近期，辰山植物(wù)園 “觀賞植物(wù)資源與種質創新利用(yòng)課題組”(田代科研究員(yuán)組)分(fēn)别在荷花雜(zá)交育種規律、花萼發育機制以及國内野生蓮的(de)遺傳多(duō)樣性分(fēn)析與保護等方面取得(de)新的(de)研究進展。

1、在荷花雜(zá)交技術上，課題組經過5年田間大(dà)規模雜(zá)交和(hé)自交育種實踐發現，無論作爲母本還(hái)是父本，粉色系荷花的(de)結實率顯著高(gāo)于白色系、黃(huáng)色系、複色系，更宜作爲育種母本或者大(dà)田子蓮生産的(de)首選花色；在重瓣荷花中，數量爲91～120花被片品種的(de)結實能力最強，是定向選育重瓣新品種的(de)優先親本。研究内容發表在Aquatic Botany： Fengluan Liu (劉鳳栾), Mi Qin, Jie Min, Qingqing Liu, Dasheng Zhang, Qing Chen, Li Liu, Daike Tian^*(田代科). Effects of parent species type, flower color, and stamen petaloidy on the fruit-setting rate of hybridization and selfing in lotus(Nelumbo) (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304377021000450)

2、荷花已有單瓣、半重瓣、重瓣、重台和(hé)千瓣等花型分(fēn)化(huà)，爲解析荷花萼片與花瓣的(de)遺傳關系，課題組從花蕾中分(fēn)離到E類基因家族的(de)SEPALLATA1(NnSEP1)及其同源基因AGAMOUS-like MADS-BOXAGL9 (NnAGL9) 和(hé)MADS-box 6-like (NnMADS6-like)：NnSEP1和(hé)NnMADS6-like在花萼中特異表達，而NnAGL9在花瓣中高(gāo)表達，酵母雙雜(zá)交實驗證實了(le)NnSEP1、NnMADS6-like和(hé)NnAGL9在功能上存在顯著差異。這(zhè)表明(míng)荷花萼片和(hé)花瓣盡管在形态上非常接近，但兩者存在不同的(de)發生機制。此研究發表在Plants：Zhuoxing Liu^#(劉卓星), Dasheng Zhang^#(張大(dà)生), Weiwei Zhang, Lei Xiong, Qingqing Liu, Fengluan Liu, Hanchun Li, Xiangjie An, Lijie Cui^*(崔麗潔), Daike Tian^*(田代科). Molecular cloning and expression profile of class E genes related to sepal development in Nelumbo nucifera (https://www.mdpi.com/2223-7747/10/8/1629).

3、我國作爲荷花的(de)分(fēn)布與栽培中心之一，也(yě)是全球藕蓮、子蓮和(hé)花蓮種植面積最大(dà)的(de)國家，但野生蓮種質資源的(de)分(fēn)布和(hé)多(duō)樣性狀況還(hái)不很清楚，其保護現狀也(yě)令人(rén)擔憂。近10年來(lái)課題組從東北(běi)三省、内蒙古向南(nán)一直到海南(nán)，對(duì)我國的(de)野生蓮和(hé)疑似野生蓮資源開展了(le)全面而系統的(de)調查與分(fēn)析，其中對(duì)北(běi)方地區(qū)的(de)研究結果進行了(le)整理(lǐ)發表：結果包括現場(chǎng)調查了(le)我國黃(huáng)河(hé)流域及其以北(běi)的(de)6省30多(duō)處荷花種質；重點分(fēn)析了(le)其中25個(gè)樣點的(de)野生蓮材料；發現我國北(běi)方野生蓮資源的(de)遺傳距離與其地理(lǐ)分(fēn)布間具有一定相關性，推測位于東北(běi)松花江流域和(hé)遼河(hé)流域的(de)野生蓮種質較爲原始。這(zhè)爲深入分(fēn)析其種群進化(huà)及針對(duì)性的(de)保護利用(yòng)提供了(le)理(lǐ)論依據。相關結果發表在Horticultural Plant Journal：Yanrong Fu^#(付彥榮), Fengluan Liu^#(劉鳳栾), Shuo Li, Daike Tian^*(田代科), Li Dong^*(董麗), Yuchu Chen, Yan Su. Genetic diversity of wild Asian lotus (Nelumbo nucifera) from Northern China (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468014121000534)；《河(hé)南(nán)農業大(dà)學學報》：付彥榮, 劉鳳栾, 李碩, 蘇燕, 董麗^*, 田代科^*. 中國北(běi)方野生蓮居群的(de)表型多(duō)樣性分(fēn)析(DOI：10.16445/j.cnki.1000-2340.20210430.001).

以上成果分(fēn)别得(de)到國家自然基金項目(31572158、31570300、32071821、32072620)和(hé)上海市綠化(huà)和(hé)市容管理(lǐ)局科學技術項目(G162402、G182412、G192415、G202405)的(de)資金資助。

荷花爲蓮科蓮屬植物(wù)(Nelumbo Adans.)，是印度國花和(hé)中國的(de)十大(dà)傳統名花之一，具有極高(gāo)的(de)觀賞和(hé)文化(huà)價值。同時(shí)，蓮藕是中國最重要的(de)蔬菜之一；蓮子既可(kě)作爲“水(shuǐ)果”鮮食，幹燥後也(yě)用(yòng)于各種食品；花朵各個(gè)部分(fēn)、葉片、藕節等皆可(kě)入藥；植株可(kě)用(yòng)于水(shuǐ)體淨化(huà)和(hé)濕地修複；因此，荷花也(yě)具有十分(fēn)重要的(de)經濟價值，被稱爲最重要的(de)水(shuǐ)生經濟植物(wù)。

“觀賞植物(wù)課題組”自2011年成立以來(lái)，把全球荷花資源的(de)調查收集、遷地保護和(hé)多(duō)樣性分(fēn)析評價、栽培育種、重要觀賞和(hé)經濟性狀的(de)遺傳發育分(fēn)子機理(lǐ)的(de)探究等方向作爲研究重點，并負責國際荷花品種登錄工作，在多(duō)個(gè)研究方面取得(de)一系列顯著成果：(1)對(duì)美(měi)、泰、越南(nán)、印度等荷花資源及其産業進行了(le)調查，分(fēn)析了(le)北(běi)美(měi)地區(qū)野生美(měi)洲蓮、越南(nán)及泰國産亞洲蓮資源的(de)多(duō)樣性；(2)2016年建成國際蓮屬資源庫和(hé)國家荷花種質資源庫，收集保育1200份荷花資源，成爲全球份數最多(duō)、多(duō)樣性和(hé)代表性最高(gāo)的(de)荷花資源圃；(3)創建了(le)國際荷花網及數據庫(https://nelumbolotus.ibiodiversity.net/#!ZG003)；(4)開展了(le)大(dà)量的(de)雜(zá)交、輻射和(hé)多(duō)倍體育種實驗，十年間培育與完成國際蓮屬新品種20餘個(gè)(其中13個(gè)正在申請新品種保護權)；(5)建立了(le)高(gāo)效的(de)荷花快(kuài)繁體系，初步建立了(le)花粉管通(tōng)道介導的(de)遺傳轉化(huà)方法；(6)對(duì)荷花重瓣化(huà)分(fēn)子機理(lǐ)、美(měi)洲蓮花被黃(huáng)色形成機制、花香來(lái)源等開展了(le)研究。當前，除了(le)執行課題研究任務外，課題組長(cháng)田代科研究員(yuán)還(hái)積極組織撰寫即将出版《植物(wù)的(de)奧秘》《荷花國際登錄12年及品種圖鑒》《中國野生蓮》等專著。

 文/圖：劉鳳栾、張大(dà)生、田代科