张凤云,成雪峰,程志鹏
(菏泽学院农业与生物工程学院,山东 菏泽 274000)
作为唯一的原产地,牡丹在中国的栽培已经有2 000多年的历史[1],作为观赏栽培也有1 600多年[2].经过长期的自然杂交和人工栽培选育,中国牡丹在花色、花型、花期、花香、观赏部位、环境适应性等方面均取得了突破性进展,极大的丰富了中国牡丹园艺品种群.但到目前为止,我国牡丹品种亲缘关系不清、遗传背景相近、品种出新率低、育种工作效率低下等问题普遍,与日本、美法等发达国家已经出现较为明显的差距,与人们对牡丹鲜花品种和产品多样化的要求不匹配[2-4].为此,利用我国牡丹品种资源优势,筛选并培育与国际市场接轨、与人民需求相适应的牡丹品种就成了保障牡丹产业可持续发展最为源头性的问题.
牡丹产业作为一个典型的由生产推动科研的产业,在生产过程中,呈现出了很多亟待解决的问题.本文结合当前我国牡丹品种筛选实际,通过分析品种筛选中存在的问题,提出对应的解决方案,以期为我国牡丹资源的可持续发展提供对策和措施.
考虑到试验的可操作性和地区间牡丹资源丰度的差异,品种选育者大都选5~20个品种作为初选材料,通过多重比较分析,从中选取合适品种.筛选时间1~5 d不等,从品种筛选到推广应用所需时间更长;加之牡丹育种难度大、新品种更新速度慢,极大的制约了牡丹产业的发展.品种筛选所设指标在全面性、规范性、标准性等方面均比较欠缺,而且大多重视花型、花色、株型、结实率等而忽视其抗性、生长势等指标的研究.在新品种筛选方法上,应用明显不足,如灰色关联分析法仅在切花品种筛选上有所应用[5],而层次分析法作为近年来花卉品种筛选评定的主流方法也仅在油用牡丹品种上有所应用[6].因此,需要结合现代品种筛选方法,通过更加全面、科学的综合评价,筛选出综合性状好的品种.
日本和欧美牡丹选育已经在花色、花型、株型等方面开展了较为系统的研究,并取得了显著的效果,无土栽培技术也已经用于生产并有成熟的技术输出.我国的牡丹品种筛选还处于起步阶段,筛选出的品种大多处于试验阶段,尚未大规模推广应用[7].而且由于阶段性目标不明确,且希望一次性解决全部问题,因此选育目标过宽和齐头并进的现象比较严重,这在一定程度上制约了牡丹品种选育的进度[8].此外,大多数牡丹品种筛选指标过于笼统,缺少明确指标要求,对各指标的判定也无统一的分级标准,所涉及的指标在品种筛选过程中门槛过低.所有这些均导致目前我国的牡丹品种与西欧、日本等存在很大差距.再加上品种繁育过程中市场信息获取滞后,缺乏合适的市场定位,与市场有效对接程度不够,造成供需矛盾突出,市场广泛需求的品种供应严重不足,而市场需求一般的品种却供应过多,这是导致牡丹市场价格混乱、品种打架现象严重的重要原因.
我国虽有丰富的牡丹种质资源,就菏泽牡丹来讲就有九大色系、十大花型、1 259个品种[9],但往往重开发而轻保护,再加上品种筛选研发力量分散,开发利用不足,一度落后于世界先进水平.并且牡丹品种筛选领域大多局限于中原牡丹品种,而对西北、江南、西南牡丹种群的利用相对较少.随着育种技术不断进步和新品种不断培育,西北、江南、西南牡丹种群将为牡丹品种筛选提供更加广阔的发展空间,牡丹品种的筛选也将迎来更大的发展潜力.
牡丹品种众多、形式多样,可供开发利用的领域多.但各领域层面研究开始时间不同、发展进度不一,差距大.如在催花牡丹层面,重视度高、发展时间长,已筛选出多个不同类型的品种,虽然当前经验指导生产的现象还比较严重,但基础研究和相关栽培养护管理技术成果颇丰,已取得较为丰富的成果;但对于油用和盆栽牡丹的研究则起步较晚,当前发展仍较为落后,筛选出的品种少、也未规模化推广应用.因重视程度普遍提高加之社会需求拉动,相关研究正在快速开展,且随着基础研究的不断完善,定会取得丰硕成果.此外,在牡丹园林应用和跨区栽培方面的研究亦较薄弱,多以实践经验为主,缺乏相关理论支持.
当前国内牡丹生产绝大多数集中在菏泽和洛阳两地.作为国内最大的牡丹栽培基地和主要的中国野生牡丹发源地,菏泽、洛阳已先后开展和完成了牡丹反季节催化、鲜切花、无土栽培、盆栽和牡丹太空育种、无性繁殖等100多项研究和技术,建设了全国最早的牡丹种资资源库、资源圃和新品种驯化测试中心.特别是牡丹籽油的成功开发,牡丹系列产品和深加工技术不断得到开发和突破.这两个区域虽然拥有丰富的牡丹资源,已经在牡丹产品全方位开发方面做了大量的工作,但由于生产和经营方式落后,商品竞争力差,在专用牡丹品种及其配套技术的开发方面还有很大潜力.而且,各区域间以分散独立的形式进行相关科研活动,具有一定的封闭性、保守性,跨区间信息交流、技术资料共享不足,不能形成互联互通和合作共赢的发展格局.科研单位之间、科研与生产之间仍存在诸多资源重合和浪费,在一定程度上降低了科研效率.
牡丹生产远早于研究,民间育种广泛.但由于没有系统的农学选种育种方面的训练,缺乏对不同品种牡丹生理特性和成花特点的了解,在品种选育过程中大都凭经验操作,导致新优品种增加速度较慢.
我国虽有丰富的牡丹种质资源,但由于近年来的不当引种和大量采挖,再加上牡丹自身生物学特性决定的较差自我更新和发展能力,导致我国野生牡丹品种资源日趋匮乏[10,11].有关牡丹的研究尚处于起步阶段,整体上还以实践总结为主,缺乏系统、深入的研究,较之日本、西欧、美国,无论是在理论研究还是在选育技术以及管理养护上都存着很大差距.加之前期对牡丹良种、原种的重视、保护力度不够,种质资源外流、优良品种消失的现象严重,进一步加大了牡丹品种筛选方面的难度.
加强牡丹基础理论研究,投入更多资源加大对目前牡丹品种调查工作,登记好不同品种牡丹植株类型、花的性状、叶的性状、生长势、根系特点等指标,为初步品种筛选提供第一手资料.同时应加强不同品种牡丹开花机理、生长特性、代谢特点 等基础性研究,为品种筛选提供相关理论支撑.通过应用ISSR分子标记法构建牡丹分子身份证,彻底解决生产中“同名异物,同物异名”现象,建立广泛、精确的牡丹品种资源遗传图谱,为今后牡丹品种的筛选提供可靠保障.要逐步应用灰色联度分析法、层次分析法等新的品种筛选方法,设置多层指标、建立综合评价体系,从而提高品种筛选的科学性、准确性.
通过多种途径获取市场信息,特别是要充分利用现代互联网技术,推进牡丹大数据中心建设,做好品种筛选与市场需求等各方面的对接工作,确立牡丹品种筛选的指标,避免盲目筛选.从实际出发,考虑牡丹发展地的环境条件和产业特点确定主要目标,并兼顾其他目标,尽可能进行基于生物学性状的功能品种选育,提出数量化的、可以检测的客观指标[8].例如,基于牡丹生物学性状进行专用品种的筛选和繁育:在油用牡丹品种筛选方面,选育结籽量高、产油率高、油品质好且适应性强的丰产型专用品种;在观赏牡丹品种筛选方面,则可以分花型、花色、花期、适应性等不同方向分别突破.在建立品种综合评价体系的基础上,制定详细的统一规范标准,改变市场各品种规格、质量、价格混乱现状,逐步实现标准化、产业化生产.另外还可通过拓宽牡丹销售渠道、改进牡丹运输方式等途径进一步拉动需求,推动市场化.
要充分实现由传统育种到人工定向育种的改变,充分利用我国丰富牡丹资源,综合应用多种育种技术,在传统杂交育种基础上辅以现代技术,开展亚组、野生种与栽培种间的杂交.根据实际需求选用辐射育种、多倍体育种、基因工程等现代育种技术广泛育种,培育抗性强、多用途、适合市场需求的品种.特别是可利用现代分子标记技术改良品种的不良性状或将特优性状转移至其他品种中,以提高品种选育的效率和目的,为牡丹品种的筛选提供充足的保障.
鉴于牡丹种质资源所面临的问题,建立健全保护机制,尤其加大对野生品种、稀有品种、古老品种的保护力度,具有重要的现实意义和长远的历史意义[12].应通过各种途径进行保护,同时加强调查、收集和研究工作,建立牡丹品种档案库.此外,制定并完善相关法律法规,对于破坏、盗窃、捣卖牡丹品种资源行为给予严惩.各地立足实际建立当地牡丹品种资源圃,尝试控制和保护下的资源共享,共同构建全国牡丹种质资源库.尤其是菏泽地区,要充分发挥资源、区位、政策等优势,推进国家级牡丹新品种繁育和基地建设,全面建设国家牡丹种质资源菏泽库.
另外,为避免重复和同质的研究,进一步加强区域间的联系,尤其是科研单位和企业间的合作,更多依靠技术创新来提高企业的市场竞争力.相关部门要统筹、兼顾、整合各区资源,尽快成立协同攻关小组,着力解决牡丹产业发展过程中遇到的瓶颈和技术难题,实现牡丹相关的产、学、研真正有机结合;依据各地区优势,合理引导各地区、各机构承担不同研究任务,增强区域间信息交流、做到协同攻关、资源共享,在一些基础性研究方面进行分工,避免重复,在资源整合并提高研究效率的同时,利用各自的研究或技术特色,逐步形成“互通、互享、合作、共赢”新格局.
在现有催花、盆栽、油用、切花、园林等牡丹应用领域的基础上,立足牡丹资源独特优势,继续拓展牡丹品种应用新形式.充分利用并挖掘我国牡丹品种资源,加强对野生牡丹资源的开发,做好各品种性状登记和基础研究等工作,通过自然选育及人工培育等途径,不断开发新品种、筛选好品种.同时,也需加强国际联系协作,引进国外优良牡丹品种和相关其他应用形式,在学习借鉴国外先进经验的同时更要立足于自主创新,开发有中国特色的品种及产品.
政府则需要在强化引导作用的基础上,通过政策和措施的创新,鼓励社会力量参与牡丹品种筛选工作;同时,要重视牡丹科技人才培训,依托各地高校、科研机构,建设中国牡丹人才培训基地,适度扩大资金支持力度,完善相关法律法规,加强对知识产权的保护力度,盘活各机构、科研人员和社会力量的积极性.通过团结各方力量,形成合力,全面展开品种选育等牡丹产业研究与技术攻关,逐步培育并推出一批科研成果,选育一批新品种,开发一批新产品,培养一批新人才.
品种是制约产业发展的根本性问题.可以看出,当前国内牡丹栽培基地已经开展了一系列包括牡丹反季节催花[13,14]、鲜切花[15,16]、盆栽和无土栽培[17,18]、牡丹太空育种[19]等60余项研究和技术推广,建立了多个牡丹种子资源库、资源圃和新品种驯化测试中心.特别是牡丹籽油的成功开发,使牡丹系列产品和深加工进一步得到开发和突破.但是我们也必须看到,我国虽然拥有丰富的牡丹资源,且在牡丹品种选育和产品全方位开发方面做了大量的工作,但是由于经营方式落后,配套技术和机具落后,导致商品竞争力差.为了提升我国牡丹选育的研究水平并提高品种选育的效率,必须从多方向入手,从调整育种目标出发,同时研究配套的繁殖技术和专业化的优质高产栽培技术.