秋天也能赏荷花,6月开花,花期可持续至11月初—— 武汉植物园选育30余种“秋荷”
秋天的荷塘是什么样的,花叶凋零、一片萧瑟?是时候改变老观念了。
秋末冬初,中国科学院武汉植物园(以下简称“武汉植物园”)的一片荷塘里,以一条木栈道为界,两边的荷花呈现出截然不同的景象。一边是常见的秋季荷塘,基本看不见荷花的影子,荷叶也已残破;另一边荷花却开得正艳,美不胜收,众多游客市民正在赏荷。
荷花盛花期在6月至8月,秋末冬初的武汉为什么还有盛放的荷花?这正是武汉植物园科研团队历时15年,选育出的秋荷系列新品种。目前,这个系列共包含30多个新品种,每年6月开花,花期能持续到10月底甚至11月初。
是什么让秋荷克服了气候的更替,在寒冷的季节依然绽放呢?这背后有怎样的故事?记者采访了武汉植物园莲种质资源与遗传育种科学组研究员杨美。
克服重重困难
从千年古莲到秋荷系列
武汉植物园的荷花研究工作起步非常早,1959年就开始了莲的收集保育工作。科研人员成功使千年古莲“中国古代莲”的莲子成功发芽,并与“大贺莲”杂交,育成‘中日友谊莲’;20世纪80年代出版我国首部莲专著——《中国莲》;2013年成功绘制首张莲基因组参考图。荷花研究一直是武汉植物园的科研重点。
2010年,杨美从华中农业大学博士毕业,到了武汉植物园工作。“当时园里荷花课题组的负责人是刘艳玲老师。”杨美说道,武汉的夏季特别热,少有人愿意冒着酷暑来赏荷,能不能让花期早一点或晚一点呢?刘艳玲萌发出了这一想法,课题组将科研目标定为选育出花期6月至10月、能在武汉自然越冬的荷花新品种,杨美负责分子育种及其他相关研究,一做就是15年。
想法实现的过程困难重重。首先要寻找合适的种质资源。通过资料查询和实地考察,课题组找到了热带莲。热带莲在热带地区一年四季都能生长,温度合适的条件下终年不败。“它与在亚热带地区和温带地区生长的温带莲的生长习性明显不同。温带莲每年春天萌芽生长,夏天开花,秋天枯萎根茎膨大,冬天休眠,二者属于不同生态型。”杨美介绍,课题组将热带莲与温带莲杂交,选育秋荷新品种。
引种回来的热带莲一开始并不适应武汉夏天炎热、冬天寒冷的天气,科研人员探索出喷激素令其地下茎膨大的方法,终于令其顺利过冬。热带莲还带来了茶黄蓟马虫害。“我们咨询了很多专家,尝试了很多方法,才解决了这个问题。”杨美回忆说。
在种质资源收集方面,团队跑遍了世界各地,截至目前,武汉植物园的莲种质资源圃已经收集了1000多个种质资源,包括220多份国外资源和近800份国内资源,几乎囊括了所有原生地的种质资源。
“我们主要收集野生种质资源,而不仅仅是栽培品种。”杨美介绍,野生种质资源虽然观赏性没那么高,但对于维护生态平衡和生物多样性具有不可替代的作用,更是科学研究的重要对象和基础材料。莲科一直被列入国家重点保护野生植物名录,野生莲为国家二级保护植物。
经过5年杂交育种,2015年,课题组终于选出第一批5个秋荷品种,当年举办的武汉植物园秋荷展在当地引起轰动。2017年,杨美成为团队负责人。
技术创新不断
30多个秋荷新品种争奇斗艳
杂交育种虽然取得了成果,但也遇到许多问题。热带莲和温带莲属于不同的生态型,杂交后代不结实或结实率很低,性状也不够稳定。
“荷花花期观察不能用种子种下第一年长出的植株,而是要收获第一年的藕种下后,再观察第二年花期。”杨美告诉记者,一般要三四年才选出优株,如果性状不稳定还要进行加代杂交、进一步筛选。
为了缩短选育周期,经过多年研究,杨美团队研发出秋荷的分子辅助育种技术体系和快速繁殖技术体系。“种子萌发后,取一个叶片就能开展研究,准确率60%至70%,大大减少了工作量。”杨美说,这使得秋荷选育数量增加了2至3倍,育种周期也缩短了1至2年,显著提高了育种效率。
截至目前,武汉植物园选育的秋荷新品种中,已经有21个完成国际登录,国内有12个新品种在进行DUS测试,另外还有30多个保留新品种。一个个各具特色的秋荷新品种,颠覆着人们对荷花的认知。
比如秋荷‘提灯赏月’花期从6月到10月中下旬,说是花期,但实际上长期为花苞状态,只在天气特别炎热的情况下偶有开放。“今年我们第一次带着这个品种参加业内会议,参会人士都大为震惊。”杨美说。
秋荷‘秋三色’是大型亚美杂交莲重瓣花莲品种,花期6月上旬至10月下旬,甚至可达11月初。其最大特点是开花后三天三个颜色,第一天花色为玫红色,第二天为粉红色,第三天为粉白色。
未来三大目标
荷花育种全面“开花”
目前,秋荷系列品种已经推广到山东、安徽、江苏、四川、云南、海南等地。在海南,秋荷花期能从3月持续到12月,全年只有两个月无花期。在山东省济宁市,秋荷种到了微山湖风景名胜区。那里的野生莲花非常知名,引入秋荷是为了延长花期。秋荷在当地开到“十一”假期之后,能自然越冬。
“经过多地试种,秋荷在15℃时仍可以保持开花。”杨美说,团队下一步的育种目标主要包括三个方面。
在观赏荷花方面,首先要选出嵌色(一花双色)、绿色、蓝色、紫色等稀缺花色的新品种,其次选育适合作鲜切花的新品种。杨美表示,目前市面上的切花品种关注的主要为观赏性、花秆硬度,而团队要在此基础上选出产量高、瓶插期长的品种。
在子莲方面,杨美团队已经育出一个子莲品种‘植研1号’,获得国家植物新品种授权,下一步希望选出口感更好,更适合加工的品种,并提升其中的淀粉含量。据了解,莲子中的淀粉属于一种特殊抗性淀粉,在人体内转化吸收为糖原的速度较慢,不会引起血糖快速上升。
荷叶里的荷叶碱有降脂功效,在药用荷花方面,杨美团队已经培育出一个新品种,其荷叶碱含量比常规品种高10倍至20 倍,下一步团队还将致力于该方向的品种选育。
荷花是中国十大传统名花之一,在我国的种植历史能追溯到7000多年前的“河姆渡文化”时期。如今,中国是世界上荷花品种最多的国家,据不完全统计已有超过1000个荷花品种。秋荷的出现,为我国荷花群体花期的延长作出了重要贡献,带动了“赏荷经济”的发展。而秋荷的藕带和莲子比夏荷延后了一两个月,也延长了食用时间。
“秋荷在增添美景的同时,也为餐桌带来了健康和美味。”杨美表示,未来团队将探索尝试更高效、更先进的育种方式,选出更多更好的荷花品种。
杨美(中)团队正在做实验
‘早白雪’
‘霓裳羽衣’
(本文图片来源:中国科学院武汉植物园杨美团队)