紫薇育種研究進展

王 甜 陳亮明* 李永欣

（1中南林業科技大學林學院，湖南長沙 410004；2湖南省林業科學院，湖南長沙 410018；3長沙市木本花卉工程技術研究中心，湖南長沙 410018）

據《中國植物志》記載，紫薇（Lagerstroemia indica）為千屈菜科紫薇屬的落葉灌木或小喬木[1]，有百日紅等別稱[2]。紫薇原產自我國長江流域，夏季開花，具有樹姿優美、花期長、花色豐富等優點，還可以抗污染、吸附有害氣體及粉塵，是我國重要的園林綠化觀花樹種，在園林綠化方面應用價值較高[3]。同時，紫薇還可作為建筑用材、醫藥用材來使用[4]，有時可作盆景，是形美色艷、價值高的優良園林觀花樹種。作為紫薇的原產國，中國有著豐富的紫薇種質資源。

紫薇繁殖較容易，可采取扦插、播種、嫁接或組培等方式繁殖。為滿足市場需要，現代生產中紫薇以無性繁殖為主要的繁殖方式。在育種方面，除了傳統的雜交育種外，還有誘變育種、多倍體育種、細胞工程育種等。然而，關于紫薇育種的研究起步較晚，國外的育種研究起步早一些，并且利用中國豐富的種質資源，取得了傲人的成績。目前，我國的紫薇育種研究存在紫薇種質資源圃不完整、育種意識淡薄等問題。筆者對紫薇的種質資源、育種現狀、育種技術以及育種趨勢等進行綜述，提出研究中存在的問題，以期為紫薇新品種選育提供參考。

1 紫薇種質資源

1.1 野生種質資源

據文獻記載，全世界紫薇屬植物約有55種[5-6]。紫薇產自亞洲，在中國有著悠久的種植歷史，唐朝時曾用作皇家園林植物，宋、元時期也很受歡迎。目前，紫薇在我國多地均有生長或者栽培。我國現有紫薇屬植物約24種[7]，云南紫薇、廣東紫薇、福建紫薇和狹瓣紫薇等4種為我國獨有[6]。此外，狹瓣紫薇是稀有的芳香種，西雙紫薇、毛紫薇在冬季開花，屋久島紫薇抗寒性、抗白粉病能力強。這些具有特殊性狀的種類，在育種中有著重要的研究價值。

1.2 品種資源

張啟翔[8]在1991年調查了紫薇品種，以種源組成、花色以及花徑為品種分類的3個標準，制定了分類原則，并根據二元分類法，將紫薇分為4種系9類，大概50個品種。他認為紫薇品種的進化路線：由淡紫色演變出其他花色；花的直徑由小變大；花瓣微皺為原始性狀；從種源組成來看，純種是原始性狀。此外，施修杰[9]將紫薇分為4個組。王獻[6]通過進一步的調查后，整理出48個紫薇栽培品種或變異種類。除此之外，還有許多人都曾調查研究了我國的紫薇種質資源。調查結果表明，我國現有紫薇品種120種，其中存在同名異物或者同物異名的情況。因此，我國紫薇種質資源的具體情況尚未調查清楚，且缺乏細致系統的研究。截至目前，我國尚無可以收集保存全部紫薇種質資源的紫薇種質資源圃。2004年，王獻在河南雞公山和鄭州設立紫薇資源圃，中國科學院植物研究所在北京建立資源圃。因此，對全國范圍內紫薇種質資源進行調查分析，并且建立一個保存完整種質資源的紫薇資源圃及種質信息平臺十分重要。

2 紫薇的育種現狀

2.1 國外紫薇育種現狀

紫薇原產中國，除了日本、朝鮮等亞洲國家栽培比較多以外，歐美國家也紛紛引種栽培[10]。

2.1.1 早期雜交種的產生。最初，國外育種者只能通過引進紫薇品種來進行培育，其中大部分是中國品種。18世紀中期，美國引入紫薇，到20世紀早期已經在美國的東、西兩岸廣泛種植[11]。隨著育種技術的提高以及育種進程的深入，育種者開始進行紫薇雜交育種。20世紀60年代初，美國有計劃地開始著手紫薇雜交育種，30年間發表近30個抗病新品種[11-18]。新突破是以福建紫薇、紫薇、屋久島紫薇為親本，成功培育出人工雜交品種Arapaho和Cheyenne[19]。

日本Takii種苗株式會運用從中國引進的紫薇資源，選育出矮化多花品種，并且首次推出了通過播種繁殖且同年開花的品種一歲紫薇[20]。關于花徑的育種，Pounders等[21]利用大花紫薇與紫薇雜交，但未得到具備目標性狀的雜種后代，需要繼續開展雜交選育工作。紫薇花色艷麗但不豐富，花多為粉紅、紫和白色，缺乏藍、黃、橙和復色花。1998年，美國俄克拉荷馬州的育種者以EMS處理紫薇種子，獲得了8個各具特點的優良紫薇品種。

2.1.2 現代育種。在美國，紫薇屬于外來種，但美國的紫薇育種研究在世界處于領先地位。截至2017年9月，美國共有94個紫薇品種進行了品種申報，獲得了品種專利，紫薇的觀賞特性，如株型、花色、彩葉和極耐寒性等方面均有所拓寬，商業價值也有所提高[22]。但是，在考慮中國市場需求的情況下，仍有很大的提升空間，如高大喬木品種，藍色、橙色、綠色、花色品種，在冬天特別是春節開花品種以及氣味芳香品種等選育。

2.2 國內紫薇育種現狀

2.2.1 存在的問題。我國是紫薇的分布中心和起源地，紫薇資源豐富。然而，在紫薇育種方面的研究，我國起步比較晚，關于種質資源的調查更是存在很多問題。雖然開展了幾次調查，但是由于調查主體不同、命名方法各異、地域范圍規模的限制等，目前我國還沒有一個統一的紫薇資源信息平臺，不利于進一步開發利用。

2.2.2 引種與自主育種。我國現有18種紫薇屬植物，主要進行選育、雜交育種以及誘變育種等育種[7]，以及種間或者屬間的遠緣雜交育種。其他方面也有進展，例如王曉明等[23]在大田里發現一種新的紫薇品種，然后通過繁殖和選育，培育出無果紫薇新品種；童 俊等[24]通過秋水仙素誘導，獲得了四倍體紫薇新品種。 此外，李振芳等[25]、蔡 能等[26]、曾慧杰等[27]也相繼培育出新的紫薇品種，并對花色等相關性狀做了詳細描述。

3 紫薇的育種技術

3.1 雜交育種

目前，通過選種、種間雜交以及種內雜交，培育出一系列具有高觀賞價值或抗性的紫薇品種[28-30]。遠緣雜交指將植物分類學上屬于不同種、屬或親緣關系更遠的物種進行雜交[5]，是提高抗病性、豐富花色和調整花期的重要途徑[31]。由于開花習性不同、種質資源差異大等，種間或屬間等遠緣雜交不親和現象很常見，這也是傳統雜交育種主要的阻礙之一。目前，遠緣雜交還存在很多困難，主要表現為雜交不親和、結實率較低以及種子萌發率低等。因此，亟須找出遠緣雜交不親和的原因以及克服辦法，提高育種效率，最終達到選育出具有優良綜合性狀新品種的目的。目前，很少有人研究紫薇遠緣雜交親和性，遠緣雜交育種更是存在大片空白。

3.2 誘變育種

誘變育種對園林植物新品種的培育有重要的意義。目前，輻射育種和化學誘變是紫薇誘變育種的主要方法。原蒙蒙等[32]利用不同劑量的60Co-γ射線對紫薇種子進行輻射，結果發現，有生活力的種子比例與輻射量呈反比，當輻射劑量達到172.42 Gy時，紫薇種子失活。宋平[33]用秋水仙素處理紫薇和南紫薇，結果表明，在保持較低死亡率的同時，高濃度、短時間的處理變異率較高。

4 紫薇的育種趨勢

張照坤等[34]對3個紫薇品種的花粉活力進行了多方面研究，結果表明：3個品種的花粉活力存在明顯差別；4℃時花粉的儲藏時間最長，花粉活力可有效延長。顧翠花等[35]研究了5個紫薇品種花粉萌發特性及花粉管生長情況，結果表明，授粉2～6 h后形成花粉管，但花粉管生長速度不同。王瑞文等[36]等研究了花粉活力的變化，結果表明，不同種源紫薇花粉活力的日變化不同，盛花期花粉活力最高，低溫可有效延長花粉保存時間。張亞東等[37]運用RAPD分子標記技術對野生紫薇花色的遺傳多樣性進行了研究，在DNA水平上展示了不同品種間的花色差異。顧翠花等[38]利用優化后的AFLP技術分析了南紫薇、福建紫薇及37個栽培品種的親緣關系。喬中全等[39]利用ISSR技術對30個美國紫薇品種、8個中國紫薇品種進行親緣關系分析，結果表明，紫薇品種間的親緣關系在分子水平上有了準確反應，證實了紫薇的遺傳多樣性具有地理區域聚集的特點。相關文獻顯示，紫薇的育種趨勢主要包括花色、抗性、彩葉、芳香以及株型等方面。紫薇花色艷麗卻不豐富，常見花色有紫色、白色以及粉紅色，缺少紅色、藍色、黃色、綠色的品種，選育出具有特異花色的紫薇品種對提高紫薇觀賞性有重要意義，如湖南省林業科學院培育出絳紫紅色的紫薇新品種[40]。與綠葉相比，彩葉的紫薇更具吸引力，湖南省林業科學研究院從美國引進的彩葉紫薇新品種，觀賞價值很高[23]。國內外關于培育芳香紫薇品種的報道很少，具有香味的品種更加稀少，我國特有的狹瓣紫薇便是其中之一。利用雜交技術選育出芳香紫薇新品種，將是未來紫薇育種的重要研究趨勢之一。

5 展望

首先，開展全國范圍內的紫薇品種鑒定工作，統一品種名稱。其次，完成紫薇種質資源收集和保存工作，創建紫薇種質資源圃和種質信息平臺，以保存紫薇資源和開發新品種。再次，引進國外優質品種，與本國資源進行種質融合，選育出更多優質品種；開展遺傳多樣性研究，了解不同目標性狀的遺傳規律，從而方便直接選擇親本進行育種。最后，加強分子生物學研究，為傳統育種注入新鮮血液，完成傳統與現代技術的結合。我國作為紫薇的原產地和種質資源中心，紫薇栽培歷史悠久，但目前紫薇的育種研究工作還處于起步階段，存在許多問題。在引種時對遺傳背景大多缺乏深入了解，嚴重影響我國紫薇產業發展。雖然在紫薇繁殖栽培等方面有了一些進展，但與國外的研究相比還存在較大差距。針對存在的問題，應不斷加大研究力度與科研投入，利用豐富的種質資源，積極組織開展紫薇新品種選育工作，這樣才能培育出更多觀賞價值高、抗性強的紫薇品種。