月季育种研究进展

源朝政，郑明燕，高小峰，贾毛毛，王 虹，周晓静，杨廷勤

（南阳市科学院，河南 南阳 473000）

月季是蔷薇科蔷薇属的多年生常绿或落叶灌木，由于其花色丰富、花型多样、气味芳香、花期较长而深受人们喜爱，享有“花中皇后”之美誉，在园林绿化、家庭盆栽、花艺展示等方面被广泛应用。月季原产中国，18 世纪80 年代中国古老月季经印度先后传入英、法后，欧洲人开始用之作为亲本，与当地蔷薇进行多次杂交，最终培育出了现代月季群体，2017 年美国月季协会出版的《现代月季12》记载的月季品种超过25 000 个，月季杂交育种堪称世界杂交育种史上两大奇迹之一[1]。随着社会发展和技术进步，世界上月季育种人数不断增加，育种目标和育种手段也有了很大变化，每年都有新的月季品种问世，极大地丰富了月季种质资源库。

中国的月季育种最早可追溯到公元960 年，但真正进入高速发展期始于20 世纪50—70 年代，自‘黑旋风’‘上海之春’和‘浦江朝霞’等月季品种相继问世后，截至2016 年中国自主选育的月季新品种共有455 个，这有力地提高了我国在世界月季育种领域的地位。但与欧美发达国家相比，中国在育种技术、自育品种数量和取得的经济效益等方面还存在较大差距。为了进一步促进中国月季育种的发展，笔者对月季育种的主要目标和育种方法进行了综述，并对今后月季育种的发展进行了展望，以期为我国月季育种工作提供参考。

1 月季育种的主要目标

1.1 花色育种

花色是月季最重要的观赏性状之一，月季作为色彩最为丰富的花卉，花色是月季育种的一项重要目标[2]。孙彦琳等[3]对‘云蒸霞蔚’ב太阳城’F1代材料进行新叶和花色相关性研究的结果认为，利用月季新叶花青苷含量和色差值进行花色的预选有一定的可行性。李晓丽等[4]用3 种不同花色的21 个月季品种为亲本，对不同花色组合后代的花色进行遗传研究的结果认为，红、粉色花月季杂交后代的花色几乎也为红或粉，但以白色花月季作为父、母本的杂交后代也会出现其他花色。不同色彩的月季花所含成分存有差别，白色月季花仅含黄酮醇，黄色月季花除了含有黄酮醇外，还含有类胡萝卜素，而其他花色系月季花所含成分更为复杂。万会花[5]利用HPLC-PDA-MS 对不同颜色月季品种和花色分离的四倍体月季F1杂交群体的花瓣进行花青苷、黄酮醇和类胡萝卜素分析的结果发现，黄色月季‘太阳城’（2n=4x=28）花瓣中含有19 种黄酮醇、16 种类胡萝卜素，‘云蒸霞蔚’等6 个不同颜色月季品种除了含有以上黄酮醇、类胡萝卜素之外，还含有4种花青苷，其中粉色月季含有天竺葵素、5-双氧葡萄糖苷，橙色月季含有2 类色素。Katsumoto 等[6]通过基因技术对飞燕草素苷合成途径进行调控并获得了颜色偏蓝的月季新品种。云南省农业科学院花卉研究所和云南云科花卉有限公司2015 年申报的花色为淡紫色的‘海韵’月季新品种，其花色与父本‘海洋之歌’较为接近。

1.2 花香育种

除了花色育种之外，花香也是月季的一项重要育种目标。花香不但可以提高月季自身的观赏价值，而且还可从中提取素有“液体黄金”之称的精油，被广泛应用于香水、护肤品等工业生产中，从而大大提高了月季的经济价值[2]。月季花香的遗传性强，为数量性状，浓香月季与不香月季的杂交后代可呈现不同程度的香味[7]。刘佳[8]以培育芳香、抗病月季新品种为目标，利用形态学和SSR 分子标记对11个玫瑰品种和58 个现代月季进行杂交的后代进行鉴定，筛选出了10 株F1真杂种。通过选用不同亲本，已先后培育出茶香月季新品种‘美人香’‘醉红颜’和‘香妃’[9-11]。

1.3 抗逆性育种

月季的适应性强，在世界多地均有分布，但过低的气温也会发生冻害。Bryson 等[12]用抗寒疏花蔷薇和现代月季进行杂交与多次回交，培育出了抗寒性强的月季品种‘Carefree Beauty’。用抗寒性强的新疆野生蔷薇与现代月季杂交，选育出的月季新品种‘天山春色’可以在－30℃下自然越冬[13]。

月季易发生白粉病、黑斑病、根癌病等多种病害，对其观赏价值和经济价值都会造成不利影响。Oglilvie 等[14]通过杂交育种培育出的月季新品种‘Lamber Close’，对白粉病、黑斑病均有较强抗性。马燕等[15-16]通过野生蔷薇和现代月季进行远缘杂交，选育出了具有较强抗逆性的月季品种。赵小兰等[17]以根癌土壤杆菌高度保守的VirD2和ipt基因部分序列设计出的引物对4 个月季品种中纯化出的9 株分离物进行PCR 检测，筛选出了4 个中抗和5 个高抗月季根癌病的品种。Marchant 等[18]采用基因枪法将水稻几丁酶基因导入易感黑斑病月季‘Heckenzauber’‘Pariser Charme’ 和‘Carefree Beauty’，获得的阳性植株具有较强抗黑斑病能力，其黑斑病发生率下降13%～45%。

蚜虫是月季栽培中发生最普遍、危害最严重的害虫之一。范元兰等[19]采用人工接种蚜虫的方法，对75 份蔷薇属种质资源进行抗蚜性鉴定的结果表明，高抗、中抗种质资源共有28 份，占比37.33%，可用作抗蚜育种亲本或进行商业性栽培。

2 月季育种的主要方法

2.1 杂交育种

杂交育种是月季育种最常用的方法，并在国内外均取得了丰硕的成果。据统计，已知的现代月季栽培品种超过2 万个，其中80%是通过品种间杂交获得的[20]。以‘多特蒙德’为母本，分别与‘北林俏’‘北林红’为父本进行杂交，选育得到的‘特娇’‘特俏’等月季新品种（系）在保持亲本优良性状的同时，改良了母本‘多特蒙德’的某些遗传特征[21]。以‘假日美景’为母本，与‘贝宁’为父本进行杂交，培育出了正红色、具有强抗寒能力的月季新品种‘红五月’[22]。

在月季杂交育种中，父母本的选择至关重要。月季品种数量众多，但部分品种存在结实率低、品种退化等问题，因此筛选适合的亲本是杂交育种的一项重要内容。以5 个蔷薇种和25 个现代月季品种进行多种组合杂交，并对不同杂交组合的结实率进行筛选的结果发现，蔷薇和法国蔷薇与现代月季杂交的结实率较高，其可作为现代月季杂交育种的父本[23]。吴洪娥等[24]对60 个月季品种的杂交组合进行研究，结果发现茶香月季品种间杂交的结实率比较高，杂交成功率达87.5%，同时正反交结合有利于提高杂交结实率。柴菲[25]对20 个月季品种的2 773 朵花选配了34 个杂交组合，并得到了846 个杂交果实。王泽翻等[26]用蔷薇为父本、现代月季为母本进行杂交育种，筛选出了22 个杂交亲和性好的组合。杨逢玉等[27]以新疆野生蔷薇为母本，21 个现代月季品种和1 个紫枝玫瑰为父本选配73 个杂交组合探讨新疆野生蔷薇与现代月季品种进行远缘杂交的亲和性，并筛选出了疏花蔷薇、伊犁蔷薇和托木尔蔷薇适合作杂交育种的母本。Plugatar 等[28]用‘Kordes’和‘Sondermeldung’进行杂交，结果发现存在培育出抗真菌病害品种的可能性。尹世华等[29]采用常规授粉方法对5 份中国古老月季、3 份野生蔷薇和22 份现代月季进行杂交的结果表明，选用古老月季作亲本具有较好的杂交亲和性，并筛选出了3 个适合做母本、2 个适合做父本的古老月季品种。另外，在实际杂交育种过程中，常会出现子代性状不如亲本的现象，这便促使育种者不得不做大量组合及重复才可能育成具有优良特性的新品种[30]。尽管月季杂交育种存在一系列问题，但该方法操作简便、技术成熟、成本较低，因此杂交育种是当前采用最普遍的育种方法。

2.2 诱变育种

诱变育种是一种采用物理、化学因素诱发产生遗传性变异，并经人工筛选、鉴定、培育新品种的一种方法，其具有突变率高、程序简单、周期短的特点，但变异方向和性质无法把控，目前很少和其他育种方法结合使用[2]。60Co γ 是一种具有效率高、不易产生毒性和致癌物质等优点的射线，在辐射诱变育种中得到广泛应用。中国农业科学院蔬菜研究所采用辐射诱变方法，培育出了‘霞光万道’和‘南海浪花’等月季新品种。云南省农业科学院通过辐射诱变育成了月季新品种‘胭脂扣’。苏重娣[31]对月季‘红帽子’和‘恩培林’等8 个品种进行60Co γ 照射，经过对突变枝的分离获得了4 个稳定的突变体。许肇梅等[32]用60Co γ 对现代月季的休眠枝条进行照射，选育出了‘郑州春色’‘黄娇’‘红雨’‘春燕起飞’和‘青春似火’5 个月季新品种。李惠芬等[33]用经60Co γ 照射月季品种‘萨曼莎’得到的花色突变株，通过嫁接繁育得到了月季新品种‘霞晖’。李树发等[34]用不同剂量的60Co γ 对10 个切花月季品种进行辐射，选育出了1 个切花月季变异新品种。

2.3 分子育种

随着高通量测序技术、基因组学分析技术和分子生物学技术的发展，分子育种已成为月季育种的重要手段之一，分子标记有效地弥补了传统育种方式存在的目的性不强、研究效率低等问题[35]。Gion 等[36]通过构建35S：AatTCP3：EAFmotif（TCP3SRDX）嵌合蛋白超表达载体转化月季，获得了花瓣边缘的月季转基因株系。李绍翠等[37]利用实时定量PCR 技术，对从月季品种‘萨曼莎’中分离的RhMYB61进行分析的结果显示：RhMYB61的表达特性随着开花级数的增加而递增。邱显钦[38]采用遗传连锁图谱和荧光定量PCR 技术，对野生蔷薇及其杂交后代的4个目的基因进行分析，通过RhML01基因的正义表达载体和反义表达载体对月季品种‘白玉’进行转化并得到转基因植株。包颖等[39]为了研究月季‘月月粉’的RcWER-like 基因在逆境中的表达特性，进行生物信息学和实时荧光定量PCR研究的结果显示：月季RcWER-like在逆境中不同组织不同时间点的表达模式存有差异，但也发现R2R3-MYB类转录因子RcWER-like参与了月季盐胁迫响应和对水杨酸和茉莉酸甲酯的应答过程，为后期培育耐盐月季分子育种提供了候选基因资源。Ding 等[40]对玫瑰（Rosa hybrida）进行研究的结果显示，转录因子RhNAC31与开花有关，可通过增加盐、低温和脱水胁迫处理诱导，同时经过定量PCR 技术发现，许多非生物胁迫相关基因被RhNAC31表达激活，其在耐逆作物分子育种中具有潜在用途。丁爱琴等[41]采用转录组测序和cDNA 末端快速扩增（RACE）技术研究切花月季‘萨曼莎’后分离出1 个名为RhMYB96的MYB 类型的转录因子基因，用qRT-PCR 技术对该基因进行分析发现，盐胁迫、脱落酸（ABA）均可诱导RhMYB96 表达。Kastumoto 等[42]对百余种月季的类黄酮成分及花瓣pH 值进行分析，筛选出了黄酮醇、液泡pH 值均较高的月季品种作为转化宿主，采用RNAi 抑制该宿主月季的DFR表达，然后将三色堇（Viola tricolor）F3'5'H基因及鸢尾（Iris tectorum）DFR基因导入月季受体进行表达，结果发现转化株能专一性表达飞燕草素，且含量提高至95%。Li 等[43]将洋葱转脂蛋白基因Ace-AMP1转入月季，获得了抗白粉病的月季新品系。Yu 等[44]以月季花色为育种目标，在第4、6、7 连锁群定位了4 个控制黄色花的QTL，第2、6 连锁群定位了2 个控制粉色花的QTL。Xu 等[45]从月季中克隆了GA生物合成负调控因子RcSPY，并在烟草中进行了异位表达，在对rcspy6转基因烟草植株保守TPR 重复序列的反义干预中导致了花期延迟，表明转基因烟草植株显示的其他表型是在RcSPY的作用下引起的，这一结果为月季新品种的分子育种提供了理论支持。可见分子育种技术已经在提高月季抗逆性、改良花型等方面得到了应用，并取得了一定的成绩。但由于对月季观赏性状的形成与遗传机理还不十分清楚，且对操作技术、仪器设备的要求较高，因此分子育种在月季育种中还未大规模运用。今后研究遗传机理、分子育种技术与其他育种技术的结合，将成为月季育种的优先方向。

2.4 芽变育种

芽变是体细胞突变的一种形式，芽变育种就是利用发生变异的枝、芽进行无性繁殖，使之性状固定，然后通过比较鉴定、筛选培育成新品种。自然界中月季发生芽变的频率较高，一些经典品种就源自芽变[27]。杨玉勇等[46]从引自荷兰OLIJ 公司的切花月季‘Olijglu’产生的芽变成功选育出了芽变新品种‘冰清’，并首次在鲜切花生产上大量应用。月季‘金辉’和‘温馨’是分别从切花月季‘口红’和‘金香槟’的花色芽变中选育出的新品种[47-48]。张誉稳等[49]采用蔷薇属DUS 测试技术对月季品种‘波塞尼娜’繁育出的子株进行外部形态测定的结果初步推断‘波塞尼娜’是一个芽变株系。

月季芽变具有普遍性、重演性等特点。同一品种在不同地区都会发生芽变，且同一品种的芽变也会重复发生。如用1945 年法国育成的‘和平’，通过芽变育种1950 年法国选育出‘藤和平’、1951 年德国也选育出‘藤和平’、1962 年美国选育出‘芝加哥和平’等；用‘浅日辉’通过芽变获得了‘藤浅日辉’‘藤深日辉’和‘桃花面’等品种[50]。

3 展 望

目前，月季育种方法已由过去单一的杂交育种，发展到了辐射诱变育种和分子育种被广泛应用到月季育种实践中，并在国内外取得了不少成果。虽然月季育种方法已经多样化，但杂交育种仍然是应用最广泛的方法，因为杂交育种方法简单易行、技术难度较低，育种者能在较短时间内掌握[30]。杂交育种的缺点是常出现坐果率和结果率低、亲和性不高等现象，而且因月季的种壳硬，其种子难发芽，因此杂交育种除了需要筛选合适的亲本外，还需要做大量的杂交组合，比较耗时、费力。分子育种技术的快速发展为月季育种提供了一种全新的方法。基于对月季花色、抗逆性、花香等基因作用机理的了解，采用分子育种技术可以定向选育适合市场需求的新品种。中国的月季育种虽然取得了不少成绩，但与国外先进国家相比还存在一定差距，自育品种数量明显少于欧美发达国家，在国际月季育种领域缺乏话语权。因此，今后应加大宣传力度，呼吁更多单位和人员从事月季育种，积极参与相关国际交流，学习国外先进的育种技术，还要以市场需求为导向，定准育种目标，加大投入，培育出更多、更优的月季新品种，以逐步缩小与国际先进水平的差距。