大花蕙兰新品种引进、染色体分析及兰属种间远缘杂交利用研究

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获奖名称：

科学技术奖

获奖区域：

广东省

获奖等级：

三等奖

主要完成人：

朱根发; 吕复兵; 王碧青; 陈明莉; 蒋明殿; 王代容; 钟荣辉; 李卫华; 邹春萍; 孙映波

关键词：

染色体;  利用;  品种;  染色;  杂交;  利用研究;  远缘杂交;  种间;  分析;  杂交利用;  花;  兰属;  引进;  研究;  新品种;  种间远缘杂交;  品种引进;  染色体分析;  大花蕙兰;  蕙兰; 

第一完成单位：

广东省农业科学院花卉研究所

获奖时间：

2005

项目名称：

联系人：

朱根发

联系电话：

020-87593419;87596402

电子邮件：

zhugf@163.net

邮编：

地址：

广东省广州市天河区五山路省农科院内

合作完成单位：

单位电话：

020-87596402

传真：

020-87596402

网址：

推荐单位(专家)：

广东省农业科学院

摘要：

一、任务来源： 1.广东省国际合作项目“香花、短叶、垂花型大花蕙兰的引进及开发利用”（2001B505）；2.广东省科技攻关重大专项“兰花育种及产业化技术研究”（2003A2010401）的部分内容；3.广东省、广州市联动项目“广东省名优花卉种质资源圃建设”（粤科财[2002]181号）的部分内容；4.广州市农业局招标项目“大花蕙兰新品种选育及产业化生产技术研究”（GK0302105）的部分内容。 二、应用领域和技术原理： 本项目成果适用于园艺（花卉）的品种引进及杂交育种。杂交育种是大花蕙兰品种选育的主要途径。兰科植物的显著特征之一是种胚发育时间长且发育不全、无胚乳，自然条件下较难萌发成株，需借助胚胎培养技术才能获得杂种后代植株。因此，本项目的技术原理是，通过引进最新的大花蕙兰品种，进行品种的生物学性状调查和染色体分析评价，建立品种资源圃和数据库，并与广东传统墨兰、建兰、纹瓣兰等进行种间远缘杂交，建立杂交育种技术体系和胚胎培养技术，通过染色体分析技术对杂种后代进行初步鉴定，利用墨兰、建兰具独特香味、株型以及易开花等特性基因，与商品性大花型大花蕙兰杂交，培育出株型美观、大花且具香味、易种植开花的新类型，利用纹瓣兰的垂花性基因，选育垂花型大花蕙兰新品种，以达到品种的自主创新和推广应用的目的。 三、达到的性能指标： 1、引进了54种64个大花蕙兰品种，其中从日本引进51种60个品种，包括红花系、粉红花系、白花系、黄花系、绿花系、橙红花系、紫褐色系等7种花色品种。其中垂花型品种15个，香花型品种21个，大花型品种39个，紧凑或小株型品种8个。52%的品种是1998年以后登录的最新品种。 2、对64个大花蕙兰品种进行品种性状调查和种植观察，筛选出9个适宜在广州地区种植开花的品种。初步建立了大花蕙兰品种资源圃和数据库并上网共享。通过亲本分析，绘出了38个品种的杂交选育系谱图。提出了垂花蕙兰、黄花红唇大花品种、及红花、粉红花品种的主要杂交亲本和选育途径；提出了充分利用我国现有的兰花资源特点，围绕紧凑株型、香花型、小株型、早花型进行大花蕙兰及垂花型新品种选育的育种方向。 3、利用引进的大花蕙兰品种与我国原产的墨兰、建兰和纹瓣兰杂交，在52个组合219个杂交中，获得了8个墨兰×大花蕙兰或大花蕙兰×墨兰、1个大花蕙兰×纹瓣兰、1个建兰×纹瓣兰等种间远缘杂交组合的后代植株，包括“企剑白墨”דSinseiki”、“金嘴”墨兰דForgotten Fruits”、“Ice Cascade”ד阳明锦”、King Arthurד金嘴”墨兰、King Arthurד企剑白墨”、King Arthurד企剑黑墨”、UFOד金嘴”墨兰、Half Moonד金嘴”墨兰、“白雪公主”×纹瓣兰和“小桃红”建兰×纹瓣兰，经RHS查询，未发现有相同的组合被登录，也未见相关研究报道。 4、建立了大花蕙兰的杂交育种体系，包括杂交授粉技术、杂种胚胎培养技术、杂种原球茎的诱导增殖技术和杂种试管苗的移栽管理技术。发现了大花蕙兰×墨兰、墨兰×大花蕙兰、大花蕙兰×纹瓣兰的杂交种胚由原球茎途径萌发，建兰×纹瓣兰杂种胚的萌发具有杂种优势，处于根状茎萌发和原球茎萌发的中间类型。提出了原状茎萌发方式由显性基因控制，若能通过杂交或基因分离和转化的方式，将控制原球茎再生的基因转入墨兰等中国兰中，将为中国兰的组培工厂化生产带来突破性进展的新思路。证明了大花蕙兰×墨兰杂种胚通过早期胚胎培养也能成功获得后代植株。发现和提出了兰属植物种间远缘杂种胚在胚胎培养中出现的褐化现象是胚胎萌发的信号。 5、对33个大花蕙兰品种进行了染色体分析及倍性鉴定，结果表明，大花蕙兰栽培种以三倍体品种居多，占45.5%，四倍体品种占30.3%，二倍体品种占21.2%，非整倍体品种占3%。 6、研究了5个墨兰（“企剑白墨”、“企剑黑墨”、“银边”墨兰、“金嘴”墨兰、“阳明锦”墨兰）和“小桃红”建兰等6个国兰品种的染色体核型。发现了“银边”墨兰和“金嘴”墨兰为非整倍体，其染色体数目为2n=41。除银边墨兰为1B型外，其它均为2B型。 7、获得的10个兰属植物杂交组合后代，经染色体分析鉴定均为新种质材料，其中2个为二倍体，1个为三倍体，5个为四倍体，2个为非整倍体。在二倍体企剑白墨和三倍体大花蕙兰“新世纪”的杂交后代中，发现了至少4种苗期叶片和株型的差异，染色体数目的研究表明，获得后代植株株均为染色体数目不等（2n=43～57）的非整倍体材料。通过对杂交组合后代的染色体倍性分析，提出了大花蕙兰杂交育种中多倍体的产生途径，大花蕙兰三倍体可能由二倍体×二倍体或二倍体×四倍体杂交产生；四倍体可能由二倍体×二倍体或二倍体×三倍体杂交产生；（2N～3N）的非整倍体由二倍体×三倍体产生。 8、撰写论文20篇，其中在《园艺学报》、《第18届世界兰花会议论文摘要集》、《园艺学进展 第五辑》、《广东农业科学》等刊物或论文集上已发表论文10篇。《兰花杂交选育研究初报》获中国园艺学会授予第五届青年学术讨论会优秀论文。编著出版了国内首部大花蕙兰专著《大花蕙兰》。 9、引进的大花蕙兰品种参加广东省兰花博览会、广州园林博览会、陈村花卉世界国际兰花博览会、广州市年花王评比等展览，获得20多个奖项。 10、通过本项目对日本大花蕙兰品种的引进和推广，促进了我省乃至全国大花蕙兰引进、生产和市场销售热潮的兴起，对大花蕙兰产业的发展起着较大的带动作用，完成单位和成果应用单位取得直接经济效益2213.6万元，社会效益1.24亿元。 四、应用前景： 目前全国的大花蕙兰消费量超过120万盆，广东大花蕙兰的消费量超过30万盆，占全国的1/4左右。由于绝大部分大花蕙兰需进口，价格高企，且当前大花蕙兰主要是集团消费，馈赠的高档礼品，普通大众还消费不起。近几年，广东、北京、云南、山东、江西、湖北、浙江等省市，兴起大花蕙兰的种植热潮，目前全国种植数量超过200万盆（株）。通过品种引进和与本地兰花品种进行杂交，选育出能较好适应本地区气候条件、观赏性状优良、花期易于控制、或具香味或能应春节自然开花的大花蕙兰新品种，并建立其产业化生产的关键技术，将进一步促进我国大花蕙兰产业的发展。 广东省具备进行大花蕙兰栽培种植的气候、设备和设施栽培技术优势，花卉市场成熟，流通渠道畅通，通过提高栽培水平建立大花蕙兰的产业链，实现国产化、本地化生产，必将大大降低生产、进口和运输的成本，使之达到老百姓都能接受的价格，并随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的提高，国内大花蕙兰的消费量必将大增，具有较大的市场发展空间。