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中国兰品种资源和分类研究进展

2019-08-04 19:30 来源: 震仪

  中国兰品种资源和分类研究进展._林学_农林牧渔_专业资料。中国兰品种资源和分类研究 摘要:本文对中国兰属植物资源的分布和分类,国兰的品种分类和育种研究工作进行了简要 的阐述,同时在文中也指出了国兰研究中一直存在的问题并给出一些合理的建议。 关键词:国兰;分类

  中国兰品种资源和分类研究 摘要:本文对中国兰属植物资源的分布和分类,国兰的品种分类和育种研究工作进行了简要 的阐述,同时在文中也指出了国兰研究中一直存在的问题并给出一些合理的建议。 关键词:国兰;分类;种质资源;育种 兰属是兰科植物中最具观赏价值的类群之一,中国兰也就是我国传统上的 “兰”,中国人简称“国兰”,指的是兰属植物中小花型地生种类,包括春兰、 蕙兰、建兰、寒兰、墨兰、莲瓣兰、春剑 7 个种[1]及一些杂交种。中国兰叶姿挺 拔飘逸,花朵典雅清香,在我国具有 2500 多年的栽培历史。中国是世界上具有 兰属植物最丰富的国家,品种数量占全世界总数的 2/3 以上。目前,品种数量仍 在持续增加之中。 2014 年底统计,中国兰科植物编目已发现中国兰科植物了 5 个亚科、17 个 族、189 属和 1,489 种(不含种下等级)[2],兰科植物因其数量上的丰富导致分类 上的复杂性,兰属植物由于在自然界易杂交,故中间类型颇多,变异较大,种的 界限模糊,并且随着育种工作的开展,品种数量逐年上升,从而使得国兰种质资 源中包括了原种、变种及杂交种、栽培品种等类型,种质数量繁多,体系繁杂, 给国兰种质资源的分类鉴定带来了很大的困难。 目前国兰种质的分类鉴定主要使 用基于形态特征的传统方法,辅以随着生物学发展起来的分子标记技术,在 DNA 水平对国兰品种间的亲缘关系进行鉴定并分类。 本文对中国兰属植物资源的分布 和分类及国兰育种现状进行简要的阐述,以前人的研究为基础,对未来国兰的发 展方向做出合理科学的建议。 1.中国兰植物资源和分布 我国是兰属植物资源的分布中心,是兰花种质资源最丰富的国家,我国兰属 植物分布较为广泛,通常所见的春兰、蕙兰、寒兰、建兰、莲瓣兰等的栽培遍布 于全国各地。春兰和蕙兰较为耐寒,寒兰的分布偏向于北纬 24°-28°的南部地 区,建兰的分布范围与寒兰相似在浙江以南、江西、福建、云南、四川等地,墨 兰分布相对更为狭窄, 在福建南部、 广东、 台湾等地才有分布。 国兰包括七个种, 共有 1000 个品种。至 2010 年 12 月 31 日止,在英国皇家园艺学会( RHS) 登录 的以国兰为直接亲本的杂交种已达 227 个。 2.中国兰属植物的分类 兰属自 1977 年由 Swartz 建立以来,为数众多的新种不断被发现,若干属下 的系统相继建立起来, 诸如 Schelechter (1924) 、 Hunt (1970) 、 seth & Cribb(1984) 和 Du Puy & Cribb(1988)等系统,Du Puy & Cribb 将世界兰属植物分为 44 种,其中在我国分布的有 25 个种,五个变种[3]。 在 Du 等的分类系统中,将建兰、墨兰、寒兰归为建兰组,将春兰、春剑归 为春兰组。吴应祥把春兰划为春兰组,将建兰、墨兰、春剑、寒兰划分为蕙兰组 中的小花亚组,他认为建兰、寒兰、墨兰的亲缘关系较近,而春兰与其他几种国 兰的距离较远[4]。陈心启[5]把寒兰与莎叶兰 、春兰 、蕙兰、莲瓣兰放在一起构 成春兰组。刘仲健等对 Du Puy & Cribb 的系统的分类方法进行更改和增补后建 立了适合于中国兰属植物的分类系统。根据他的分类系统,中国兰属可分为兰亚 1 属,大花亚属和建兰亚属三个亚属,亚属下再分为兰组,建兰组,无关节组,大 花组等 16 个组并将建兰、墨兰、春兰、寒兰、春剑归属于建兰亚属中的建兰组, 蕙兰、莲瓣兰归为无关节组[6],对春兰的划分存在争议。 3.中国兰品种分类 3.1 传统分类方法 中国南宋末年的《金漳兰谱》最早出现了对中国兰的品种分类,以花色将国 兰分为紫兰和白兰两大类。之后,清初鲍薇省在其编著的《艺兰杂记》中创立了 著名的瓣型分类法,即根据花萼、花瓣及唇瓣的形态将春兰划分为梅瓣、荷瓣、 水仙瓣、竹叶瓣,同时兼顾花色,分出了素色花品种[7-8]。后人对瓣型分类法进 行不断补充完善,又将它作为蕙兰和建兰的分类标准。 [9] [10] 邓银霞 等参照陈俊愉 建立的花卉品种分类系统,在中国兰品种花型演化 规律的基础上建立起以系、类、型三级为一体的分类系统,她将中国兰分为七个 系即春兰系、春剑系、蕙兰系、建兰系、寒兰系、墨兰系和莲瓣兰系,品种的分 类建立在种的基础上, 因此, 在每个系统下根据组成花朵花部数的不同分为单瓣 类和重瓣类。因各花朵各组成部分演化和数量的不同又做出“型”,即将单瓣类 品种划分为 8 个花型,重瓣类品种划分为 10 个花型。 杨冬之运用“二元分类法”对国兰进行初步分类并提出了三级分类标准,第 一级是按欣赏对象的不同将国兰分为观花类型 (花艺) 和观叶类型 (叶艺或线艺) 两大类;花色为第二级分类标准,将国兰分为三个品种群:黄-绿花品种群、紫红花品种群和白花品种群;第三级分类标准为花部结构特征,将国兰细分为 12 个花型[11]。此外,叶片的形态特征在一定条件下也可作为分类的补充依据。谷颐 提出将同一种或同一变种起源的品种均列为一个品种系统, 因此将君子兰分为大 花系、垂花系、曲花系、斑叶系和黄花系五个系统。对国兰的品种分类为推动兰 花产业在我国的发展做出了不可磨灭的贡献。 3.2 统计学方法 传统的形态分类往往只是定性的描述,缺乏定量的分析,存在一定的主观因 素。 将传统的形态研究与统计学方法相结合,可对国兰品种的数量性状进行定量 分析。 黄家平[23]等对中国兰花 37 个品种和 37 个形态特征性状进行了 R 分析和 Q 分析,R 分析揭示了各分类性状之间的相关性,Q 分析对国兰进行了初步的分 类。敖素燕[24]等对国兰 31 个品种的数量性状进行了 Q 聚类分析,比较了不同品 种在数量上的亲疏关系, 结果表明墨兰品种与建兰品种亲缘关系最近。统计学方 法可作为对国兰品种传统形态分类的一个补充依据。 3.3 分子标记技术在国兰种质资源和分类上的应用 不同于传统的依靠形态学特征对中国兰进行分类, 分子标记在 DNA 水平上可 对品种的遗传特异性进行快速、准确、不受环境影响的鉴定。分子标记技术在遗 传图谱的构建、 遗传多样性和物种亲缘关系的确定、品种图谱构建及杂种等方面 发挥重要的作用。 叶庆生、文李等利用同工酶和 SDS-PAGE 技术对兰属 5 个种和 2 个变种的 11 个品种进行了分类研究[12]。梁红健等[13]、王慧中等[14]、Choi 等[15]及蹇黎等[16] 分别应用 RAPD 标记对部分国兰品种进行了研究,孙彩云[17]等通过 RAPD 分子标 2 记国兰 28 个原生种和部分种的不同品种 50 个材料间的亲缘关系, 证明春兰和建 兰是属于不同的组。 张俊祥等[18]应用 AFLP 分析了云南野生兰属植物的种间关系; 严华等[19]、吴振兴等[20]应用 ISSR 标记研究了 38 种国兰的亲缘关系和遗传多样 性; 蹇黎等[16]利用 SRAP 技术对 51 种寒兰的亲缘关系进行鉴定;杨光穗等[21]利用 SRAP 技术分析海南野生兰属植物亲缘关系结果显示寒兰、建兰、墨兰、兔耳兰 可聚为一类, 与传统分类结果基本一致。高岭等[22]应用 SCoT 分子标记技术对兰 属 14 个种的 24 个样品进行遗传多样性分析,将 24 种兰属植物分为 5 类:A 类: 春兰、建兰、蕙兰、莲瓣兰;B 类:墨兰、寒兰;C 类:春剑;D 类:兔耳兰; E 类:多花兰、文山红柱兰、虎头兰、象牙白、碧玉兰、黄蝉兰,这与传统兰属 分类有所区别。 4 存在的问题 4.1 种质资源的保存和利用 许多国兰由于具有重要的观赏和应用价值,人为肆意采掘,许多野生国兰生 境遭到严重破坏,分布范围急剧缩小,资源日益减少,处于濒危灭绝的境地,加 之盲目引种、 过度选择及对种质资源的开发利用缺乏技术支撑等原因,国兰种质 资源保护与研究现状令人担忧。 4.2 国兰分类和品种命名的混乱 国兰具有悠久的栽培历史, 形成了大量的品种类型, 但由于我国长期以来 都对国兰中 “种” 以下资源缺乏系统分类和一致命名, 并且也没有完善的品种登 录、审定和保护制度, 致使品种分类的等级混乱、品种命名不统一、不规范、大 量同物异名和同名异物现象多见,存在中文名称和拉丁学名混乱的现象,这些不 仅制约了国兰品种的贸易流通, 也对其品种的推广和保护造成了很大影响。 国 兰新品种的命名应该符合 《国际栽培植物命 名 法 规》 ( International Code of Nomenclature for Cultivated Plants) 的相关规定。 此外,已被命名的品种最初进入市场时,无品种标准描述,少数仅有的描述 其资料也不完备。 已有的品种在不同栽培环境下性状表现各异,相关栽培者或经 营者所做的品种描述也各有不同,均不能反映该品种的特征,因此很多品种不被 认为完全认知, 市场投机行为层出不穷。兰花进入市场的模式和机制仍需要进一 步引导、规范和完善。 4.3 国兰育种 国兰具有种子繁殖和营养繁殖两种繁殖方式,其自然条件下的繁殖速度和数 量以及性状选育已远远不能满足人们对兰花观赏和使用的需要。美国 、德国 、 法国等的对兰花的育种和栽培研究进行得非常深入和持久[25]-[27] 每年都涌 现大量的品种 。而国内目前兰花的育种仍主要依靠传统的育种技术,大量的引 种驯化不利于资源的保存和保护,自然条件下筛选突变体,变异频率不能满足实 际需要。虽然,近年来发展起来的组织技术能够大量、快速繁殖具有稳定性状的 兰花个体, 但是单一的依靠无性繁殖不利于其遗传资源的丰富,长时间易导致优 良性状的退化。 自 20 世界 70 年代,国兰育种工作者已进行了大量的国兰种内和种间杂交 育种研究工作,如利用墨兰做亲本种间杂交培育出的著名杂交种大凤 3 C. Maureen Carter“Da Feng”( C.sinense × C.Sleeping Beauty) (1996 年登陆)、台北小姐 C. Miss Taipei Unveiled( C.Super Baby × C.sinense) (2001 年登录)等。2005 年 9 月程式君教授登录了已墨兰为亲本的杂交种占 春晖(C.Zhan Chun Hui) ( 墨兰 C.sinense × 独占春 C.eburneum)。但是以 国兰为亲本的杂交育种能够成功且进行登录的少之又少, 国兰及杂交种种子体外 萌发困难这一现状仍是许多育种者需要攻克的问题。 5. 讨论 目前,对于国兰的分类尚未有一个明确统一的定论,品种的分类建立在种的 分类基础上,因此,在学术界内仍需要对中国兰花组的划分有一个统一的意见。 以传统的形态学分类方法为基础结合现代生物学技术对国兰及种下的品种进行 详细系统的分类仍然是未来对国兰分类工作的重点。面对优良杂交种的增多,应 注意对品种专利的保护,积极申请国际品种登录,加强国兰与世界各地的交流, 为国兰市场运行的规范打下基础。 随着我国生物技术的发展,国兰生产的前景将更为广阔。组织培养是兰花繁 殖培育、 工厂化生产的重要手段 ,但目前国兰的组培相对于洋兰还有很多技术急 需改进和发展,如国兰的试管苗移栽后生长缓慢和开花迟的问题以及兰花共生菌 根及其应用问题。建立和利用兰花分子标记技术,对国兰进行分类鉴定 ,研究其 遗传多样性 ,弄清其品种间的亲缘关系 ,为兰花杂交、 诱变和基因工程育种提供 早期的辅助选择指标。 同时也可采用基因工程技术创建符合大众审美观的转基因 [28] 兰花 。总之,运用多种手段为国兰的育种以及资质资源库的丰富创造可能,如 以组培为手段开展中国兰的多途径综合育种,尤其是开展种属间杂交,并结合染 色体加倍形成异源四倍体,从而培育出花色艳丽、株型大而紧凑、具有香味的优 良品种[29]。 这对提高我国兰花的产量,以及增强国兰在全世界的影响力具有举足 轻重的作用。 4 参考文献 [1]陈心启,罗毅波.中国几个植物类群的研究进展Ⅰ: 中国兰科植物研究的回顾与前瞻[J]. 植物学报, 2003, 45( S) : 2- 20. 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