局花卉的栽培種類和品種結構，發揮不同地區的優勢，避免重復研究，開發出具有民族特色與商業價值的花卉新品種。

要繼續完善知識產權保護相關法律法規，重視育種者權益保護，鼓勵育種工作者投身花卉育種研究事業中，并制定相應的財力保障政策。發揮企業在市場前沿的優勢，著眼未來，敢于競爭，發揮其在花卉新品種創新中的主力軍作用。

4.2 發展目標

（1）建立完善的品種知識產權保護制度。

（2）培育適應性強、效益型的花卉新品種。

5 我國花卉遺傳育種發展的戰略任務

5.1 加強花卉種質資源保護、挖掘與創新利用

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

5.2 持續穩定常規育種在花卉育種中的基礎作用

常規育種是當前培育優良新品種的重要途徑，即使在新興育種技術得到充分發展的未來，常規育種工作仍將是新技術育種的基礎。通過常規育種，尤其是雜交育種的各種育種技術與方式，充分利用種內、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。同時結合早期選擇與鑒定研究，建立相關育種信息庫，不斷選育出不同生態適應型，滿足經濟和社會多種需求的新品種。

5.3 強化發展以基因工程和細胞工程為主的生物技術

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，克服傳統育種不足，實現定向改良，縮短育種周期。植物細胞工程為育種提供性狀穩定的材料，與多種育種技術緊密結合，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達國家起步晚，但近年來發展很快，分子遺傳研究受到了國家的高度重視，在花卉育種上的應用也越來越廣泛。

5.4 利用航天技術，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的，因此，把航天誘變作為農作物遺傳育種的新途徑已受到國內外遺傳育種界的廣泛重視，中國是世界上開展農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射與返回，我國的航天技術已躋身世界前列。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射返回式衛星的少數幾個國家之一，同時，我國對糧食作物、油料作物、蔬菜、果樹等農作物的成功搭載和空間誘變育種積累了大量寶貴經驗，為花卉空間誘變育種打下了良好基礎。今后，我國應繼續發揮自身優勢，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展的戰略對策

6.1 重視植物育種者權利，完善相關法律法規

如果沒有知識產權保護的相關政策法規，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，以保護自己的合法權益。

6.2 積極引進優良品種，縮小與國外品種差距

有選擇、有目標、有步驟地引進、推廣國外優良品種是當前解決我國急需花卉種類和優良品種最直接、有效的方法。同時，收集、利用優異的國外品種資源有助于我國自有品種的改良與創新，這是短時間內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 發揮我國資源優勢，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利用。因此，在今后育種中仍然需要發揮我們的資源優勢，開展馴化、繁育野生植物工作，合理開發利用野生觀賞植物資源，改善花卉種類單調局面，并進一步深入研究種質資源遺傳規律，挖掘現有特（優）異種質材料，為選育新品種提供豐富的種質資源。同時育種單位要根據本地區的特點，選擇有特色的花卉，比如中國的十大傳統名花，進行重點改良與選育，克服對熱門花卉一轟而上，重復研究的做法，將有限的資源投入到最需要的地方去。

6.4 加大科技投入，進行聯合攻關

雖然近幾年我國花卉業發展較快，但產品質量與發達國家相比依然存在很大差距，其主要原因仍然是產品的科技含量低。當今世界，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。國家應考慮農業科研的特殊性，對農業的政策必須以投入為主、開發為輔，同時加強企業、農戶與高校、科研院所科技人員的緊密協作，根據優勢互補、利益共享的原則，改變過去只重視科研成果的學術水平，而較少考慮市場的需求，充分考慮市場需要，培育優良新品種，快速推向市場。

7 福建省花卉遺傳育種的研究現狀、形勢與對策

7.1 福建省花卉遺傳育種的研究現狀

福建省委、省政府高度重視花卉苗木產業發展，2012年先后印發實施了《福建省花卉產業發展規劃（2011～2020年）》（閩政〔2012〕5號）和《福建省人民政府關于扶持花卉苗木產業發展的意見》（閩政〔2012〕37號），并召開了全省花卉苗木工作視頻會，省林業廳緊緊抓住這個機遇，充分發揮省花卉協會的作用，以實施現代農業（花卉）生產發展項目縣建設為契機，全力推動全省花卉苗木產業發展，成效十分顯著。2012年，福建省花卉苗木產業取得了可喜成績，全省花卉苗木種植面積達4.15萬公頃，全產業總產值達259.8億元（其中種植業總產值160.6億元），實現銷售額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，漳州市花卉苗木業總產值為107.9億元，福州市總產值為42.2億元，三明市總產值為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，以技術推廣部門為依托，形成“科教單位＋推廣部門＋龍頭企業（專業合作社）＋生產基地”的技術推廣服務模式，先后承擔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”等一批新優品種（品系）。

然而，福建的花卉業仍處于高速低效、數量增長階段，花卉產業的資源優勢還未轉化為產業優勢。一直以來缺乏領軍的科研機構，立項少、成果少，難以推出擁有自主知識產權的花卉新品種、創新產品和質優價廉的特色產品，尤其是我省現有的7100多種花卉與觀賞植物資源沒有得到充分開發，主要商業化栽培品種仍然需要依賴進口。截至2011年6月30日，農業部植物新品種保護辦公室和國家林業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，而我省還未實現零的突破。實際上，福建花卉業具有氣候、地理、勞動力資源等多種優勢，如果能注重科技含量的提高，積極培育核心競爭力，那么在國內外市場上一定會有較大的突破。因此，我省必須重視種質資源保護和新品種研發，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展創造了有利條件

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勢，而且也是花卉產業發展較早的省份之一，從1997年起，花卉產業就被列為福建農業八大主導產業之一，尤其是近年來隨著國民經濟的快速發展，福建花卉產業取得了令人矚目的成績，其在福建國民經濟和地區經濟發展中的地位和作用也愈發明顯。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業群雛形，它們各自集結了數十家花卉生產經營及相關企業，形成了具有一定規模和專業化生產水平的特色花卉生產區，區域特色明顯。如何依托福建省花卉產業發展的新形勢、新特點，有目標、有規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資源和優勢品種，實現花卉自主知識產權新品種零的突破，是擺在全省花卉科研院所、企業以及科技人員面前的重要課題。

7.2.2 “海西”戰略將有效推動我省花卉遺傳育種研究

2003年，中共中央、國務院已在《關于加快林業發展的決定》中，把花卉列入突出發展的新興產品產業，要求努力建設好花卉商品基地。福建省委、省政府在《關于加快農業產業化經營的意見》中，也把花卉作為大力發展的九個重點特色產品之一，要求加快產業化經營的進程；在《關于加快林業發展，建設綠色海峽西岸的決定》中，把花卉業列入建設綠色海峽西岸，實施林業“三五”工程的重要內容。2005年7月獲準將海峽兩岸農業合作實驗區從福州、漳州擴大到全省，開始實施《海峽兩岸（福建）農業合作試驗區規劃》，落實《鼓勵和支持海峽兩岸（福建）農業合作試驗區建設的暫行規定》，花卉產業完全符合臺海合作發展的需要，閩臺自然環境與氣候條件相似，且兩地都擁有十分豐富的花卉種質資源，都有著非常悠久的花卉史和數百年頻繁的海外交流史。在“海西”戰略框架內，學習借鑒臺灣在花卉種質資源收集、花卉育種技術等方面的經驗，加大政府扶持力度，并制定花卉業發展的一系列優惠政策，福建的花卉育種迎來更好的發展機遇。

7.2.3國際花卉產業競爭對我省花卉遺傳育種提出了新的更高要求

未來世界花卉產業的核心競爭力仍將集中體現在科技發展和科技進步上。隨著世界花卉育種技術的不斷增強，全球每年都能推出數以千計的花卉優良新品種，未來誰能開發出最新最優的品種，誰就將統治花卉產業價值鏈中附加值最高的環節，從而在競爭中處于最有利的地位。作為當今世界上花卉產業最發達的國家——荷蘭，最初花卉產業的主體也是鮮切花和盆花等成品花卉的生產，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以及附加值相對較低的種苗（種球）繁育環節逐步轉移至非洲、南美和亞洲等發展中國家，在本國保留花卉產業價值鏈中利潤空間最為豐厚的前端（育種）和終端（市場）。福建省花卉產業仍處于成品花卉生產階段，自有的品種少，隨著產業的進一步發展，瓶頸問題將顯得越發明顯，因此，盡快將花卉遺傳育種及其配套的自主知識產權保護問題納入花卉產業發展規劃中，集中財力、物力開展育種技術攻關顯得尤為重要。

7.3 福建省花卉遺傳育種發展對策

7.3.1加強品種資源收集，建立特色花卉種質資源庫

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勢，是許多花卉最適宜的發展區域。經過“十一五”的發展，我省花卉產業區域特色更加鮮明，為了鞏固和提升我省特色花卉優勢，在省內主要科研單位及部分龍頭企業現有的花卉種質資源基礎上，進一步加強品種資源引進，以傳統名花、時尚盆花、室內蔭生觀葉植物、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勢花卉種質資源庫，收集保存一批種質資源，并對品種或品系進行整理和系統研究，為優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

花卉種質資源是花卉育種的前提，花卉產業發達國家的生產實踐表明，花卉遺傳資源的收集和保存數量，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發展和技術進步起著重要作用。綜合評價是指對以多屬性體系結構描述的對象系統作出全局性、整體性的評價。一是要對品種資源的生物學特性進行系統觀察和描述，并對栽培適應性進行評價，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）等編寫花卉種質資源描述規范及資源目錄，為建立品種資源綜合評價體系提供基礎數據。二是將傳統分類方法與現代分子生物學方法想結合，對特色優勢花卉進行遺傳多樣性等研究，構建親緣關系圖譜，為新品種選育提供參考。三是要根據評價目的，建立穩定性高、科學性好、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、完善的綜合評價體系，能系統了解資源類型，最大限度挖掘資源潛力，提高資源利用效率。

7.3.3加強完善常規育種創新技術體系

常規育種包括引種、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良品種、品系或具有某些優良特性的類群引入本地作為育種素材或直接推廣應用的育種措施，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，已有數千年的歷史，世界上現有的優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。據統計，我省現有各類觀賞植物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應用，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，屬亞熱帶季風氣候，區內水熱條件和垂直分帶較明顯，氣候復雜多樣，花卉種質資源相當豐富，許多名貴花卉具有很強的區域優勢，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，利用體細胞突變產生的芽變是植物產生新變異的豐富源泉，它既可為雜交育種提供新的種質資源，又可直接從中選出優良新品種。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”品種種植群體中發現的自發突變單株選育而成；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，也是品種復壯和雜交優勢利用的主要手段，較單純的選種相比更富有創造性和預見性。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、提高花卉適應性和抵抗病蟲害能力方面取得了巨大的進展。當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，我省科研機構與相關企業，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”等新優品種（品系）。與其它育種技術相比，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，而且還需要持續投入，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積極構建現代育種創新技術體系

雖然傳統育種技術目前仍扮演著重要的角色，對現代花卉業的發展做出了巨大貢獻，但傳統育種有其局限性，如自然優良突變率低；遠緣雜交由于種間或屬間存在生殖隔離，雜交不親和現象難以打破等。因此只有借助于現代育種技術，才能實現快速、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、化學等因素，加速誘發生物體產生突變，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、菊花等經輻射后均獲得了突變品種。輻射還能誘發金魚草、矮牽牛、紅花美人蕉出現花色、花型的有利突變。利用電離輻射可以促進杜鵑花產生嵌合型花色變異，如比利時用電離輻射每年獲得數千萬花色變異植株，出口到世界各地，取得了巨大的經濟效益。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研究，也取得了一定的進展，如福建省農業科學院利用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；福建省農業科學院作物研究所利用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定的突變新花色；福建省龍巖市農業科學研究所利用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個優良變異株系。

7.3.4.2 倍性育種

多倍體植物的營養器官增大、抗性增強、品質和觀賞價值提高、克服遠緣雜交的不結實性，為花卉育種提供了思路。利用花粉和花藥的離體培養，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定性等方面表現出強大的優勢。

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、生長發育、香味、采后保鮮等方面取得了重要進展。目前已獲得轉化體系和轉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，研究基礎十分薄弱，目前大多數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、利用植物組織培養技術構建遺傳轉化體系等。因此要加大投入力度，系統研究目的基因的克隆、遺傳轉化體系的構建以及目的基因的轉殖等，為實現轉基因育種儲備技術手段。

7.3.5加強閩臺合作，建立花卉育種創新平臺

臺灣地處熱帶與亞熱帶交界處，境內地形變化崎嶇，氣候呈現垂直分布，適宜花卉周年生產，蘭花、切花、盆花及苗圃類產業發展旺盛。品種是產業發展的基礎，為應對市場競爭壓力及日益提高的消費者需求，臺灣科研機構、學術單位及花卉業者積極投入品種研發，在世界范圍內廣泛收集種源，持續研發花卉新品種，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，四成核心生產技術。在育種方法上，主要通過如引種馴化、選擇育種、傳統雜交育種、多倍體育種、放射線或化學藥劑誘變育種等多種途徑育成花卉新品種。組織培養、染色體倍加技術、功能性基因體分析，基因轉殖技術及分子標記等生物技術作為傳統育種技術的重要補充，在臺灣被廣泛應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，我省應最大限度地利用臺灣花卉育種的資源優勢和技術優勢，推動合作研發方式，加速花卉資源的開發利用進程，增強花卉產業的發展后勁。一是建立花卉種質資源庫及保存利用合作體系，以推動種質資源信息交流合作。二是利用花卉轉基因技術等，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權的蝴蝶蘭、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，加強花卉新產品研發

目前國際花卉市場對花卉品質的要求已從一般轉向高品質，花卉消費由重“質量”，漸趨“質量”和“環保”并重；同時消費品種也逐漸轉向盆花、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變為以月季、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，傳統花卉需求回升，一些20世紀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，因此目前世界呈現需求多元化，消費多樣化，這為發揮我省豐富種質資源優勢提供了可能。福建省仍然需要在面向世界市場的基礎上，發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加強現代種業商業化開發

優良品種的推廣應用需要優質的種苗（子、球），因此建立本土化繁育技術是做大做強我省花卉產業的基本保證。經過“十一五”的發展，我省花卉種苗種球種子繁育技術有新的突破，如應用植物組織培養技術成功地開發蝴蝶蘭、文心蘭、火鶴花、觀賞鳳梨、蕨類植物、多頭蘇鐵、百合、水仙、非洲菊等名優花卉種苗；應用全光照噴霧扦插、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；應用植物生長調節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氣候條件繁育百合、唐菖蒲等球根種球，采用人工育種技術解決了鶴望蘭、切花向日葵等種子依賴進口的問題。

《福建省花卉產業發展規劃（2011～2020年）》明確提出，要加強福建優勢商品花卉種苗生產基地建設及種苗生產。要重點加強國蘭（建蘭、墨蘭等）等商業種苗生產技術研發，集成、熟化洋蘭（文心蘭、蝴蝶蘭、石斛蘭等）種苗生產技術，加強優質種球（百合、水仙等）本土化繁育技術研發，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為主體，科研單位為技術依托的現代種業商業化育—繁—推一體化運行模式，提升我省花卉種業水平。

7.3.8加大政策扶持，整合科研力量，做好育種長期規劃

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。必須保證研發經費的投入，長期、穩定地支持開展花卉品種資源的收集、整理和開發利用，并且有選擇地引進推廣國外的花卉優良品種，并注重不斷改造創新。同時依托相關科研院所，整合科技力量，組建福建省花卉新品種研發中心，夯實支撐花卉業可持續發展的育種技術體系，培養花卉遺傳育種高端人才。做好長期規劃，近期以新品種的引種馴化為重點，包含配套的良種快繁、規范栽培技術攻關；中長期則注重野生花卉研發，并與引育結合，培育具有自主知識產權的新、奇、特品種，以增強產業發展后勁，占領市場制高點。

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課題組成員：

黃敏玲、吳建設、鐘海豐、羅遠華、鐘淮欽。

福建省農業科學院作物研究所、福建省農業科學院花卉研究中心。

作者單位：

福建省農業科學院作物研究所、福建省農業科學院花卉研究中心。