我国科学家总结全球牡丹芍药资源与育种进展 积极开展野生资源保育刻不容缓

来源: 中国园林网  作者: 柏斌  日期: 2020-7-13 14:17:53
近日,中国科学院植物研究所王亮生研究组和北京林业大学于晓南研究组合作,在园艺类国际著名学术期刊《园艺研究》(Horticulture Research)上发表题为“芍药属种质资源与遗传育种:一个系统的综述”(“Germplasm resources and genetic breeding of Paeonia: a systematic review”)的文章,全面总结、介绍芍药属野生种和栽培品种资源类群及遗传育种研究进展。

本网讯  记者柏斌 通讯员杨勇报道 近日,中国科学院植物研究所王亮生研究组和北京林业大学于晓南研究组合作,在园艺类国际著名学术期刊《园艺研究》(Horticulture Research)上发表题为“芍药属种质资源与遗传育种:一个系统的综述”(“Germplasm resources and genetic breeding of Paeonia: a systematic review”)的文章,全面总结、介绍芍药属野生种和栽培品种资源类群及遗传育种研究进展。

芍药属植物是全球重要的观赏植物和药用植物。伴随牡丹和芍药产业不断发展,产业链不断延伸,市场迫切需要有更多的优良品种。

在王亮生研究员看来,现阶段全世界究竟有多少芍药属野生资源?不同的学者有不同的观点。而在全球范围内有哪些栽培类群?很多人也并不清楚。芍药属育种,国外的研究与实践进展比中国要快,但多数育种信息交流仅局限在小圈子或育种者之间,很多信息未公开发表,或发表在内部期刊,导致很多有价值的育种信息被忽视。“现阶段很多育种者在开展芍药属育种的过程中,是跟风式的育种,没有明确的育种方向和目标。同时主要采用选择育种或杂交育种,育种周期长,定向性差,也就是说,杂交后代的性状可预见性较差。”王亮生研究员说。

据王亮生研究员介绍,针对现阶段芍药属育种存在的资源认知不清晰、育种手段不先进、育种信息不系统、育种目标不明确,育种效率不理想等诸多问题,两研究组通过对国内西藏、四川、云南等地的野生资源分布区及日本、美国、欧洲等国外有牡丹芍药栽培的地区的实地考察和文献调研,结果显示,全球牡丹主要分为中国牡丹品种群、日本牡丹品种群和滇系杂交后代牡丹品种群,中国牡丹主要是中国原产的革质花盘亚组的野生种反复杂交和驯化形成的品种群,日本牡丹品种群主要是引入中国的栽培牡丹之后又通过不断杂交选育,培育出的适应日本气候的品种类群;滇系杂交后代品种群是利用中国牡丹或日本牡丹与原产中国西南地区的滇牡丹杂交形成的一类品种群,其花色丰富,有黄色、橙色、猩红色等多种花色。

全球芍药主要分为中国芍药品种群、杂种芍药品种群和伊藤芍药品种群。中国芍药品种群是利用分布在中国的芍药不断驯化和种内杂交形成的,是独立种源的品种群;杂种芍药品种群是有两个或多个原生种参与杂交形成的品种群,其花色更丰富,花期跨度更大;伊藤芍药品种群是利用中国芍药品种群的品种与滇系杂交后代杂交形成的表型介于牡丹和芍药之间的一类栽培品种,花期多介于牡丹和芍药之间,花色也较丰富,抗病性较强。

根据上述结果,结合对芍药属野生资源种类的系统整理,在以博士生杨勇为论文第一作者,王亮生研究员和于晓南教授为共同通讯作者的该文中,对全世界分布的芍药属野生资源分布特点、全球范围内的芍药属植物栽培品种群的形成历史、品种资源特点进行了详细介绍,同时对芍药属植物表型遗传、遗传图谱构建、分子标记辅助育种等全球范围内开展的工作进行了简要介绍,对现阶段存在的主要问题进行了剖析。

该论文不仅针对芍药属植物主要农艺性状,如花色、叶色、花型、花期、非生物胁迫、采后、种子休眠和芽休眠的分子生物学研究进展进行了阶段性总结,系统梳理了已经克隆的功能基因及转录因子,还系统总结了全球芍药属植物的育种历史、育种目标及最新的杂交育种成果。

作者在文中指出,芍药属植物新品种现阶段主要依靠传统杂交育种和选择育种;伴随分子生物学理论和技术的不断发展,分子育种手段必将成为芍药属育种的一个重要手段。

据王亮生研究员介绍,野生芍药属种质资源是开展牡丹或芍药新品种选育的一个重要亲本来源,尤其抗性育种、特殊性状的改良,都依赖野生资源的利用,包括杂交亲本选择、有用基因的获取等。同时,开展野生资源的保育也是保护物种多样性,现阶段全球范围内芍药属野生资源多数都处于濒危的境地,如白花芍药、圆裂叶四川牡丹、四川牡丹等,不积极开展包括异地更合适的地方、人工环境、离体保存等迁地保育和原生境、保护区等就地保育的野生资源的保育,很多未被开发利用的野生资源可能很快就从地球上变得越来越少甚至从此消失。

为此,作者在论文中提出,必须积极开展野生资源的迁地和就地保育工作,在保护好野生资源基础上,利用几个还没有在育种上得到利用的特殊野生种作为亲本参与育种工作;为推进芍药属植物分子育种进程,亟待加快构建芍药属稳定高效的遗传转化技术体系。


王亮生研究员(右)和杨勇博士在野外考察野生牡丹资源

杨勇博士在野外实地考察野生牡丹资源

处于濒危境地中国野生牡丹‘四川牡丹’

处于濒危境地中国野生牡丹‘大花黄牡丹’

处于濒危境地中国野生牡丹‘黄牡丹’

处于濒危境地中国野生牡丹‘紫牡丹’

‘白花芍药’

‘美丽芍药’

研究组的野外实地考察野生牡丹资源

杨勇博士考察日本芍药切花产业

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(来源:中国园林网)

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