兰花种质资源与育种研究进展
年3月25日下午，设计学院设计讲堂第期暨《园林植物专题》第五讲在陈瑞球楼教室如期举行。本次讲座的受邀嘉宾为华南农业大学林学与风景园林学院张志胜教授，讲座主题为“兰花种质资源与育种”。除了线下参与的设计学院风景园林系的8位研究生外，还有近20位来自其他院校的师生也通过线上的方式参与了本次讲座。
张志胜教授自年开始从事兰花等花卉种质资源挖掘、新品种选育、种苗和盆花生产技术研究，建立了兰花快速高效低耗育种技术体系和具有完全自主知识产权的产业化链。迄今共培育兰花等花卉新品种60多个，获植物新品种权10项、发明专利3项，获广东省科技一等奖、广东省农业技术推广一等奖等奖励。
在本次讲座中，张志胜教授主要从兰花概念、类别、产业化兰花资源及其应用几个方面介绍了兰花的育种现状和未来发展趋势。
第一部分兰花概述
“习习谷风，以阴以雨。之子于归，远送于野……”，张志胜教授从孔子的“猗兰操”引入，揭示了兰花自古以来在中国传统花文化中的重要地位。
兰花在广义上指所有的兰科植物，狭义指兰属植物。张志胜教授向大家介绍了兰花的起源，进化、分类、典型识别特征及广泛的用途。作为显花植物中种类最为丰富的科目之一，兰科共有5个亚科，个属，个原生种。那么如何判定一个植物是不是兰花呢？主要有以下六个识别要点：1）肉质根，2）花朵两侧对称或辐射对称，3）雄蕊和雌蕊合生形成的蕊柱，4）花药和柱头之间有蕊喙，5）花粉粘合成团形成花粉块，6）蒴果，种子极小，由尚未完全分化的胚和一层透明的种皮构成，见图1所示。
兰花根据生态习性、生长方式和来源产地等有不同分类，而国人常习惯分为国兰和洋兰两种，其中国兰原指原产我国的花型小、有香气的兰属地生种；洋兰则原指国外培育和生产的一些大花型附生种。
兰花用途广泛，常见的有观赏、食用、药用和提取香料四大用途。除此之外，腻根兰属（Aplectrum）被用于生产工业用胶和接合剂；在非洲，弯萼兰（Cyrtorchisarcuata）和兜唇美冠兰（Eulophiacucullata）常用于增进友谊的礼仪花卉。
年，Nature期刊发表一篇题为“DatingtheoriginoftheOrchidaceaefromafossilorchidwithitspollinator（从带有传粉昆虫的兰花化石追溯兰科植物起源）”，推测兰花植物的共同祖先出现在距今万年前。年，深圳市兰科植物保护研究中心在深圳拟兰（Apostasiashenzhenica）基因组中检测到一次全基因组复制（WGD）事件，该事件帮助兰花的祖先躲过了第五次生物大灭绝。
图1兰科植物的6个典型识别特征
第二部分主要观赏兰花资源
主要的观赏兰包括兰属、卡特兰属、蝴蝶兰属、万代兰属、石斛兰属、拖鞋兰属和文心兰属7大类别，其中兰属植物是世界上栽培最早的兰花，全属约68种；我国有49种，在商业上分为国兰、大花蕙兰和杂交兰三类；国兰又根据花期和形态特征分为春兰、蕙兰、建兰、寒兰和墨兰等，见图2。
图2常见的部分兰科兰属植物
卡特兰属被誉为“兰花之王”，因其拥有兰科中最大的花朵，共60多种，而我国无该属植物自然分布。委内瑞拉卡特兰（Cattleyamossiae，又名五月兰）是委内瑞拉国花，红唇卡特兰（Cattleyatrianae，又名圣诞兰）是南美洲哥伦比亚的国花。蝴蝶兰属素有“兰花皇后”之美誉，共66个种，其中我国有9种，以花期长、可周年供花成为最受欢迎的兰花之一。万代兰属是“四大”洋兰切花之一，约60种，卓锦·万代兰（Vandateres×V.hookeriana）是新加坡的国花；我国有14种和1个变种，5个城市以兰花作为市花，分别是浙江绍兴市、云南保山市、贵州贵阳市、湖北随州市和广州汕头市。石斛兰属是“四大”切花兰之一，也是兰花种类最多的属之一，共有多种；但我国仅有76种。兜兰属植物花型独特，世界共有80多种；我国有29种10个变种。文心兰属也是一类常见栽培的花型独特的兰花，共种，分布于中美州及南美洲，见图3。
图3形态各异的兰科植物
第三部分兰花育种
（一）概述
育种技术是选育和繁育兰花优良品种的方法，育种程序为：明确育种目标→确定亲本材料→采用一定的方法创造变异（杂交，远缘杂交，诱变，染色体工程，基因工程等）→选择具有育种目标性状的变异个体（直接选择和间接选择）→变异个体繁殖和DUS测试等→新品种审定、登录和品种权申请，如图4所示。
图4兰花育种程序
（二）育种方法
张志胜老师接着给大家介绍了我国兰花从引种驯化、自然选择及杂交育种，到多倍体、诱变育种和分子育种等方法的发展历程，自唐朝开始已有引种驯化和选择育种的记载，目前国内多数商业化兰花品种是通过引种驯化获得的。杂交育种是最重要的育种方法，但缺点是耗时长和目标形状带有极大的不确定性。张志胜教授以他率领的研究团队进行玉女兰培育为例讲解了选育过程（见图5），课题组对大花蕙兰的研究发现，由于同源多倍化引起大花蕙兰基因组序列变异、导致基因表达改变和miRNA表达改变，造成了多倍体植株发生性状的改变。另外分子育种则包括基因工程育种和分子标记辅助选择育种两种方法，目前成功例子非常少。
（三）研究进展和展望
张志胜教授研究团队确定兰花育种目标性状的改良主要集中在香气、花型和花色上，结合各种育种方法已建立了快速、高效、低耗的兰花试管育种技术，可以在试管内创造变异、筛选和扩繁；选育出一批有市场前景的品种，其中一些品种已进行产业化开发。
图5利用杂交手段获得兰花新品种
预计在未来的兰花市场中，随着育种目标的多样化，高观赏价值（奇特花型、多次开花或周年开花）、抗性强的新品种将不断涌现，兼用或多用途兰花会成为育种新亮点。
结束语
兰花是我国“十大”名花之一，与梅、竹和菊花喻为“花中四君子”，可见其在传统花文化中享有的崇高地位。同时，我国还是拥有众多兰花种类的资源大国，认识、栽培兰花的历史十分悠久，在现代育种的研究和应用上也应大有可为。由于生长周期长，兰花杂交育种所需时间动辄十几年、二十几年，需要科研工作者付出极大的耐心和精力。张志胜教授以周易的“二人同心，其利断金；同心之言，其臭如兰”，表达了他对兰花育种同行的殷切希望和对未来行业的美好期许。
本次讲座全面地介绍了兰花的种质资源和育种的方法与过程，为现场和线上参与的师生提供了一次高质量的专题讲座及学习交流机会。下课铃响之后，张志胜教授还耐心地解答了在座师生及线上同行朋友关于育种方法的相关问题，并约定后续进一步探索交流合作的可能性，见图6。
图6张志胜老师在线解答师生们提出的问题
编辑：吴婧懿
文稿：*艾未
审核：申晓辉陈冠群徐晔春
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