荷花育種技術初探

（北京市豐臺區園林綠化局蓮花池公園管理處，北京 100055）

荷花（Nelumbo nucifera Gaertn.）又名蓮，菡萏。是蓮科蓮屬的多年生挺水植物，為中國十大名花之一，也是唯一的多年生水生花卉。從古至今深受人們喜愛，是夏季游園觀賞的主題花卉。隨著經濟發展和人們生活水平的提升，人們在追求物質生活水平之外對精神生活水平要求越來越高，漸漸不再滿足傳統荷花品種和其僅有不足一月的花期。因此，培育出更多花型獨特、花色豐富、花期較長的荷花新品種是所有荷花育種人的共同追求。

目前荷花育種方法主要分為雜交育種、輻射育種（含太空育種）、芽變育種、倍數育種、化學誘變育種等方式，本文僅討論雜交育種、輻射育種兩大類育種方式。筆者將通過對各種育種方法的總結比較，探討各育種方法的優缺點，希望可為育種工作及科研人員在選擇荷花育種方法時提供參考。

1 育種方法

1.1 雜交育種

荷花為常異花授粉植物，雌蕊先于雄蕊成熟，自然界中以異花授粉為主，且現有各類型荷花品種遺傳背景高度雜合，在F1代中可以出現大量分離以供篩選，因此，可利用有性雜交育種，再無性繁殖固定性狀。常用的雜交育種方法有自然雜交和人工雜交。

1.1.1 自然雜交

自然雜交是在荷花育種實際工作中最常用，也是行之有效的快速選育荷花新品種的方法之一。因荷花種植園一般均有大量不同品種的存在，除專門隔離，每年均會獲得大量雜交種子。由于各品種本身性狀差異較大，從自然雜交的子代中，選擇觀賞價值較高的荷花新株系可能性較大，一經選出，可采用無性繁殖保持優良的遺傳性狀相對穩定。王其超等[1]利用自然雜交從275株實生苗中選育出24個荷花新品種。

1.1.2 人工雜交

人工雜交是根據育種目的來選擇適合的親本，以遺傳差異較大品種為宜，如亞洲蓮及美洲蓮進行雜交較易發生變異，其中母本應選用正常結實品種，父本既可選擇單一品種也可選取多父本混合。在進行人工雜交時，為保證品種準確性，應在開花前一天將目母本進行套袋隔離，因荷花雌蕊先于雄蕊成熟10h，可對母本不進行去雄操作。姜麗等發現不同品種雜交結實率存在明顯差異，正反交結實率也存在差異[2]，包建忠等也確定人工定向雜交結實率較低[3]，F1代分離性狀保留親本部分性狀，但大多趨向母本，可由此特性初步摸索出一些定向育種方向。

1.2 輻射誘變育種

隨著我國科技的不斷發展，自20世紀五十年代中期，我國研究者開始嘗試將輻射誘變技術應用在植物育種上，培育出了大量的植物新品種。近年來輻射育種方式也越來越多的應用在了荷花育種工作中。其中應用較多的輻射育種方式有60Coγ輻射育種、離子注入誘變育種、太空育種等。

1.2.1 60Coγ輻射育種

60Coγ射線是一種高能的電磁波，具有穿透力強、波長短的特點，是目前輻射育種中常用的一種輻射源，也是荷花輻射育種最常用的一種方式。荷花育種常使用蓮子進行外照射的方式，即將蓮子送進輻照室進行照射，且包建忠等人的研究也證明輻射蓮子較輻射藕種[3]，變異率和變異程度更大。陳秀蘭等利用60Coγ輻射選育出4個荷花新品種[4]，并對性狀變異情況進行了初步研究，錢萍等收集雜交后蓮子進行60Coγ輻射培育了一些新品種[5]。

1.2.2 離子注入誘變育種

離子注入是把某種元素的原子電離成離子，并使其在電壓下進行加速，在獲得較高速度后射入放在真空靶室中的材料表面，從而改變材料的結構和性能。離子束與生物的相互作用不僅有物理的和化學的，還會引起強烈的生物效應，從而促使生物產生各種變異，因其中有許多變異是自然條件下極為罕見或難以產生的，可以從中選出優良變異，經過培育而成為一種新品種。鄧敏利用離子注入‘粉團’蓮子培育出新品種‘紫闡’[6]，蓮花池公園利用離子注入技術培育出多個荷花新品種[7，8]。

1.2.3 太空育種

太空育種也稱空間誘變育種，是將種子放入是將作物種子或誘變材料搭乘返回式航空器送到太空，利用太空特殊的環境條件，如宇宙射線、高真空、弱地磁場等因素對植物的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面通過嚴格選育，獲得優良植物新品種的育種技術。在荷花的太空育種方面，1994年廣昌白蓮研究所將白蓮蓮子搭載返回式衛星，進行太空育種研究，種植后F1代就產生了廣泛的分離，篩選出“太空1號、2號、36號”等新品種[9]。羅登強完成了300個品種3000粒蓮子的太空育種實驗[10]。

2 討論

2.1 雜交育種方面

雜交育種作為操作簡便且應用范圍最廣的育種方式，至今已培育出大量的優秀荷花新品種。但自然雜交因其無法掌握傳粉媒介，父本信息模糊，故在育種方向上會產生較大不確定性，無法進行定向育種研究。人工雜交雖然F1代性狀能保留部分親本性狀，但不同親本雜交結實率有較大差異，且有可能因花粉活力、胚胎敗育等因素造成雜交失敗[11]，而且人工雜交的子代變異率有限，花色上紅色遺傳潛力大于白色[2]，想要定向選取一個優秀的荷花新品種需要進行大量的雜交篩選，工作量較大。

2.2 輻射誘變育種方面

輻射誘變育種雖然普遍具有廣譜，變異率高，變異幅度大，育種周期短的優點，但也有著輻照后需盡快播種以防誘變效果衰退；輻照所引起的誘變特征有些可以遺傳，但有些不穩定，在第一代發生的變異又在第二代后第三代消失了，需要至少兩年時間確定品種性狀的穩定等缺點。同時，不同輻射方法也有其各自的局限性。

如60Coγ輻射育種最有效的輻照劑量應在各品種致死量內進行，但是輻照后的發芽率會降低，且輻照對紅色系及復色系品種較易發生變異[12]，隨著輻照劑量的增加，其表征性狀更易發生變異，主要是發生在花色、雌蕊數量等方面，而花期、著花密度、花型、花徑等方面變異不明顯，其原因可能是輻照誘發質量性狀發生變異，而數量性狀受輻照誘變的影響較小。各品種適宜的輻射劑量和致死率有一定差別，還需要更多研究摸索。

與其他輻射方式相比，離子注入雖然具有誘變損傷輕、有效突變率高、突變譜廣等優點，但因在荷花育種領域研究還較為初期，目前只發現了部分變異特性，用于注入的離子僅嘗試了C+、Fe+和Al+等[6，7，8]，其他適宜注入的離子和劑量還在摸索階段，且在實際工作中發現注入C+、Fe+培育的荷花新品種在栽培5年后有一定幾率退化，但退化機制還需要摸索。

太空育種，由于其環境的特殊性，有許多輻射條件是人類試驗難以模擬的，人為控制蓮子在太空接受輻射的強度或劑量目前是不可能的，畢竟高能離子的輻射是隨機的。因此太空育種的隨機性較大，會有很多不可控因素。太空育種一次花費較高，實驗機會有限，需至少4代篩選穩定性狀，并不能高效的完成育種工作。

3 結語

我國豐富的荷花品種為荷花的研究提供了豐富的原材料，取得了一定的研究成果。現階段雖有雜交育種、輻射育種、芽變育種、倍數育種、化學誘變育種等多種育種方式，但單獨使用一種育種方式都有一定的局限。如雜交育種存在的一些問題，包括人工定向雜交結實率低，F1代性狀變異率有限，且花型、花色趨向母本；自然雜交父本具有不確定性，無法進行定向育種。在輻射育種方面，荷花輻射能誘發產生變異，但突變方向不好掌握，隨機性大，有些變異性狀通過無性繁殖難以穩定，要確定其性狀的穩定，需進行多代系統觀察和對比分析。通過對育種的方式研究，發現將輻射方法與雜交育種相結合并通過無性繁殖來培養出能夠穩定遺傳的荷花新品種是今后育種工作的方向。隨著人們審美水平的提高，對于觀賞荷花的性狀要求越來越高，單一育種方法越來越難滿足荷花育種的需求，多學科多種育種方式相結合才是今后的主流。因此，荷花遺傳育種工作任重而道遠。