近期,由中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(簡(jiǎn)稱“版納植物園”)園林園藝中心正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師吳福川團(tuán)隊(duì)研發(fā)培育的8個(gè)西番蓮新品種,成功進(jìn)行了國(guó)際登錄。
本次新品種登錄是繼2021年西番蓮新品種Xishuangbanna Red(版納紅)國(guó)際登錄后的再次認(rèn)證,標(biāo)志著版納植物園西番蓮新品種研發(fā)能力進(jìn)入國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
西番蓮屬“明星”百香果:集觀賞和食用于一身的熱帶水果
西番蓮屬(Passiflora)植物多為草質(zhì)的多年生藤本,全世界約有500種,90%以上的種類分布于中南美洲的熱帶至亞熱帶地區(qū),只有一小部分種類分布于亞洲。
西番蓮屬中最為出名的當(dāng)為原產(chǎn)南美洲的雞蛋果(Passiflora edulis Sims),果實(shí)外觀橢球形,形似雞蛋,果汁香氣濃郁,具有菠蘿、草莓、香蕉、番石榴、檸檬等多種水果的香味,英文名為 passion fruit ,中文俗稱百香果。
百香果。圖庫(kù)版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛
百香果是一種原產(chǎn)熱帶美洲的藤本植物,最為獨(dú)特的便是它開(kāi)的花。西番蓮屬大部分植物的花都有5枚花萼和5枚花瓣,分兩輪排列。西番蓮屬植物的花都帶有大量的須狀的絲,植物學(xué)上稱為“副花冠”。
不同種類的副花冠的長(zhǎng)度、彎曲度和顏色不同,變化十分豐富,是西番蓮花朵上最為奇特的一個(gè)結(jié)構(gòu),它們圍繞著花心排列,通常排列成2~3輪,形似表盤上的刻度,再加上它們立起分叉形似指針的雌雄蕊,讓整朵花的造型宛如一個(gè)時(shí)鐘表盤,非常奇特。
百香果開(kāi)的花。圖庫(kù)版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛
百香果進(jìn)入我國(guó)的時(shí)間不長(zhǎng),最早是由臺(tái)灣省于20世紀(jì)初引進(jìn)栽培,后來(lái)新中國(guó)成立后,沿海的廣東、福建等省又從東南亞引入,直到80年代后才逐漸在華南地區(qū)的水果市場(chǎng)上流行起來(lái),并在廣西、福建等省得到推廣種植。目前商業(yè)栽培食用的百香果有紫果、黃果及其雜交種這三大類。
百香果果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富,且能長(zhǎng)期掛果,全年可采,具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,已發(fā)展成為全球熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛種植的水果。百香果原產(chǎn)南美洲熱帶,生性喜四季溫暖、陽(yáng)光和水分充足的環(huán)境,不耐霜凍,喜pH6.0左右,排水良好的肥沃土壤,在我國(guó)福建、廣西、廣東、海南和云南均比較適合大規(guī)模種植。
西雙版納位于云南南部,地處熱帶北緣,這里的氣候和土壤條件都非常適合栽種百香果,甚至在路邊的灌叢中都有自然長(zhǎng)出的野化植株。版納植物園自20世紀(jì)80年代起引入并推廣種植百香果,后來(lái)逐漸在整個(gè)西雙版納推廣開(kāi)來(lái)。西雙版納的傣族人民喜食酸味的水果蔬菜,很早便將百香果作為一種酸味食材,用來(lái)制作各種美食,因而百香果也成為當(dāng)?shù)厝嗣袢粘I畹囊粋€(gè)重要水果。
百香果飲品。圖庫(kù)版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛
讓西番蓮順利“生娃”實(shí)屬不易
西番蓮屬的園藝品種眾多,目前全世界已有的品種已達(dá)上千個(gè),但想要培育出一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的新品種絕非易事。
野外野生的版納西番蓮。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
目前,西番蓮新品種培育主要有種間雜交和多倍體化兩種途徑。
種間雜交就是將兩個(gè)野生種(或有可育能力的栽培品種)進(jìn)行授粉,再將獲得的種子培育出開(kāi)花的植株,然后從中篩選出花朵(或果實(shí))性狀優(yōu)異、獨(dú)特且穩(wěn)定的后代作為新品種。這一方法周期較長(zhǎng),后代可獲得的變異有限。
多倍體育種就是采用物理或化學(xué)的方法將二倍體幼苗進(jìn)行染色體加倍,獲得四倍體后代。這一方法通??梢垣@得花朵或果實(shí)更大的新品種。
對(duì)于培育西番蓮新品種而言,其中最關(guān)鍵的是優(yōu)良雙親雜交組合的選擇,也就是說(shuō)必須為“西番蓮寶寶”找到它真正的“爸爸媽媽”,并且在新品種成長(zhǎng)過(guò)程中給予適當(dāng)?shù)娜斯ず亲o(hù),使其順利開(kāi)花結(jié)果,最終從中篩選出性狀獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)良品種。
整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,耗時(shí)短則一年,慢則兩年。
除了雙親選擇上的困難以外,種植過(guò)程中還會(huì)面臨包括莖基腐病等病蟲災(zāi)害。
以莖基腐病為例,為了克服這一毀滅性病害對(duì)植物生長(zhǎng)的危害,版納植物園園林園藝中心吳福川團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地選用抗性較強(qiáng)的細(xì)齒西番蓮(P. serrulata)與綠果西番蓮(P. maliformis)作為父母本,通過(guò)人工授粉雜交的方法培育出抗莖基腐病的雜交后代 F1 并將其作為砧木,再挑選帶有葉芽的百香果幼嫩枝條為接穗,最后將兩者嫁接在一起培育出新的百香果種苗。
抗性砧木。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
歡迎來(lái)到西番蓮屬植物的視覺(jué)盛宴
西番蓮屬植物大多具有非常美麗和精巧的花朵,它們花色艷麗、群體花期長(zhǎng)、生長(zhǎng)旺盛,是一類有著很高觀賞價(jià)值的熱帶藤本花卉。
近年來(lái),吳福川團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷收集觀賞價(jià)值較高的西番蓮原生種,開(kāi)展了大量的人工雜交育種工作。2021年8月,該團(tuán)隊(duì)培育的Xishuangbanna Red(版納紅)西番蓮成為我國(guó)首個(gè)獲得國(guó)際西番蓮協(xié)會(huì)權(quán)威認(rèn)證的新品種,具有十分重要的開(kāi)創(chuàng)意義。
西番蓮新品種“版納紅”。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
版納紅為人工誘變選育而成的四倍體,與二倍體親本紅花西番蓮(P. miniata)相比,表現(xiàn)為花瓣、花萼增厚,花瓣、萼片邊緣具有不規(guī)則的齒狀,副花冠兩輪,均增粗變短,花分泌蜜汁增多。
柱頭、花藥、苞片上的腺體均增大,葉片長(zhǎng)約8.5厘米,寬約5厘米,較親本增厚增大,邊緣呈不規(guī)則銳齒狀。整個(gè)花朵比親本紅花西番蓮的花朵重45%左右。
“版納紅”解剖圖。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
時(shí)隔兩年,由該團(tuán)隊(duì)培育出的8個(gè)西番蓮新品種又成功喜獲國(guó)際登錄認(rèn)證。8個(gè)新品種分別為Ziying(紫瑩)、Xiyuan Red(西園紅)、Zhuangyuan Red(狀元紅)、Banna Sky(版納天空)、The Spirit of the sea(海之精靈)、Mansai Red(曼賽紅)、Mansai1(曼賽1號(hào))、Mansai8(曼賽8號(hào))。
紫瑩、西園紅、狀元紅、版納天空。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
海之精靈、曼賽紅、曼賽紅1號(hào)、曼賽紅8號(hào)。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
其中最值得一提的是紫瑩西番蓮,它是由細(xì)齒西番蓮與綠果西番蓮雜交授粉后獲得的F1子代中篩選出的優(yōu)良后代,花朵外觀與母本綠果西番蓮近似,但果實(shí)成熟后黃色,有濃郁的香氣,既可以作為培育商品百香果種苗的嫁接砧木,又是一種觀賞和食用兼?zhèn)涞奈鞣徯缕贩N,非常值得生產(chǎn)中推廣種植。
西園紅、狀元紅、曼賽紅、曼賽1號(hào)、曼賽8號(hào),均是來(lái)自紅花西番蓮的雜交后代,花朵均以濃郁的大紅色為主,主要區(qū)別在花瓣上的長(zhǎng)寬、大小以及副花冠的顏色和長(zhǎng)度上。
西園紅以花瓣向下反折為主要特點(diǎn);狀元紅具有黃綠色的葉片;曼賽紅的花色比較深,呈暗紅色,副花冠以白色為主;曼賽1號(hào)和曼賽8號(hào)比較相似,但前者副花冠紅白相間,而后者的副花冠以暗黑色為主。
3個(gè)西番蓮新品種之所以以“曼賽”取名,是因?yàn)?strong>它們皆由版納植物園與勐侖鎮(zhèn)曼賽村共建的水果采摘園選育而來(lái)。
觀賞植物也能擁有一張“身份證”?
全世界觀賞植物的種類繁多,人工培育出的品種也很豐富。物種的多樣性、品種的多樣性已經(jīng)達(dá)到一個(gè)非常龐雜的程度,如果沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)管理體系作為依據(jù)和準(zhǔn)則來(lái)約束,則將會(huì)使各種觀賞植物品種在流通中變得雜亂無(wú)章。因此,開(kāi)展國(guó)際登錄工作在世界觀賞植物領(lǐng)域中是十分必要的。
觀賞植物品種的國(guó)際登錄是園藝學(xué)術(shù)界的一個(gè)體系,對(duì)保證觀賞植物品種名稱的一致性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性意義重大。通常情況下,一個(gè)花卉新品種要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的國(guó)際登錄機(jī)構(gòu)的審核和確認(rèn)后,才能在年報(bào)中登記它的名字。
這點(diǎn)很像人類社會(huì)的身份證登記,植物新品種有了這樣一張“身份證”,相當(dāng)于獲得了國(guó)際園藝體系的認(rèn)可,建立了屬于該品種的標(biāo)準(zhǔn)名稱和檔案,便于在今后的研究、生產(chǎn)、推廣和流通中有據(jù)可循。
“版納紅”國(guó)際登錄證書。圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
目前,西番蓮屬新品種的國(guó)際登錄機(jī)構(gòu)是由位于英國(guó)的國(guó)際西番蓮協(xié)會(huì)(Passiflora Society International)負(fù)責(zé),申請(qǐng)人可以在該機(jī)構(gòu)的官方網(wǎng)站上直接填寫相關(guān)資料來(lái)進(jìn)行品種登記,需要申請(qǐng)人提供個(gè)人信息、培育地的氣候條件、新品種的花、葉、果的性狀特征及相關(guān)彩色照片等。
結(jié)語(yǔ)
植物新品種的培育過(guò)程雖然艱辛,但是能為一個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。更多的花卉、水果新品種將為人類提供更多的選擇,同時(shí)增加品種的多樣性,也可以避免因單個(gè)品種的生產(chǎn)受到重創(chuàng)后帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
生長(zhǎng)中的植物幼芽。圖庫(kù)版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛
版納植物園園林園藝中心吳福川團(tuán)隊(duì),目前在做的育種工作除了西番蓮屬外,還包括熱帶睡蓮、羊蹄甲屬、玉葉金花屬等類群,并且也已取得一些階段性成果,獲得國(guó)家林業(yè)和草原局頒發(fā)的品種權(quán)證書,今后還將繼續(xù)在熱帶植物的資源收集和品種培育中不斷創(chuàng)新。
策劃制作
出品丨科普中國(guó)
作者丨莫海波 吳福川 中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園
監(jiān)制丨中國(guó)科普博覽
責(zé)編丨林林、金禹奮(實(shí)習(xí)生)