作为观花植物,花色的优劣直接关系到它的观赏价值和商业价值,特别是随着经济的快速发展,人们对花卉的需求也日益增加,一些具有新、奇、特花色的观赏植物更是具有广阔的市场前景,深受消费者厚爱 。长期以来,育种工作者一直通过杂交育种、突变育种和基因工程等技术来培育各种观赏植物的花色突变体,满足市场需求 。本文主要介绍了杂交育种、突变育种和基因工程在改良观赏植物花色上所取得的成就,同时简单比较了3种技术的优缺点,提出了3种技术,在观赏植物花色改良中存在的问题及应用前景,以供育种工作者开展相关研究时借鉴与参考 。改良花色的杂交育种
杂交育种是目前观赏植物品种改良的主要途径,也是创造新花新色的重要方法 。利用杂交育种可以使观赏植物产生变异丰富的杂交后代,从而选育出色彩丰富的观赏植物品种 。早在1848年,法国Annee就与美人蕉属植物杂交,显著改善了美人蕉属植物的园艺特性,即叶色和花色发生了变化,产生了紫红色的叶型和橙黄色的花型,开创了美人蕉属植物杂交育种以提高花色的先河 。根据刘泰和1984年的报告,经过100多年来国内外对报春花杂交育种的研究,筛选出了10个报春花品种,分别是猩红、红色、粉色、玫瑰色、浅蓝色、多色、白色、深蓝、深红色和黄色 。以黄振国种植的杂交莲(红千叶×美莲)为亲本进行人工控制自交,获得了世界上唯一的双黄大花荷花新品种,填补了中国双黄荷花空白的空白 。在以石竹为中心的石竹种间杂交中,Umiel等人获得了许多新的花型,表现为基部斑点的形状、花瓣中心的斑点以及不同颜色和亮度的组合等 。目前,已经培育出许多新的石竹品种 。Stephens等发现,凤仙花种间杂交完全以橙花为主 。冈崎等人为了将粉色引入白花的麝香百合,将麝香百合与红百合和日本百合通过扦插授粉杂交,再结合胚培养,获得了从白色到比红百合浅的各种颜色变异的杂交后代 。Uemoto等人将山茶花的白花品种Hatsu-岚与两面针杂交,获得了粉白杂交后代 。Griesbach等人将虎眼万年青属的橙色短花序种与白色长花序种的聚伞花序种杂交 。通过胚培养和回交,在F2代出现了一种新型的橙色长花序,是典型的重组育种 。程金水等利用两面针与培育的山茶品种杂交,培育出黄色双山茶新品种 。据朱根发报道,蝴蝶兰的花色通过杂交育种得到了改良,如黄花蝴蝶兰、红花蝴蝶兰、斑点花蝴蝶兰、线花蝴蝶兰、大白花蝴蝶兰、白花红唇蝴蝶兰等 。
可以看出,通过杂交育种的方式培育出了大量的观赏植物新品种 。但这种育种方法需要选择合适的亲本,在操作模式上要注意正反交 。多亲本授粉和重复授粉;采用母体花粉引导法和剪型法,操作费时费力,结果可预测性低 。因此,还需要找到一种更直接、更有目的的方式来改变观赏植物的颜色 。改良花色的诱变育种
新的花突变体是培育花卉新品种的重要遗传资源 。如二倍体仙客来自交系出现黄花突变体,可能是查尔酮-黄酮转化活性基因缺失所致,有望培育出暗黄色仙客来 。然而,自然界中自发突变的频率很低,有时是万分之几,甚至几十万 。因此,利用观赏植物自发突变培育花卉新品种的报道很少 。
辐射诱变也是创造新花色的重要手段 。可以增加突变频率,扩大突变谱 。诱变后的突变率可以比自然界高出100倍甚至1000倍以上 。单一色素合成酶基因的突变可以产生新的花朵颜色 。如Banerji等用1.5、2.0和2.5克拉γ射线照射‘阿努帕姆’菊花的生根插条,在M1出现了颜色突变的嵌合体,从中分离出3个颜色突变体 。Enkatachalam等用γ射线照射橙粉色百日草,在M2出现了一些红色背景上的品红、黄色、红色和白色斑点等颜色突变体 。李惠芬等人用60Coγ射线照射三个玫瑰品种 。经过5年的试验,获得了几个花色和叶色突变体,从中筛选出一个优良突变系 。经过嫁接和组织培养繁殖,育成了玫瑰新品种——夏回 。
利用诱变育种提高花色,可以在一定程度上获得花色突变种,但这种方法和杂交育种一样,突变方向不确定,目前难以人工控制 。而且有益突变率还是比较低的,有时会发生反向突变,恢复原有性状等 。因此,通过诱变育种改良花色的方法需要与其他改良花色的方法相结合,才能获得更好的效果 。改良花颜色的基因工程
[/div]与杂交育种和诱变育种相比,植物基因工程为花色改良提供了全新的思路 。它可以在不损失其他原有性状的情况下,定向修饰观赏植物的特定性状,将观赏植物的花色转化为人们所期待的方向 。同时,转基因花卉作为观赏花卉而非食用花卉很容易被大众接受 。因此,近年来,花色基因工程取得了显著进展,获得了一批花色改良的转基因花卉 。