基于Citespace 的長(zhǎng)壽花培育技術(shù)研究進(jìn)展

劉子琳，張 群，鄧傳遠(yuǎn)

（福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建福州 350100）

長(zhǎng)壽花原產(chǎn)于馬達(dá)加斯加島，東南亞、我國(guó)南部與我國(guó)臺(tái)灣有少數(shù)原生種，目前作為觀賞花卉廣泛分布于世界各地[5]。長(zhǎng)壽花由于花期長(zhǎng)、觀賞效果佳、容易栽培，在花卉市場(chǎng)中占有重要地位，成為市場(chǎng)上發(fā)展最快的盆花之一[6]。在我國(guó)十四五規(guī)劃中，明確提出要?jiǎng)?chuàng)新種質(zhì)，但目前研究主要集中于花卉生產(chǎn)與栽培繁殖上，高品質(zhì)長(zhǎng)壽花主要依賴(lài)荷蘭進(jìn)口[7-8]，歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)壽花栽培技術(shù)、繁殖技術(shù)、育種技術(shù)，并提出建議與展望。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

關(guān)鍵詞是對(duì)一篇論文的概括和凝練，分析某一領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞，有助于了解該領(lǐng)域研究方向，挖掘研究熱點(diǎn)。在中國(guó)知網(wǎng)，以“長(zhǎng)壽花”“圣誕伽藍(lán)菜”“Kalanchoe blossfeldiana”進(jìn)行主題檢索，最終篩選出相關(guān)文獻(xiàn)150 篇，使用CiteSpace 軟件，對(duì)150 篇文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析與關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，關(guān)鍵詞共現(xiàn)是提取統(tǒng)計(jì)所有文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞，以其作為節(jié)點(diǎn)，某一關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次越高，其節(jié)點(diǎn)越大；關(guān)鍵詞突現(xiàn)是表示關(guān)鍵詞在某一時(shí)段突然大量出現(xiàn)，可反映領(lǐng)域內(nèi)某一時(shí)段的研究熱點(diǎn)或研究趨勢(shì)。

國(guó)內(nèi)研究文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖顯示（見(jiàn)圖1），除了“長(zhǎng)壽花”以外，“組織培養(yǎng)”“愈傷組織”“快速繁殖”出現(xiàn)頻次較高。圖中關(guān)鍵詞分布比較集中，研究方向主要分為兩大分支，分別是組織培養(yǎng)和栽培管理，其中，對(duì)長(zhǎng)壽花的組織培養(yǎng)技術(shù)研究集中且數(shù)量較多。

圖1 國(guó)內(nèi)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)壽花相關(guān)150 篇文獻(xiàn)出現(xiàn)頻次最多的25個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)分析（見(jiàn)圖2），結(jié)果顯示：1986-2021 年，早期突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“伽藍(lán)菜”“室內(nèi)花卉”“周年開(kāi)花”；中期主要是研究花卉栽培與繁殖技術(shù)，突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“溫室栽培”“扦插基質(zhì)”“胚狀體”“快速繁殖”“組織培養(yǎng)”等；近期突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“觀賞價(jià)值”“盆栽”“花期調(diào)控”。

圖2 國(guó)內(nèi)研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析與突現(xiàn)分析可以看出，在長(zhǎng)壽花引進(jìn)早期，主要是長(zhǎng)壽花的推廣應(yīng)用，中期開(kāi)始研究長(zhǎng)壽花栽培與繁殖技術(shù)，近些年是研究長(zhǎng)壽花觀賞性狀、觀賞價(jià)值。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)長(zhǎng)壽花的栽培繁殖技術(shù)有了較為完善的研究，且研究集中于組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，成為中期乃至現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)，但較少涉及長(zhǎng)壽花育種及分子層面。

1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀

在Web of Science 所有數(shù)據(jù)庫(kù)中，以“Kalanchoe blossfeldiana”為主題進(jìn)行檢索，最終篩選出相關(guān)文獻(xiàn)119 篇，使用Citespace 軟件進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析（見(jiàn)圖3）。共現(xiàn)圖譜中關(guān)鍵詞分布較分散、均勻，沒(méi)有特別集中的點(diǎn)，除了檢索主題外，其他關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次比較平均。沒(méi)有出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞，說(shuō)明國(guó)外研究領(lǐng)域較廣，研究主題多樣，有“長(zhǎng)壽花品種”“培養(yǎng)最佳條件”“景天酸代謝”“色素形成與積累”“轉(zhuǎn)基因植物”等主題。

圖3 國(guó)外研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)出現(xiàn)頻次最高的25 個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)分析，得出關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析圖（見(jiàn)圖4）。顯示在20 世紀(jì)50～80 年代，主要是探究二氧化碳、光照因素對(duì)長(zhǎng)壽花的影響；從2004 年開(kāi)始，開(kāi)始出現(xiàn)“溫度”“營(yíng)養(yǎng)液”“緊湊株型”“病蟲(chóng)害首次報(bào)道”“延遲花期”“花青素積累”及與基因工程相關(guān)的“農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化”“植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的替代”“長(zhǎng)壽花品種”等關(guān)鍵詞。

圖4 國(guó)外研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

通過(guò)以上分析可知，國(guó)外學(xué)者對(duì)長(zhǎng)壽花的研究在不斷深入、拓展，研究多集中于長(zhǎng)壽花生理因素和內(nèi)含物方面，比如，環(huán)境因子對(duì)長(zhǎng)壽花生理進(jìn)程的影響，或利用現(xiàn)代基因工程，使長(zhǎng)壽花獲得或改良某些性狀，提高長(zhǎng)壽花品質(zhì)，培育新品種。

2 栽培技術(shù)

2.1 無(wú)土栽培

長(zhǎng)壽花栽培較容易，喜溫暖環(huán)境，耐干旱，澆水不宜過(guò)多，保持盆土稍干燥為宜，對(duì)土壤要求不嚴(yán)[1]。余蓉培等[9]對(duì)從荷蘭引種的長(zhǎng)壽花品種，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析，開(kāi)展品種比較和適應(yīng)性試驗(yàn)，篩選出適宜云南氣候條件的品種。長(zhǎng)壽花除了常規(guī)土培，還可采用無(wú)土栽培，有學(xué)者研究了不同基質(zhì)配比對(duì)長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)和開(kāi)花的影響，并對(duì)基質(zhì)進(jìn)行篩選[10-11]。隨著栽培技術(shù)的發(fā)展，利用水培方式栽培花卉越來(lái)越多，但長(zhǎng)壽花耐旱怕澇的生態(tài)習(xí)性，普遍認(rèn)為不能水培。有學(xué)者通過(guò)水培試驗(yàn)，利用營(yíng)養(yǎng)液發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)壽花可以正常生長(zhǎng)，適合做水培花卉。一般的水培花卉需要利用殺菌劑抑制營(yíng)養(yǎng)液中微生物的生長(zhǎng)，有研究表明，殺菌劑不利于長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)，因此，可不添加殺菌劑，在清水中不需要外源激素便可生根[12-13]。

2.2 矮化植株

長(zhǎng)壽花節(jié)間長(zhǎng)、徒長(zhǎng)與光照有關(guān)，為了使長(zhǎng)壽花具有緊湊株型，可采用物理方式對(duì)植株進(jìn)行矮化培養(yǎng)，常用的方式有修剪、摘心、光照調(diào)節(jié)、控制扦插時(shí)間、施肥等[14-15]。施用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能有效矮化植株，目前使用較為普遍的是多效唑，能顯著縮短長(zhǎng)壽花節(jié)間長(zhǎng)度、減小冠幅、降低株高[16]。余蓉培等[17]利用梯度試驗(yàn)，探究不同濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GA3和B9對(duì)長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)GA3可增加長(zhǎng)壽花株高、降低葉綠素含量、縮短花期；B9可降低長(zhǎng)壽花株高，延長(zhǎng)花期。

2.3 微型培養(yǎng)

試管花卉植株嬌小，培養(yǎng)在精致的小試管或玻璃瓶?jī)?nèi)，是當(dāng)前市場(chǎng)上較為流行的迷你型花卉。鄭新會(huì)等[18]以莖段為材料，利用組織培養(yǎng)技術(shù)在培養(yǎng)基中加入色素，獲得4 種彩色長(zhǎng)壽花“迷你試管花卉”。呂侃俐和薛嬌[19-20]分別進(jìn)行試管開(kāi)花和瓶?jī)?nèi)開(kāi)花研究，成功使長(zhǎng)壽花在試管和小瓶?jī)?nèi)部生長(zhǎng)開(kāi)花。

2.4 環(huán)境及其他因子對(duì)長(zhǎng)壽花的影響

長(zhǎng)壽花原產(chǎn)于非洲，喜溫暖環(huán)境，不耐寒，為了增強(qiáng)長(zhǎng)壽花耐寒性，提高市場(chǎng)潛力，有學(xué)者探究了低溫對(duì)長(zhǎng)壽花生理過(guò)程的影響，結(jié)果表明，低溫對(duì)光合碳代謝和根系滲透水的吸收有直接或間接影響[21]。長(zhǎng)壽花是典型的短日照花卉，喜低溫和PAR 水平，10～15mol/m2·s 的PAR 水平和20℃的溫度對(duì)長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)和品質(zhì)最有利[22]。劉彥中等[23]探究60Coγ-射線(xiàn)輻射對(duì)長(zhǎng)壽花某些生理指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)60Coγ-射線(xiàn)輻照有利于長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)代謝，增強(qiáng)植株抗逆性，對(duì)提高其觀賞價(jià)值也具有積極影響。

3 繁殖技術(shù)

長(zhǎng)壽花可采用播種、扦插、分株等繁殖方式，但一般種子較少或不產(chǎn)生種子，所以，扦插是最簡(jiǎn)便、快捷的方式。但長(zhǎng)期無(wú)性繁殖易導(dǎo)致病毒在植株內(nèi)積累，盆花觀賞性狀會(huì)隨扦插代數(shù)的增加逐步產(chǎn)生退化[15]。相較于傳統(tǒng)繁殖方式，組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用使花卉生產(chǎn)具有繁殖系數(shù)高、繁殖周期短、成本低、可全年進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[24]，但組織培養(yǎng)的繼代次數(shù)會(huì)對(duì)增殖產(chǎn)生影響[25]。

3.1 組織培養(yǎng)

目前，關(guān)于長(zhǎng)壽花組織培養(yǎng)已有大量研究，對(duì)外植體的選擇，大部分學(xué)者采用葉片和莖段，而程軍[26]利用長(zhǎng)壽花花序成功進(jìn)行組織培養(yǎng)。薛嬌等[27]發(fā)現(xiàn)對(duì)外植體的滅菌處理，莖尖的最佳消毒方法：0.1%mg/L 升汞消毒3min，38℃的水浴鍋中處理60min。孫利娜[28]得出長(zhǎng)壽花嫩葉片的最佳消毒方法：75%酒精滅菌30s，無(wú)菌水沖洗4 次，再用0.1%升汞消毒12min，最后無(wú)菌水沖洗7次。培養(yǎng)基基質(zhì)配比的研究較多，任改婷等[29]通過(guò)試驗(yàn)分別篩選出不同品種的最佳培養(yǎng)基。許多學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)篩選出最佳培養(yǎng)基，但因受品種、外植體等因素影響，最佳培養(yǎng)基的基質(zhì)配比并不一致[7，30-31]。組織培養(yǎng)長(zhǎng)壽花時(shí)，在愈傷組織階段不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生不良變異，為了減少遺傳的不穩(wěn)定性，在組織培養(yǎng)時(shí)可添加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，植物生長(zhǎng)素可刺激愈傷組織產(chǎn)生，細(xì)胞分裂素可調(diào)節(jié)不定芽的形成和發(fā)育[32]。也有相關(guān)研究表明，TDZ（噻苯?。┍燃?xì)胞分裂素BAP 對(duì)不定芽的再生更加有效[3]。

3.2 試管嫁接與微扦插

試管嫁接是在試管內(nèi)將砧木與接穗進(jìn)行嫁接的技術(shù)，是將植物組織培養(yǎng)與嫁接技術(shù)相結(jié)合。劉雪松[33]系統(tǒng)研究了長(zhǎng)壽花試管嫁接，建立了比較成熟的微嫁接體系。夏涵涵等[34]運(yùn)用試管嫁接，將長(zhǎng)壽花試管苗與玉米、綠豆、寶塔菜的試管苗進(jìn)行遠(yuǎn)源嫁接，獲得長(zhǎng)壽花與寶塔菜、綠豆與長(zhǎng)壽花的遠(yuǎn)緣嫁接植株，但長(zhǎng)勢(shì)弱；運(yùn)用ISSR 分子標(biāo)記嫁接苗及其砧木與接穗，發(fā)現(xiàn)嫁接苗有來(lái)自砧木和接穗的擴(kuò)增位點(diǎn)，說(shuō)明遺傳物質(zhì)在砧穗之間是可轉(zhuǎn)移的，該研究為嫁接的遺傳理論及該方法的推廣應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。馮丹等[35]直接對(duì)組培苗進(jìn)行瓶外微扦插生根，此技術(shù)將組培苗生根和馴化相結(jié)合，不僅縮短了培養(yǎng)周期，而且提高了移栽成活率，是一種高效快速的育苗方法。

4 育種技術(shù)

4.1 雜交育種

長(zhǎng)壽花主要是利用雜交育種改良品質(zhì)，伽藍(lán)菜屬內(nèi)物種繁多，遺傳變異大，且易于種間雜交[5]。對(duì)長(zhǎng)壽花進(jìn)行種間雜交，發(fā)現(xiàn)親本與雜種間存在顯著差異，廣泛雜交有助于新品種發(fā)展，種間雜交對(duì)長(zhǎng)壽花品種的改良效果顯著[36]。但長(zhǎng)壽花種間雜交在受精前后都存在障礙，受精前花粉質(zhì)量和花柱長(zhǎng)度是影響花粉管萌發(fā)的重要因素，受精后胚乳退化導(dǎo)致種子發(fā)育異常，從而阻礙了種間雜交，但種間倍性差異不影響種間雜交[37]。有學(xué)者研究了長(zhǎng)壽花2 個(gè)品種的柱頭發(fā)育和接受能力，根據(jù)柱頭過(guò)氧化物酶的形態(tài)和活性變化，劃分了5 個(gè)不同的柱頭發(fā)育階段，對(duì)不同階段進(jìn)行互花授粉后，觀察花粉管數(shù)量，發(fā)現(xiàn)第三階段（開(kāi)花后4～7d）授粉的心皮中花粉管數(shù)量顯著高于其他發(fā)育期，表現(xiàn)為乳頭排列松散、花粉管滲出量最大，該項(xiàng)研究可幫助育種者選擇最佳的授粉時(shí)間[38]。

4.2 基因工程育種

使用基因工程育種，主要是為了使長(zhǎng)壽花獲得更加優(yōu)良的性狀。國(guó)外學(xué)者在該領(lǐng)域研究較多，育種目標(biāo)主要是矮化植株，獲得緊湊株型，還有學(xué)者研究了降低長(zhǎng)壽花對(duì)乙烯敏感度及產(chǎn)生無(wú)標(biāo)記基因植株。

4.2.1 矮化植株。雖然使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能有效矮化植株，但其中許多化合物對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境都有潛在為害，一些國(guó)家已禁止使用[39-40]。所以，為了減少化學(xué)調(diào)節(jié)劑的使用，有學(xué)者指出可使用無(wú)污染的乙醇誘導(dǎo)赤霉素20-氧化酶的沉默達(dá)到矮化目的[41]。有學(xué)者研究了長(zhǎng)壽花生長(zhǎng)相關(guān)基因，運(yùn)用病毒誘導(dǎo)基因沉默（VIGS）技術(shù)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)基因片段導(dǎo)致植物生長(zhǎng)顯著減少，并將該基因命名為KbORF1[42]。將相關(guān)基因利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法導(dǎo)入長(zhǎng)壽花外植體中，利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)來(lái)自煙草的GA2ox 基因、KxhKN4 基因、KxhKN5 基因、擬南芥MKS1基因及來(lái)自天然土壤細(xì)菌發(fā)根農(nóng)桿菌的rol 基因，都對(duì)長(zhǎng)壽花植株高度產(chǎn)生了影響。在導(dǎo)入煙草GA2ox 基因后，長(zhǎng)壽花轉(zhuǎn)基因株系的平均長(zhǎng)度比野生型對(duì)照植物短2 倍，花序莖的平均長(zhǎng)度幾乎比野生型對(duì)照植物短3 倍。GA2ox 基因的過(guò)表達(dá)是獲得花卉緊湊生長(zhǎng)的有用方法，但會(huì)出現(xiàn)花期延遲、葉綠素增加的現(xiàn)象[43-44]?；騅xhKN4 的過(guò)表達(dá)和KxhKN5 的沉默，導(dǎo)致植株高度和直徑減小的緊湊表型，一些株系甚至具有相對(duì)較高的花序數(shù)[40]。擬南芥MKS1 基因過(guò)量表達(dá)，導(dǎo)致長(zhǎng)壽花莖和節(jié)間長(zhǎng)度減少，節(jié)數(shù)無(wú)變化[45]。通過(guò)將來(lái)自天然土壤細(xì)菌發(fā)根農(nóng)桿菌的rol 基因插入到長(zhǎng)壽花中，產(chǎn)生了沒(méi)有延遲開(kāi)花的緊湊型植株[46]。

4.2.2 降低長(zhǎng)壽花對(duì)乙烯的敏感度。乙烯參與很多生理和發(fā)育過(guò)程的調(diào)節(jié)，可加速器官衰老脫落。通常在儲(chǔ)存庫(kù)或市場(chǎng)中存在乙烯，會(huì)加快花朵凋謝。Brian Christensen 研究表明，rol 基因不但延緩了植物生長(zhǎng)，還進(jìn)一步提高了采后品質(zhì)，增加了乙烯耐受性[47-48]。Mohsen Sanikhani 使用含有來(lái)自擬南芥的突變乙烯受體基因etr1-1 的質(zhì)粒pBEO210，通過(guò)根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)入長(zhǎng)壽花中，使長(zhǎng)壽花具備對(duì)乙烯敏感性降低的特性[49]。

4.2.3 無(wú)標(biāo)記基因植株的培育。轉(zhuǎn)基因植物在轉(zhuǎn)化后保留的選擇性標(biāo)記基因被認(rèn)為是安全問(wèn)題，在通過(guò)連續(xù)轉(zhuǎn)化周期引入多個(gè)農(nóng)藝性狀的植物中，所用的多個(gè)選擇標(biāo)記也是堆疊的，去除標(biāo)記基因?qū)⒂欣谠诙噍嗈D(zhuǎn)化中使用相同的標(biāo)記基因[49]。利用Multi-Auto-Transformation（MAT）載體系統(tǒng)，可培育無(wú)標(biāo)記轉(zhuǎn)基因植株，該系統(tǒng)包括正向選擇、使用ipt 或rol 基因、通過(guò)位點(diǎn)特異性重組和DNA 去除系統(tǒng)，生成形態(tài)上正常的無(wú)標(biāo)記轉(zhuǎn)基因植物。有學(xué)者以長(zhǎng)壽花為試驗(yàn)材料，利用MAT 載體系統(tǒng)，培育出形態(tài)正常的無(wú)標(biāo)記轉(zhuǎn)基因長(zhǎng)壽花植株[50-51]。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，長(zhǎng)壽花在花卉市場(chǎng)占據(jù)重要地位，具有良好的發(fā)展前景，但國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的高品質(zhì)長(zhǎng)壽花大多依賴(lài)荷蘭進(jìn)口，且目前長(zhǎng)壽花的分類(lèi)、命名比較混亂，品種繁多，對(duì)品種還未作出系統(tǒng)的研究總結(jié)。針對(duì)長(zhǎng)壽花的栽培與繁殖技術(shù)的研究主要集中于國(guó)內(nèi)，而育種技術(shù)則主要集中于國(guó)外。我國(guó)對(duì)長(zhǎng)壽花的研究存在盲目跟風(fēng)、追求研究熱點(diǎn)的問(wèn)題，導(dǎo)致研究集中于栽培、繁殖技術(shù)方面，出現(xiàn)了相似、重復(fù)研究，研究創(chuàng)新性較差，尚未發(fā)現(xiàn)有長(zhǎng)壽花育種相關(guān)報(bào)道。相較于國(guó)內(nèi)，國(guó)外研究領(lǐng)域更廣，也更為全面，研究?jī)?nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，善于利用現(xiàn)代先進(jìn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育長(zhǎng)壽花新品種，本研究列出了國(guó)外對(duì)長(zhǎng)壽花研究的幾個(gè)方面，可為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)壽花相關(guān)研究提供參考與思路。創(chuàng)新林木花卉種質(zhì)資源，推廣應(yīng)用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的花卉優(yōu)良品種，對(duì)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)具有重要作用，也能助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[8]。因此，在這一背景下，應(yīng)系統(tǒng)性研究長(zhǎng)壽花，使用先進(jìn)的分子育種等手段培育出優(yōu)質(zhì)的新品種，從而掌握優(yōu)質(zhì)品種權(quán)。