-让悬铃木“不飞毛”的科研攻关
作者:李晨 徐行
发布时间:2021-01-28
浏览次数:642
-让悬铃木“不飞毛”的科研攻关

包满珠(右二)在基地查看悬铃木生长情况             华中农大供图

江夏区舒安乡繁育基地里正在生长的悬铃木             华中农大供图

 

“暮春飞毛随风起,行人匆匆尤避之”,这个场景对于湖北省武汉市人来说并不陌生。

每到4月底、5月初,武汉街头,悬铃木的飞毛从空中螺旋式而下,污染环境不说,对此过敏的人轻则出现皮肤瘙痒、流眼泪,严重的还会引起咳嗽、打喷嚏,好不困扰。

近日,华中农业大学与武汉市花木公司合作研发的“不飞毛”的悬铃木新品种“华农丽风”已被国家林业和草原局授予了植物新品种权证书。

“新品种推广运用后,将大大缓解悬铃木的飞毛问题,让大家重新爱上这种行道树。”项目研发团队负责人、华中农业大学园艺林学学院教授包满珠说。

 

第一大行道树的缺点

悬铃木与鹅掌楸、糠椴、七叶树、银杏并称为世界五大行道树。因用量最大、分布区域最广,悬铃木是五大行道树中的“第一大”。它不仅生长快、耐修剪、抗污染,而且冠大荫浓,遮阴效果尤为突出。此外,从亚热带到温带均可生长的悬铃木适应区域广泛,成为了响当当的“行道树之王”。

包满珠说:“因为突出的优点,悬铃木作为行道树,确实具有不可替代性。”

看似完美的悬铃木却有一个让人“讨厌”的缺点——落果飞毛。悬铃木的果球由种子聚合而成,每个秋果有一千多粒种子。飞毛的“毛”其实是悬铃木种子的冠毛。暮春时节,每个聚合果纷纷脱落,这使得悬铃木让人“爱在心里口难开”。

怎样才能让悬铃木不飞毛呢?为了解决这个问题,从1993年开始,包满珠就着手准备投入到如何让悬铃木不飞毛的研究。1994年,他带的第一个硕士研究生把选题定在了悬铃木。

华中农业大学副教授张佳琪是项目团队成员之一。他说,非常荣幸能够成为悬铃木育种团队的一员,这么多年来切身体会到悬铃木育种的不易,也明白了科研贵在坚持的道理。

经过28年的努力,让悬铃木不再如此“讨厌”的目标终于实现。

 

打开遗传改良的“黑箱”

选择研究悬铃木是一个艰难的选择。大型乔木遗传改良的研究,周期长、见效慢,没有10年以上的坚持,不会有结果。

“悬铃木遗传性状改良的研究就像是一个‘黑箱’,黑箱里有两种可能,一是成功,一是失败,只有完全‘打开’才知道是什么结果。”

没有参考,没有参照系,完全从“0”到“1”。

张佳琪告诉记者,悬铃木拥有5~8年的漫长童期,对其进行遗传育种的确困难重重,特别是针对其“落果飞毛”性状的改良。

包满珠带领团队先后从河南、湖北等多个省市野外实地调查收集到包括多个晚花少果优良株系在内的悬铃木特异种质资源500余份,并在试验圃地扦插、嫁接繁育。

2000年,包满珠团队又以悬铃木种子为试材,用秋水仙素处理,通过染色体加倍首次在国内外获得了四倍体悬铃木,并栽培了20余年。其中有2个株系至今未见开花结果,有3个株系表现出花果量极少的性状。

 

新方法培育出多个品种

经过多年研究实践,包满珠率领科研团队先后采用实生选育、倍性育种、辐射育种、分子育种等手段,对其进行遗传改良和新品种培育。

包满珠解释,实生选育是在广泛调查自然界中存在的遗传变异,通过野外实地调查及多年的连续观测统计,搜集到悬铃木晚花少果或无果的变异株系的基础上,进行引种或扦插或嫁接到结果量大的成年植株、早花植株进行试验,并陆续完成特异种质的高接试验及区域试验,完成其育性鉴定。待晚花少果或无果且性状稳定之后再申报国家新品种保护。

叶形优美似枫叶、秋季叶色泛金黄的“华农丽风”就是通过实生选育获得的晚花少果新品系。此外,“华农瑞风”“华农清风”“华农云龙”等3个晚花少果新品系也是通过该方法选育并获得了国家新品种权。

张佳琪解释道,倍性育种则是通过秋水仙素处理原本是二倍体的悬铃木的种子,获得染色体加倍(四倍体)的植株。由于染色体加倍往往会导致染色体联会发生紊乱,提高染色体区段的异染色质化程度,从而引起性状变异。利用诱导的四倍体悬铃木育性下降的特性,培育出少果或无果的悬铃木新品系。

目前,该团队利用倍性育种法培育的“华农青龙”等3个晚花少果新品系也已获得国家新品种保护,可推广种植。



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