我国花卉种质资源与新品种选育研究进展

秦语嫣 ,  何兴群 ,  梁颖 ,  包满珠 ,  傅小鹏

中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 155 -164.

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中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 155 -164. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2025.09.003
种质资源安全战略研究

我国花卉种质资源与新品种选育研究进展

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Progress of Flower Germplasm Research and New Variety Breeding in China

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摘要

花卉种质资源是花卉产业高质量发展的战略基础,是践行美丽中国与生态文明理念的重要组成部分。种质资源是花卉育种的物质源头,而品种创新则是发展现代花卉产业的根基,因此梳理我国花卉种质资源与新品种选育研究进展并总结分析其未来发展方向具有重大意义。本文系统总结了近20年来我国花卉种质资源在收集保存、评价利用以及新品种选育等方面的主要进展,分析了当前面临的主要挑战并提出未来发展建议。研究发现,我国花卉种质资源在资源调查、分子评价与功能基因挖掘等方面取得了显著成果;在花卉新品种选育方面,自主培育花卉新品种的市场占有率不断提升。但是仍面临种质资源收集系统性不足、深度评价覆盖有限、育种权益保护机制不完善及部分新品种依赖进口等挑战。未来建议应进一步加强全国花卉资源普查与保存体系建设,推动分子育种技术研发与产业化应用,完善新品种保护体系,深化“产学研”协同机制,拓展花卉用途多样性,为我国花卉种业高质量与可持续发展提供坚实支撑。

Abstract

Floral germplasm resources constitute the strategic foundation for the high-quality development of the flower industry and represent a key component in advancing the vision of Beautiful China and ecological civilization. Germplasm resources provide the material source for flower breeding, while variety innovation serves as the cornerstone for developing a modern flower industry. Therefore, it is of great significance to review the progress in research on flower germplasm resources and new variety breeding in China and to summarize and analyze future development directions. This study summarizes major advances over the past two decades in the collection, preservation, evaluation, utilization, and new variety breeding of flower germplasm resources in China, analyzes current challenges, and proposes recommendations for future development. This study reveals that remarkable achievements have been made in resource investigation, molecular evaluation, and functional gene mining of floral germplasm resources. In terms of new variety breeding, the market share of independently developed flower varieties continues to grow. However, challenges remain, including insufficient systematic collection of germplasm resources, limited coverage of in-depth evaluation, inadequate protection of breeding rights, and reliance on imports for certain new varieties. For the future, it is recommended to further strengthen the national survey and preservation system for floral resources, promote the development and industrial application of molecular breeding technologies, improve the new variety protection system, and deepen industry–academia–research collaboration mechanisms, so as to provide a solid support for the high-quality and sustainable development of China's floral seed industry.

Graphical abstract

关键词

花卉 / 种质资源 / 收集 / 保存 / 评价 / 利用 / 新品种选育 / 基因编辑 / 分子标记

Key words

flowers / germplasm / collection / preservation / evaluation / utilization / new variety breeding / gene editing / molecular markers

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秦语嫣,何兴群,梁颖,包满珠,傅小鹏. 我国花卉种质资源与新品种选育研究进展[J]. 中国工程科学, 2025, 27(5): 155-164 DOI:10.15302/J-SSCAE-2025.09.003

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一、 前言

花卉(观赏植物)种质资源是指可携带遗传信息并通过生殖或营养器官传递的观赏植物遗传物质总称。花卉种质资源的材料类型包括野生种、栽培种及人工选育或杂交的品种。种质资源的载体可以分为种子、无性繁殖器官(块根、块茎、鳞茎等)和营养器官(根、茎、叶等),也包括愈伤组织、分生组织、花粉、合子、原生质体及染色体和核酸片段[1]。我国持续关注现代种业发展,中央一号文件多次对加强种业创新提出要求。花卉种质资源种类丰富、特性多样,蕴藏着巨大的遗传潜力与应用价值,谁掌握了种质资源,谁就掌握了未来,深入开展花卉种质资源的研究,对于突破新品种选育、推动产业升级和实现生态与文化目标具有核心战略意义。

我国是花卉资源大国,享有“世界园林之母”的美称,因具有丰富的花卉资源,被誉为“世界花卉种质资源宝库”[2]。考古工作者在河姆渡文化遗址中,挖掘出了约7000年前的刻有盆栽植物的陶片,这是植物用于观赏的最早案例。《诗经》中,提到的观赏植物多达132种[3]。春秋战国至秦代末期,人们开始对观赏植物进行引种栽培,如吴王夫差在离宫中修筑“玩花池”,将荷花作为观赏植物引种到园林中栽培。自西晋《南方草木状》伊始,我国历史上先后涌现出如《全芳备祖》《群芳谱》等众多的观赏植物专著。这些典籍不仅系统记录了花卉品种、栽培技艺与园林应用,更融合了审美欣赏与人文寓意,充分体现了我国观赏植物栽培育种悠久的历史传统和深厚的文化积淀。

21世纪初期,我国城镇化进程不断加快,建筑及房地产行业的扩张给苗木花卉行业带来了巨大商机,花卉产业成为21世纪新兴的朝阳产业[4]。《中国林业和草原统计年鉴(2023)》显示,我国花卉种植总面积在2023年达到1.389 9×106 hm2,农业产值高达2167.9亿元[5],预计到2030年产值将达到5300亿元[6]。当前,人们更加认识到花卉对于舒缓情绪、调节心理状态的积极作用,这种认知转变在一定程度上带动了盆栽与鲜切花销售的消费需求。目前,我国已全面建成小康社会,并稳步向第二个百年奋斗目标——全面建成社会主义现代化强国迈进,随着生态文明理念深入人心、美丽中国建设持续推进,人民群众对高品质生活的追求不断提升,为花卉产业带来了新的发展契机。我国花卉产业前景广阔,要着眼全产业链,从种业端、种植端、市场端不断深耕细作,让这一美丽产业成为造福群众的幸福产业。在政策上将花卉产业提升到一个新的高度,将极大促进产业的蓬勃发展。

尽管我国在花卉种质资源保存与品种创新上已取得一定成果,但当前仍面临资源流失严重、保护体系不健全及“产学研”协同不足等挑战,严重制约其高效开发利用与育种创新突破。本文总结了20年来我国在花卉种质资源收集保存、评价利用、基因功能挖掘与新品种选育等方面的主要研究进展,展望了我国花卉产业未来的发展方向。

二、 花卉种质资源收集和保存研究进展

(一) 种质资源收集

我国自20世纪70年代开始对野生花卉种质资源开展调查与采集工作,对秦岭地区、岭南地区、中部沿海地区、西北地区、西南山区等具有代表性地点的野生花卉进行了专类或专科、专属资源调查。逐步摸索出我国传统花卉,如梅花、月季、牡丹、荷花、兰花、杜鹃、山茶等物种的资源数量与分布地区,并明晰了其品种分类和育种价值。1998—2014年,梅花、桂花(木犀属)、荷花(莲属)、海棠等植物先后获得了国际园艺科学学会(ISHS)品种登录认证,我国花卉产业的国际地位稳步提升。

2017年,国家重要野生植物种质资源库成立,并于2018年搭建国家重要野生植物种质资源共享服务平台,目前已收录309个科、3000个属,共计20 224种野生植物。国家重要野生植物种质资源共享服务平台数据显示,2021—2024年,植物类群新发现249个,其中观赏植物新类群占68.7%,为171个,以兰科(Orchidaceae)、报春花科(Primulaceae)、凤仙花科(Balsaminaceae)和苦苣苔科(Gesneriaceae)为主,新发现的观赏植物类群区域集中在西藏、云南及四川等地,说明我国西南地区具有丰富的观赏植物野生资源,其复杂的地形和多样的气候为物种分化创造了条件,我国野生观赏植物收集工作需着重加强对西南地区的考察调研。

(二) 种质资源保存

在种质资源调查收集的基础上,我国花卉研究的相关高校、科研单位和企业等陆续开始建立种质资源库。国家林业局在《全国花卉产业发展规划》(2011—2020年)中把“国家花卉种质资源库建设”列为国家7个重点建设工程之一。国家花卉种质资源库(https://www.chinahhxh.com/)网站及农业农村部的数据显示,2016—2020年,我国建成国家花卉种质资源库共70处;2021年,我国公布新一版的《国家重点保护野生植物名录》,与1999年发布的第一版相比,将整个兰科(Orchidaceae)、郁金香属(Tulipa)、百合属(Lilium)、贝母属(Fritillaria)等观赏植物类群中所有的野生种都纳入保护范围;2022年,国家多年生草本花卉种质资源圃(北京)和国家南方草本花卉种质资源圃(南京)获批成为第一批国家级农作物种质资源库;2025年,国家植物园(北园)获批国家级林木种质资源库——“国家植物园观赏植物国家林木种质资源库”,标志着我国花卉种质资源保存意识不断增强。

在国家花卉种质资源库中,中国科学院植物研究所建立了睡莲、玉簪、野生蕨类和牡丹等4大门类的资源保存体系;扬州大学芍药种质资源库收集了共计525份芍药种质资源,包含了芍药的9大色系以及11种花型;浙江省杭州市园林绿化公司国家桂花种质资源库共保存桂花种质资源173个栽培型及其野生近缘种,共计1342份;陕西省西安植物园基于秦岭地区宿根花卉种类繁多的现状,建立了国家秦岭宿根花卉种质资源库进行专类保护和应用,针对珍稀濒危种类及陕西特有植物,如红豆杉、庙台槭、秦岭冷杉、陕西羽叶报春等,研究人员做了大量的保护和扩繁工作,力求将这些品种重新引向野外。我国是花卉资源的重要种源地和培育地,保存珍贵的种质资源对于我国来说不仅具有科研价值,更具有重要的战略意义。

三、 花卉种质资源评价和利用研究进展

(一) 种质资源评价

1. 表型鉴定评价

对花卉种质资源进行表型鉴定评价可直接体现其观赏价值和经济价值。表型鉴定评价体系的演变呈现出早期依赖专家主观判断,逐渐转向以数据客观量化为核心的系统性评价方法[7]。文献记载的花卉观赏价值量化评估最早见于20世纪50年代,在20世纪90年代,花卉评价采用百分制记分法等经验型方法,如直接评分法被用于系统评估梅花的观赏特性,通过感官体验评分开展杜鹃花优良种质筛选[8,9]。随着技术进步,学术界逐步发展出多维度评价体系,其中美景度评价法(SBE)直接从视觉美感出发,强调公众的主观感受,借助心理物理学原理将收集的植物影像资料交由评判者评分,使其转化为可量化的美景度数据[10];灰色关联度法和动态逼近理想解排序法都是通过理想种质和现实种质的关联度来进行比较,关联度越大则与理想型越接近,评分越高,适用于分析草本花卉的适应能力及其在城市公园中的应用价值[11,12];层次分析法能够通过增加指定性状的权重,使结果呈现出显著的目标导向特征,如桂花的香气性状、广东野生植物的抗逆性与资源丰度,文心兰盆花的葶株比等[12~15]。此外,模糊数学与加权评分法的融合应用,在处理界限较模糊的评价问题时具有一定优势,显著提升了姜科植物综合评价中的筛选与分类效率,可作为未来的研究方向[16]

2. 基因型鉴定评价

近年来,随着基因技术的不断发展,能够揭示花卉表型差异遗传本质的基因型鉴定评价开始成为花卉种质资源评价的主流体系。基因型鉴定评价从脱氧核糖核酸层面揭示遗传的多样性、亲缘关系、品种身份和重要性状关联,常用标记包括简单序列重复标记(SSR)、单核苷酸多态性标记(SNP)、扩增片段长度多态性(AFLP)等。在观赏花卉中,该技术广泛应用于品种精确鉴定与指纹图谱构建、遗传多样性评估与核心种质库建立、亲缘关系解析以及重要性状(花色、花型、抗病性、花期等)的分子标记发掘与辅助育种。例如,基于SSR标记对野生牡丹群体遗传多样性进行分析,通过全基因组关联分析发掘梅花垂枝性状的分子标记,利用重测序技术揭示莲的进化与育种历史,以及开发插入/缺失标记(InDel)并基于此构建满天星高密度遗传图谱[17~20]。基因型鉴定评价为观赏花卉种质资源的精准评价、高效保存利用和分子育种提供了强大支撑,随着高通量测序发展,InDel和基因组选择将发挥更大作用。

(二) 基因资源挖掘及利用

自2012年梅花基因组测序完成以来,已有上百种花卉的基因组陆续完成测序组装,包括多种草本花卉(如矮牵牛、荷花、兰花、菊花、金鱼草等)和木本花卉(如月季、樱花、桂花、牡丹、杜鹃等)[21~28],花卉基因资源的研究发展迅猛,主要集中在花器官发育、抗逆响应和品质形成等相关基因的克隆与功能分析。在花发育方面,研究涉及花器官形成和传粉生物学等过程,例如,发现NidaYABBY5基因在假蜜腺发育中起到关键作用,其缺失会导致传粉行为发生显著变化[29],该发现揭示了植物与传粉昆虫的协同进化机制,未来有望通过调控此类基因人工设计花器官结构,培育具有特定传粉习性的新种质。抗逆性状的研究涵盖抗病、抗虫、抗旱、抗寒和耐盐等多个方向,例如,发现长春花中由环烯醚萜吲哚生物碱β-D-葡萄糖苷酶(SGD)基因选择性剪接产生的短亚型(shSGD),可通过调控去糖基化步骤,影响具有抗虫、抗病功能的生物碱的合成[30],研究抗逆性状有关基因,为基因编辑或分子标记辅助育种技术精准选育高抗逆性的花卉品种提供了候选基因及理论依据。品质性状的研究则聚焦于花色和花香等相关基因,例如,从龙胆蓝色花瓣中纯化得到尿苷二磷酸 – 葡萄糖苷转移酶,解析了蓝色花青素合成机制[31,32],该酶已成为月季、康乃馨等缺乏蓝色系品种的花卉中创造蓝色花卉的关键工具基因,具有巨大的商业应用潜力。

不同花卉物种的研究呈现出一定的群体特点。兰花在花器官发育方面的研究较为系统,例如基于MADS-box基因的进化分析提出了兰花多样性的发育遗传框架,或通过深圳拟兰(Apostasia shenzhenica)基因组数据揭示古老全基因组复制事件与花器官演化的关联[33~35],这些系统性研究有助于育种家预测基因功能,高效组合优良等位基因,从而定向创造出花型奇特、观赏价值更高的兰花新品种。菊花、月季和长春花在抗病基因挖掘方面研究较为集中,例如,在长春花中发现AP2结构域转录因子ORCA3参与茉莉酸信号途径调控萜类吲哚生物碱合成,在防御某些病原体和昆虫方面发挥关键作用[36]。矮牵牛作为花青素研究的模式材料,揭示了PhCCoAOMT1在苯丙烷代谢及花色形成中的调控作用[37],目前该基因已被广泛应用于其他花卉的花色改良研究。此外,花斑形成、光周期响应与生物碱合成等性状的遗传机制也受到关注[38],对花斑形成关键调控因子的解析,使通过分子手段精准设计花瓣斑纹、图案成为可能。例如,猴面花中的YELLOW UPPER(YUP)位点通过阶段特异性siRNA调控猴面花花斑模式[39]LhMYB12-Lat有助于亚洲杂交百合花被上飞溅型斑点形成[40];对光周期相关基因进行挖掘,有利于打破品种花期限制、精准调控开花时间,如野菊花中的CsAFT基因在菊花光周期开花途径中起到抑制作用[41];对生物碱合成相关代谢通路的研究,有望利用花卉细胞高效生产长春碱、西红花素等高价值药用或色素成分,拓展了花卉种质资源的利用维度,如长春花中研究表明抑制因子JAZsRMT1能够调节单萜吲哚生物碱合成中的代谢通量[42],藏红花中西红花素(crocin)的生物合成最终由糖基转移酶UGT709G1催化西红花酸的糖基化完成[43]

四、 花卉新品种选育研究进展

(一) 花卉新品种培育技术及应用

花卉种质资源育种呈现出从传统育种向分子育种转变的发展趋势。在花卉育种中,分子育种技术受到的生物安全与育种周期约束远少于果树和大田作物;其不直接涉及粮食安全问题的特性,为基因编辑与转基因等技术的应用提供了更为宽松的研发与应用空间。对近二十年来全球花卉育种技术相关文献的分析表明,传统育种方法如引种、实生选种、芽变选种、杂交育种、诱变育种、倍性育种的文献数量仅占20%,其余80%的研究均集中在细胞工程育种、分子标记辅助育种及基因组选择育种等方面。相较于传统育种,分子育种在精准性、效率及突破物种遗传背景限制的创新潜力方面展现出显著优势。例如,将链霉菌中的谷氨酰胺蓝靛素合成酶基因通过农杆菌转入白色月季花瓣中,使花瓣点附近呈现蓝色,用于培育杂交种中没有的蓝色月季[44];通过基因编辑技术将真菌生物发光系统整合到观赏植物基因组中,使矮牵牛、菊花、蝴蝶兰等在黑暗中能够持续稳定发出肉眼可见光[45]。未来,基因编辑技术将有望与大数据预测、人工智能等技术相结合,以高效的方式驱动花卉遗传改良,引领新一轮的育种技术革命。

(二) 花卉新品种选育进展

1. 花卉新品种选育及授权数量

国内花卉新品种的育种目标以品质和抗性为主。在品质方面,月季、菊花、香石竹等花卉以花色和花型为主,除了市场常见的红色系、粉色系、白色系、绿色系等色系外,逐步倾向于复色系,注重花边、花眼的选育,如月季‘霞舞’‘六翼天使’‘剪秋水’等;菊花‘沽水流霞’‘盘龙木兰’‘汴京初桂’等;香石竹‘野马’‘彩妆’‘变色龙’等。而对于百合、郁金香等球根花卉来说,更侧重于选育抗逆性好的品种,如百合‘紫红韵’‘冰白纯’‘舞娘’,郁金香‘国英’‘国芳’‘黄玉’等[46~51]

1999—2024年,我国共发布了九批“中华人民共和国植物新品种保护名录(林草部分)”,授权313个属,其中观赏植物有166个属,占总数的53.04%,在每个授权批次中都占有30%以上的比例(见表1),使得近年来我国花卉自主培育品种的市场占有率明显提升。根据中国种业大数据平台(http://202.127.42.47:6009/Home/BigDataIndex)品种保护数据以及中国林业信息网数据,2000—2024年,我国花卉(观赏植物)新品种授权数量为6701件。授权量排名前三的是蔷薇属(1185件)、菊属(814件)和兰属(674件)(见图1)。我国花卉作物新品种权申请的主体单位以国内的企业及科研院所为主。

随着建设美丽中国的目标持续推进,花卉被广泛应用于城市绿化,然而传统花卉大多面临着水肥需求量大、高温胁迫下花期短、修剪更新频率高等问题,因此“低维护”成为了国内花卉的育种新目标。“低维护”是一项包含了品种自洁性、环境适应性和抗病性的综合指标[52],主要培育对象有月季、紫薇、绣球等多年生木本花卉,如月季‘韧月’[53]。目前,由华冠园创园艺科技有限公司(网名“天狼月季”)和成都市绿沃农业有限公司培育的“西子”系列和“西湖”系列月季已在杭州市的绿化中得到了应用,随着更多“低维护”品种的问世,未来我国园林绿化将更加丰富多彩。

2. 花卉新品种进口情况

对于花卉品种从国外的进口情况,查询中国种业大数据平台品种登记相关数据(http://202.127.42.47:6010/jcksite/home/SeedImport)可知,2010—2024年,我国花卉作物进口品种数量为3673件。进口数量排名前三的是菊属(1671件)、百合属(547件)和郁金香属(318件)。从我国花卉作物品种授权量与进口量的比例来看(见图2),我国花卉新品种有60%依赖进口,进口品种中以水仙、郁金香、百合和马蹄莲等球根花卉为主,平均每年从荷兰、智利、新西兰等国进口3.6亿粒百合种球,2023年从荷兰进口超2.7亿粒,对于球根花卉的新品种自主培育还需要进一步加强。

五、 我国花卉种质资源发展展望

(一) 加强国内特色花卉资源收集和创新利用工作

我国栽培花卉的历史悠久,栽培种类丰富,在漫长的栽培观赏植物的历史中,总计培育了上千种丰富多彩的菊花品种,上百个具有特色的牡丹品种[54]。我国拥有极为丰富且质优的观赏植物种质资源,但相对于国外而言,我国对于植物资源的保护意识和利用水平依旧存在很大的缺陷,造成了“捧着金饭碗讨饭”的局面[55]。由于自然及人为等诸多因素,许多古老而珍贵的品种逐渐消失、灭绝造成了很多传统花卉的遗传背景模糊。我国从隋唐时期就开始栽培选育荷花品种,明代《群芳谱》记载了‘金镶玉印’在内的26个荷花品种,清代《巩荷谱》记录了当时江南地区的33个荷花品种,因为一些历史原因,许多珍贵品种不幸遗失[56];我国观赏桃虽然有长达3000年的栽培历史,但一些古籍中的优良品种如‘墨’桃、‘鸳鸯’桃等(《花镜》)都已无法考据[57]。目前我国种质资源收集工作还需要科研人员大量的努力和项目的支持投入,着重加强特色野生资源、古老栽培种及农家种等资源的收集[58]

为了加强对国内各植物种质资源的发现和保护,国家在资金支持和立法保护上应大力扶持资源的收集和保护工作。种质资源的调查、收集与评价需依托植物分类学、系统发育学等学科发展,建立科学完善的资源采集和表型 – 基因型评价体系。在此基础上,建设一批具有地域特色的种质资源圃,并构建全国统一的电子信息化共享平台,实现植物种类、地理分布、表型数据和遗传信息的高效融通,促进科研机构按需获取资源,提升原生种质的使用频率与全国范围内的科研流通效率。

在创新利用方面,可重点推广以下方法和技术:一是应用高通量测序和分子标记技术(如SSR、SNP及GBS基因分型),精准鉴定种质资源的遗传多样性,重建传统名花(如牡丹、月季)的遗传背景;二是建立离体保存库和超低温保存体系,对濒危、稀有种质进行长期备份,中国西南野生生物种质资源库已成功保存多种珍稀野生花卉种质,为未来再利用提供可能;三是利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术对传统品种进行性状改良与功能基因挖掘;四是推动资源利用的产业化与生态应用,如开发具抗逆、耐污染等功能性的花卉品种用于生态修复和城市绿化。

(二) 完善保护体系,加强花卉新品种保护

当前,花卉产业面临研发与生产环节的投入和回报不平衡问题。新品种选育通常需经历漫长周期(常达5~10年)且技术门槛及经济成本较高,而一个成熟的优良新品种一旦投入生产进入商业化阶段,往往可以快速产生经济效益。这种投入与产出的失衡突显出品种保护的重要性,园林植物领域需要构建包含品种登录、审定与权益保护的三维保障体系来保障育种工作者的权益不受到侵害。相较于发达国家成熟的育种权益保护机制,我国对育种工作者的保护机制尚不健全,对全新的优良花卉品种缺乏完善的审定体系,评价标准也很难做到全面和完善。部分花卉新品种特异性、一致性、稳定性(DUS)测试体系还存在一定的技术漏洞,如在萱草属品种审定中,实际允许的异型株数量(2株)超出国际标准(30株样本限1株),导致品种一致性判定出现失误[59]。此外,国内对花卉新品种的保护意识有所欠缺,近五年统计数据显示,国内植物新品种侵权案件累计近千起,严重损害了育种工作者的权益与工作积极性[60,61]。完善新品种测试体系,采用分子标记技术进行检测,以更好地区分/鉴别相似花卉品种。

(三) 促进花卉育种“产学研”一体化发展

虽然我国已不断提高对于花卉种质资源的收集和利用的规模,但在整理和保存种质资源方面,依旧处于比较初级的阶段,经全基因组测序与表型组学联合鉴定的花卉种质不足总量的9.3%(粮食作物达28.5%)[55]。花卉产业与粮食作物、蔬菜等生活必需品相比,花卉基因组学研究经费仅占农业种质总投入的6.7%。除此之外,由于花卉新品种选育的时间长、管理乱、成本高等问题,面临的不稳定性风险也更大。一些散户花农缺乏足够的资金支持、没有销售渠道、对市场上消费者的需求缺乏前瞻性,其面临的经济负担更重。此外,花卉产品的保鲜周期更短,保险难度更大,运输方式对鲜花品质存在着非常大的影响,鲜花所在地区的自然气候条件、种植和分销模式甚至交通等都可能成为花卉新品种生产面临的潜在风险[61]

在上述花卉生产风险下,我国需要发挥高校和科研院所的设施、设备及科研人才优势,通过现代细胞工程、诱变育种、分子标记辅助选择、全基因组选择、基因编辑等技术与常规杂交育种技术有机结合,促进“产学研”融合,进行对花卉特色种质资源的创新性研究,为新品种的培育和扩繁提供材料和技术支撑。并同时鼓励企业也参与到种质资源的搜集、保存中来,更好地衔接市场。国家应推动企业和科研单位深度合作,让市场嗅觉灵敏的公司与专业育种团队优势互补,这样既能缩短新品种的上市时间,又能让科研成果真正应用在市场上。

(四) 加强功能花卉的育种创新与产业化技术发展

花卉产业的发展正在逐渐趋向多用途花卉方向[62],即花卉除了观赏价值外,还兼具食用和药用价值。近年来,随着“大食物观”“大健康”等观念的提出,越来越多的花卉也可纳入“大食物观”的范围。为了更好地满足人们对于营养健康的需求,花卉的研究已从观赏拓展到功能花卉领域[63]

在育种方面,应加强对具有功能成分的花卉品种的选育。针对菊花、百合、玫瑰等已具备较好产业基础的花卉,重点筛选高黄酮、高多糖、高挥发油等活性成分的种质资源,结合分子标记辅助选择与基因编辑技术,精准选育兼具优良观赏性状与高功能成分含量的新品种。例如,选育适用于茶饮、提取精油或药用加工的专用型玫瑰、菊花品种,实现一花多用的复合效益[64]

在配套技术方面,需建立从栽培到加工的全链条技术体系。研发绿色、高效的栽培模式,保障原料的安全与品质稳定;完善采收、干燥、保鲜及活性成分提取工艺,提高产品附加值。同时,加强功能成分检测与标准化研究,推动功能花卉产品在食品、保健品、化妆品等领域的合规应用。

未来,功能花卉的发展应更加注重品种与技术的系统整合,推动形成从创新品种到生产产品再到加工销售的一体化产业模式,为美丽中国建设与人民健康生活提供更多优质花卉产品支撑。

六、 结语

近20年来,我国花卉种质资源研究在资源调查与保存方面取得了一定进展,基本形成了特色花卉种质资源收集和保护框架,并在分子标记开发、功能成分及特色基因挖掘等领域奠定了基础。我国拥有悠久的花卉栽培历史和丰富的种质资源,菊花、牡丹、月季等传统名花品种繁多,部分功能花卉在药用、食用及美容等跨领域应用中也展现出良好前景。然而,由于资源保护意识薄弱、系统研究起步较晚,我国花卉种质资源工作仍面临诸多挑战:特色野生资源和古老地方品种流失严重,许多传统名种遗传背景模糊甚至消失;种质资源收集总量不足,资源评价、创新利用与共享机制不健全;新品种保护体系存在缺陷,DUS测试标准与国际尚有差距;基因组学研究投入不足,经深度鉴定的花卉种质占比低于粮食作物,“产学研”融合程度不高;同时,功能花卉的研发与产业化仍处于初级阶段,多学科交叉支撑不足。

未来,需进一步强化全国花卉种质资源系统性调查与收集,建立国家资源圃网络和信息化共享平台,推动资源数字化管理与高效利用;加大科研投入,整合现代生物技术与传统育种手段,深化重要基因挖掘与种质创新;完善花卉新品种测试与保护制度,构建法律、技术、市场多维保障体系;深化“产学研”合作,促进育种创新与产业需求对接,加速成果转化;拓展花卉多功能应用,推动观赏、药用、食用等跨领域融合,提升产业链价值与国际竞争力。

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中国工程院咨询项目“种质资源安全战略研究”(2023-JB-02)

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