11月30日,北京白天的氣溫降到了5℃,寒風凜冽,吹面如割。位于北三環的幾間試驗溫室中,一簇簇牡丹依然欣欣向榮,有的含苞待放,有的花蕊初吐,還有的悄然綻放……原本在春夏之交才會開花的牡丹,為何能在隆冬季節盛放?在溫室里工作的中國農科院牡丹研究中心秘書長、中國農科院蔬菜花卉研究所副研究員薛璟祺告訴記者,這是科研人員在數十年的研究中,以人工手段打破牡丹花苞的休眠,讓牡丹在任何想要的時候開放,同時以遠緣雜交的方式,獲得了更豐富的品種。

 

中國農科院牡丹研究中心秘書長、中國農科院蔬菜花卉研究所副研究員薛璟祺講述培育牡丹的故事。新京報記者 王巍 拍攝 制作


育種第一步,在山海間搜集野生資源

 

牡丹是中國傳統文化中的經典符號,國色天香、百花之王,說的都是牡丹。千古年來,留下了太多關于牡丹的詠嘆,“竟夸天下無雙艷,獨占人間第一香”“何人不愛牡丹花,占斷城中好物華”,還有最知名的“唯有牡丹真國色,花開時節動京城”。

 

這種原產于中國的美麗植物,在數千年前,就被我們的祖先馴化、培育,從最初的藥用到后來的觀賞用,千年歷史中,留下了很多傳說,也積累了很多名品,如典籍中的姚黃魏紫、趙粉豆綠,俱為愛花人苦苦追尋的千古名品。

 

不過,在現代,傳統的名品逐漸難以滿足市場的需要。

 

從上世紀八九十年代開始,一群科學家開始了牡丹新品種培育的歷程。相對于其他作物,牡丹的育種,一切都要從零開始。

 

“第一步的工作,是搜集野生牡丹的種質資源?!毖ΝZ祺告訴記者。

 

牡丹原籍中國,是中國本土的花卉,有1400多個栽培品種,它的9個野生種全部原產中國,大多分布在中國的深山大川中。剛剛入行時,薛璟祺曾經花費了很多時間在山林和田野里尋找野生的牡丹。

 

尋找野生牡丹,并不是把自然界的牡丹挖回來,這樣會破壞原始資源,而是收集它們的花粉和種子,“去的最多的,是云南、四川等地方的山里,我們在當地開著車,一座山一座山地找,找到一株,就做一個標記,等到開花的時候,再來收集花粉,結果后(種子成熟后),來收集種子?!毖ΝZ祺說。

 

多年的搜集,不僅為育種提供了基礎,也保存了多樣的野生資源,薛璟祺告訴記者,由于氣候的變化,尤其這些年的干旱炎熱,有些野生的牡丹已經消失了,還有些地方,因為開發等因素,導致當地環境變化,也會讓一些野生種質消失。但因為他們提前收集過,所以這些資源被保存了下來。搜集的種子,會帶回北京,在北京本地種植、擴繁,但環境的不同,給他們帶來了很多麻煩,“比如云南的野生紫牡丹,是適合當地環境的,那里海拔比較高,夏天不那么熱,冬天也不太冷,拿到北京以后,第一個問題就是種子不發芽,我們通過低溫處理,讓種子發芽,種到地里,但到了夏天,天氣太熱,又死了一批,還有冬天太冷,也會凍死一批。最終,我們在北京的延慶,找到了一塊比較適合種植的地方,建立了野生牡丹的種質圃,保存活體的野生牡丹,也進行擴繁,獲得更多的植株?!?/p>

 

四季都能開,需要打破牡丹花芽的休眠

 

牡丹通常在每年的4月-5月開花,一般開放半個月左右即凋謝,花期短是古今愛牡丹人共同的遺憾,古詩中的“姚黃魏紫開次第,不覺成恨俱零凋”“一夜輕風起,千金買亦無”,都是感嘆牡丹花期短暫。

 

怎樣才能在更多的時間里看到牡丹花呢?

 

這是中國農科院牡丹團隊的一個重要研究方向。薛璟祺告訴記者,他們發現,牡丹花在非花期的時候,花芽處在一種“休眠狀態”,以此積累營養,為下一次開放做準備。而想要讓它在非花期的時候開放,就要用人工手段,打破休眠狀態,讓牡丹開花。

 

“自然狀態下,一株牡丹,在開完一次花之后,要經歷夏季、秋季、冬季,到第二年春夏之交再開花。這是它的生物鐘,也是自然的周期,想要讓它提前開花,或者延后開花,就要人為去調整這個周期?!毖ΝZ祺介紹說,“最重要的是冬天,經過低溫階段,等到春天溫度回升,牡丹花芽從休眠中醒來,就會開花,我們要做的,就是通過技術手段,讓它誤以為自己過了冬天,到春天了,所以就會按照我們的設計,在任何我們想要的時間里開花?!?/p>

 

想要做到這一點并不容易,首先要選擇合適的品種。薛璟祺介紹,不是每一個品種都適合這樣的調整,事實上,大部分品種休眠得非常深,人工手段很難喚醒,只有一小部分,休眠程度較淺,可以喚醒,在現有品種中,大約有一二十種。

 

如何喚醒這些“淺睡眠”的牡丹花芽呢?方法有很多,薛璟祺介紹,“低溫保存是一種普遍的方法,把想要喚醒的牡丹放在低溫環境中,使它誤以為到了冬天,經過一段時間后,再挪出來,放在溫室里升溫,好像冬天過去了,到了春天了,該開花了。這樣的情況下,休眠的花芽就會蘇醒,生葉、開花。如果低溫不能完全喚醒它,我們還有一些其他的方法刺激它蘇醒,使它在我們想要的時候開花?!?/p>

 

通過人工干預,科學家們可以讓牡丹在任何想要的時候開花,比如中秋節、元旦、春節、國慶等,薛璟祺告訴記者,元旦、春節、國慶節期間開花的牡丹,是當前培育的主要方向,“這個階段,鮮花的需求量比較大,我們也正在把牡丹做成一種新的年宵花,讓節日期間的人們在家里也可以看到牡丹?!?/p>

 

豐富的品種,通過遠緣雜交來實現

 

獲得四季都可以開放的牡丹品種,并不是育種工作的結束。

 

因為“淺休眠”的品種較少,育成可以四季開放的牡丹品種,同樣很單一,“很多都是淺粉色的花,不夠豐富?!毖ΝZ祺說。

 

怎樣獲得更豐富的品種呢?雜交無疑是第一選擇,也是當前使用最多的育種方法之一。

 

“野生的牡丹顏色豐富,品種多樣,比如在西藏,有一種野生的黃牡丹,顏色非常正,比傳統品種姚黃的黃色更正,姚黃其實是一種淺黃色,開花的過程中,還會逐漸變淡,但這種野生牡丹的黃色就非常好?!毖ΝZ祺說,“但野生牡丹也有自己的缺點,比如花朵通常都比較小,直徑一般只有3-4厘米,再如層次不夠豐富,甚至是單瓣的,所以我們想,用這些野生資源和已經育成的品種進行雜交,是否可以獲得更豐富的品種呢?”

 

今年11月中旬,中國農學會發布了《31項農業農村重大新技術新產品新裝備》,其中,中國農科院蔬菜花卉研究所牡丹團隊研發的“系列優異花色牡丹遠緣雜交新品種”是唯一入選的花卉新產品。

 

“這是我們通過遠緣雜交的方法獲得的一系列新品種,有紫色、深紅、淺紅、黃色等多個品種?!毖ΝZ祺介紹,“比如其中一款正紅色的,顏色和中國紅一樣,非常漂亮?!?/p>

 

何謂遠緣雜交,和普通的雜交有何不同?薛璟祺介紹,生物分類中,有7個層次,界、門、綱、目、科、屬、種,一般雜交,都是在種內進行,即同種的植物之間雜交,我們用的方法是不同種之間雜交,所以叫遠緣雜交,難度更高。

 

不同種的牡丹,往往生活在不同環境、不同區域中,花期也往往有差異,因此自然狀態下,幾乎不可能出現雜交的現象,而人工雜交,也有很多要解決的問題。

 

“區域和環境問題比較簡單,可以人工移栽來解決,把不同地區的野生品種種植在一起,讓它們互相授粉,實現雜交?!毖ΝZ祺說,“但還有問題,不同的品種,花期可能不一樣,自然授粉是不可能的,如果提供花粉的植株開花更早,我們收集花粉,等到花期晚的品種開花后,再進行授粉。如果提供花粉的開花更晚,就要把花粉保存起來,等到下一年再去授粉?!?/p>

 

每個新品種,至少要兩次雜交

 

農作物育種,往往周期很長,且結果不確定,因此需要耗費巨大的人力和漫長的等待。牡丹尤其如此。

 

“牡丹是木本植物,一粒牡丹種子,從種下去,到開花,需要4-5年?!毖ΝZ祺介紹,“這意味著我們通過人工授粉,獲得了一批雜交的種子,從這些種子種下去,到知道雜交的結果,往往就要4-5年時間。而且,并不意味著,就一定能夠育成好的品種?!?/p>

 

雜交是遺傳物質交互、選擇、分化的過程,不同品種之間雜交,父母本的性狀會出現分離,在下一代身上顯現出不同的特征,分離的可能性非常多,一次收獲成千上萬的雜交種子,可能就有成千上萬種不同的表現,其中或許只有一兩種是比較好的,或者說是育種人需要的,也有可能一種都沒有。更大的可能,則是某些個體具有部分育種者想要的性狀,這樣的情況下,就要進行再一次的雜交。

 

“基本上,每一個新品種的獲得,至少要兩次雜交,也就是10年時間?!毖ΝZ祺說。

 

在這樣的雜交中,遠緣雜交顯示出了更優秀的功能,“雜交是不同品種之間的性狀融合和分離,所以理論上來說,父母本的親緣關系越近,分離得越少,親緣關系越遠,分離得就越多,可選擇的就越多?!毖ΝZ祺說,“育種需要付出非常辛苦的努力,有時候還需要一點點運氣,運氣不好,沒有發現好的雜交品種,就只能繼續重復之前的工作?!?/p>

 

好在,牡丹團隊的運氣還算不錯,近些年來,已經有很多新品種育成,這些品種已成系列,并進入市場,在各種節日、各種場所展現國色天香。

 

“根據需要,我們現在可以培育出任何時候開花的牡丹,比如想要在國慶節使用,我們就提前開始培育,讓它在國慶節期間開花,其他節日也是如此,在未來,我們的設想中,也有可能做到個性定制,某個人想要在某個特定時候比如生日,家里擺一盆牡丹,我們可以單獨培育少數的個體?!?/p>

 

牡丹隨時開花的技術,能否被普通人掌握?

 

薛璟祺介紹,方法并不難,但對環境的要求比較高,“所以目前對普通人來說,還比較困難。牡丹生長對溫度、濕度都有一定的要求,家居環境很難滿足,比如在冬天,北方干冷,室內可以通過暖氣升溫,但必然會干燥,濕度不夠。南方濕冷,沒有空調暖氣的話,溫度不夠,有暖氣空調,又同樣面臨干燥的問題。所以,普通家居環境中,不適合培育冬季開花的牡丹。事實上,當前市場上已經可以買到,價格和其他年宵花差不多,沒必要非要自己培育?!?/p>

 

另外,薛璟祺提醒,如果家里在過年的時候買了牡丹,花謝之后,不要扔掉,種在小花園里,它還能自然生長,按照自然規律開花,“任何一株開花的牡丹,至少已經養了5年,扔掉太可惜了?!?/p>

 

牡丹新產業,不只是觀賞還有實用價值

 

薛璟祺所在的牡丹團隊,育成的數十種新品種,已經在全國各地落地生根。他介紹,目前,全國推廣牡丹種植的面積,在500萬畝左右(這個是目前所有牡丹種植面積,不是新品種的面積)。

 

500萬畝牡丹,是否有足夠的市場消化?

 

其實,這些牡丹不僅是用來觀賞的,它還是經濟作物。

 

“在古代,牡丹最早是藥用植物,根是主要入藥部位,叫作‘丹皮’,后來成為了觀賞和藥用雙重功能的植物?!毖ΝZ祺說,在今天,它的藥用價值依然十分重要,很多經典的藥方中都有牡丹。

 

通過現代技術,科研人員還發現了牡丹的更多用途,比如牡丹籽,可以用來榨油,不飽和脂肪酸含量極高,其中還有豐富的亞麻酸,是優質的健康食品。

 

牡丹籽就是牡丹的種子,多為棕褐色、黑色、紫紅色等,成年人指甲蓋大小,呈不規則狀。薛璟祺介紹,牡丹籽的出油率在15%左右,接近大豆的出油率。

 

牡丹團隊還為榨油培育專門的牡丹品種,這些品種的產量,同樣接近大豆,“油用的牡丹其實本身也是多用的,可以觀賞,可以入藥,可以收獲牡丹籽?!毖ΝZ祺說。

 

“我們現在想做的,是讓牡丹具備更多的功能,不只觀賞,也可以為農民帶來經濟效益,把牡丹變成經濟作物。目前,我們有了牡丹籽油、牡丹花茶、牡丹啤酒等很多產品,事實上,過去的脫貧攻堅中,已經有很多地方因為種植牡丹而獲得收益?!?/p>

 

不過,因為推廣時間較短,牡丹的產業形態只是剛剛開啟,遠沒有到成規模的階段,薛璟祺說,“大規模種植牡丹,也就是近10年才開始,有些種得晚的,可能剛剛第一次開花,所以規模效益還沒有顯現出來?!?/p>

 

作為科研工作者,薛璟祺其實也不希望產業推廣的速度過快,“牡丹的育種周期很長,各地的環境不一樣,適合的品種也不一樣,而要育成更多更豐富的品種,需要更長的時間,所以我們也希望產業發展以穩為先。發展過快的話,可能會讓各地都種同一品種,結果因為適應性的問題,有的地方發現效益不好,甚至很差,反而會傷害產業的發展,也會給種植者造成損失?!?/p>

 

新京報記者 周懷宗 攝影 王巍

編輯 張樹婧 校對 劉軍