林木常規(guī)育種技術(shù)對(duì)園林綠化花卉資源的保育與應(yīng)用

韓 陽(yáng)，何利賢

（滄州市市政公用事業(yè)服務(wù)中心/ 滄州市園林綠化服務(wù)中心，河北 滄州 061000）

我國(guó)幅員遼闊、地大物博，擁有著非常豐富的自然資源，優(yōu)渥的自然環(huán)境為我國(guó)動(dòng)植物的生存和發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，孕育出了多種多樣的動(dòng)植物品種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的植物資源幾乎涵蓋了北半球所有的主要森林植被品種。但在如此得天獨(dú)厚的地理環(huán)境和生態(tài)優(yōu)勢(shì)下，我國(guó)的林業(yè)基礎(chǔ)并不理想。2004 年，森林覆蓋面積為1.3 億hm2，木材蓄積量為90 億m3，僅占世界森林總面積的3%～4%，全國(guó)森林覆蓋率約為16%，人均森林面積僅為0.11 hm2，總蓄積量為8.6 億m3，分別為世界平均水平的11.7%和12.6%，并且我國(guó)的林木分布非常不均衡，東北地區(qū)和西南地區(qū)的森林面積超過(guò)我國(guó)森林總面積的1/2，其僅占我國(guó)土地面積的1/5，而在我國(guó)西北地區(qū)森林面積僅占國(guó)土總面積的2.55%，其占我國(guó)土地面積的1/3[1]。在中華人民共和國(guó)成立后，國(guó)家人口迅速增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)迅速發(fā)展，森林資源被過(guò)度開(kāi)采利用，破壞了我國(guó)現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性，再加上洪水等自然災(zāi)害，我國(guó)林木資源的數(shù)量和質(zhì)量都急劇下降，水土流失和荒漠化的現(xiàn)狀愈來(lái)愈嚴(yán)重。

面對(duì)如此嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家和政府已關(guān)注到森林保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的重要性[2]。要想推進(jìn)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程，其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)便是植樹(shù)造林和城市綠化，因此必須重視林木育種技術(shù)和園林綠化花卉的培育事業(yè)。

1 園林綠化的意義

當(dāng)前許多城市和社區(qū)都在努力貫徹落實(shí)“綠色繁榮”生態(tài)文化[3]，以美麗的環(huán)境吸引投資者和旅行者，以達(dá)到繁榮經(jīng)濟(jì)的目的。許多有遠(yuǎn)見(jiàn)的建筑商和開(kāi)發(fā)商也進(jìn)行了“綠色生活”的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，他們有意識(shí)地投入土地和資金進(jìn)行綠化建設(shè)，以吸引更多的消費(fèi)者。城市綠化是環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)，是城市最活躍的有形資產(chǎn)。從宏觀的角度來(lái)說(shuō)，城市綠化是保護(hù)環(huán)境、防止污染和維護(hù)生態(tài)平衡的關(guān)鍵措施，對(duì)于城市的良性發(fā)展具有重要影響。

公路柏油路會(huì)種植易修剪、筆直、抗性好的樹(shù)木，比如楊樹(shù)、銀杏、懸鈴木等；公園、道路間會(huì)種植具有觀賞性的苗木，比如松樹(shù)、柏樹(shù)、花灌木、月季、杜鵑等，不僅能展現(xiàn)出園林的美麗姿態(tài)，還能凈化空氣；河流兩側(cè)會(huì)種植耐水濕的柳樹(shù)，以及具有防風(fēng)固土功能的草坪，可以很好地保護(hù)河道環(huán)境；在辦公樓、住宅樓附近的區(qū)域會(huì)種植味道清新香甜的苗木，比如荷花、木棉花、茉莉等，艷麗的花朵可以使人們身心愉悅、緩解身心疲憊。

因此，良好的城市綠化為人們的娛樂(lè)、休息、文化、科學(xué)教育提供了重要場(chǎng)所，對(duì)美化城市、提高教育水平、營(yíng)造時(shí)尚氛圍起到了積極的作用。應(yīng)促進(jìn)人與自然的協(xié)調(diào)與和諧，讓人們?cè)趦?yōu)美的環(huán)境中工作和生活，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，正確處理人口、資源和環(huán)境的關(guān)系，改善和美化生態(tài)生活環(huán)境，完善公共設(shè)施和社會(huì)福利設(shè)施，使人們擁有健康生產(chǎn)生活方式和良好的生態(tài)環(huán)境，這是可持續(xù)發(fā)展的任務(wù)要求，也是城市綠化工作的原則。要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)，必須在城市中建立完善的綠化生態(tài)系統(tǒng)[4]。

2 我國(guó)園林花卉培育現(xiàn)狀

城市綠化的要求并不是單單種植一種苗木就能滿足的，并且不同種類的花卉都有各自的生長(zhǎng)習(xí)性，其對(duì)生長(zhǎng)溫濕度、氣候等多種自然條件都有不同的要求，而且不同城市擁有的地域條件和自然氣候不盡相同，現(xiàn)有的花卉品種和苗木種類很難滿足人們?cè)诓煌貐^(qū)、不同情況下的綠化需求，需要抗性高、形態(tài)美、種類新的綠化苗木品種以滿足不同情境的需要，而我國(guó)的綠化花卉育種工作起步較晚，在培育技術(shù)方面與先進(jìn)國(guó)家相比有著較大差距。在花卉新品種培育方法上，我國(guó)沿用的是由袁隆平教授發(fā)明的種植嫁接水稻方法沿襲而來(lái)的傳統(tǒng)人工育種方式，多使用人工嫁接的方式培育花卉新品種，出口的花卉產(chǎn)品多為我國(guó)傳統(tǒng)的名花，缺乏新品種。首先，花卉栽培設(shè)施較差，花卉質(zhì)量參差不齊，同時(shí)花卉產(chǎn)量較低，不能很好地滿足人們的需求以及對(duì)花卉產(chǎn)品的出口需求。其次，我國(guó)花卉生產(chǎn)規(guī)模較小，目前尚未做到生產(chǎn)專業(yè)化，根據(jù)我國(guó)2016 年原農(nóng)業(yè)部公布的全國(guó)園林花卉業(yè)績(jī)數(shù)據(jù)可知，我國(guó)的園林花卉生產(chǎn)總面積已達(dá)1 億m2，約占世界花卉總生產(chǎn)面積的33%，已成為世界上園林花卉種植面積最大的國(guó)家，但我國(guó)花卉年出口總量?jī)H占全世界花卉出口總量的5%～8%?？梢?jiàn)，我國(guó)的花卉生產(chǎn)技術(shù)面臨著很大的難題，需要對(duì)其進(jìn)行專業(yè)化管理。再次，我國(guó)相關(guān)部門(mén)并未制定有關(guān)花卉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的法律法規(guī)，花卉培育規(guī)則模糊，從而造成了我國(guó)在出口花卉時(shí)遇到眾多難題的局面。最后，園林花卉工作人員應(yīng)提高產(chǎn)權(quán)意識(shí)，這是由于我國(guó)的花卉種植主體多是散戶花農(nóng)，他們中的大多數(shù)人并不懂得科學(xué)的培育技術(shù)，更遑論花卉品種保護(hù)意識(shí)，不利于綠化園林花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？偠灾覈?guó)的綠化花卉育種事業(yè)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家的花卉育種事業(yè)相比仍然存在一定的差距，我國(guó)綠化花卉資源的保育事業(yè)任重而道遠(yuǎn)[5]。

3 林木常規(guī)育種技術(shù)的內(nèi)容及應(yīng)用

3.1 引種馴化

植物的引種馴化是通過(guò)人工栽培、自然選擇和人工選擇，使野生植物、外來(lái)（外地或外國(guó)）植物能適應(yīng)本地的自然環(huán)境和栽種條件，成為生產(chǎn)或觀賞需要的本地植物。

相比于人工培育新品種的方法，植物引種馴化更加簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)有效，這種花卉培育方法也在實(shí)際工作中運(yùn)用已久，例如，有的學(xué)者進(jìn)行了花園玫瑰的引種研究，他們經(jīng)過(guò)收集篩選，在Hryshko 國(guó)家植物園內(nèi)引進(jìn)22 個(gè)傳統(tǒng)的花園玫瑰品種，在基輔的自然環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行培育，并觀察其生長(zhǎng)情況，從觀賞特性和經(jīng)濟(jì)性狀等方面評(píng)價(jià)其引種效果，并把這些品種的基因庫(kù)與全世界收藏的玫瑰進(jìn)行了比較，通過(guò)記錄冬季田間枝條的損傷程度來(lái)進(jìn)行抗寒性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，22 個(gè)花園玫瑰中有13 個(gè)品種具有極強(qiáng)的抗凍性，其他9 個(gè)表現(xiàn)出溫度敏感性，即不耐低溫。從而得出結(jié)論：“黎塞留紅衣主教”“博雷爾司令”“拉雷恩”“路易絲·德·奧迪爾”“普蘭蒂埃夫人”“少女腮紅”“瑪麗·鮑曼”“紅毛鼠”“波斯黃”“罌粟花”“紫羅蘭花”“雜色”等12 個(gè)品種的花園玫瑰有較大的引進(jìn)價(jià)值，非常適用美化當(dāng)?shù)丨h(huán)境。相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了類似的試驗(yàn)，其針對(duì)斯塔夫羅波爾高地的土壤氣候條件，對(duì)來(lái)自6 個(gè)花園群的29 個(gè)鐵線蓮品種進(jìn)行了引種研究，通過(guò)花朵的形狀、大小和顏色來(lái)評(píng)估其觀賞價(jià)值，再綜合花卉的生長(zhǎng)情況和經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行分析，最終選出了最具穩(wěn)定性和裝飾性的品種，從而得出結(jié)論：在塔夫羅波爾高地的土壤氣候條件下，Viticella、Jackmanii、Integrifolia 和Texensis 組的花期最長(zhǎng)，適合種植在當(dāng)?shù)氐膱@林和公園內(nèi)；Integrifolia 組的品種植株較矮，可用于裝飾低矮的物體；對(duì)于高度超過(guò)3 m結(jié)構(gòu)的垂直園藝，可種植Jackmanii、Lanuginosa、Patens、Viticella 等品種。這些引種馴化試驗(yàn)的開(kāi)展，為不同地區(qū)的花卉培育事業(yè)提供了科學(xué)建議，具有非常廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 種源試驗(yàn)

種源試驗(yàn)是林木育種的方法之一。通過(guò)種源試驗(yàn)可以研究各樹(shù)種的地理變異形式、變異大小、變異與生態(tài)環(huán)境及進(jìn)化因素的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，為不同地區(qū)確定造林用的適宜種源，或?yàn)橐欢ǖ赜蚍秶ㄈ缫粋€(gè)國(guó)家或一個(gè)樹(shù)種的分布區(qū)）確定種子區(qū)劃方案和用種規(guī)則。由于林木地理變異普遍存在，所以林分選擇和單株選擇有時(shí)也要在選擇種源的基礎(chǔ)上進(jìn)行。1745 年杜蒙所將不同來(lái)源的歐洲赤松種子在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了栽培，這次試驗(yàn)可看作種源試驗(yàn)的初次開(kāi)展。

隨著研究深度的不斷推進(jìn)，現(xiàn)在的種源試驗(yàn)設(shè)計(jì)更加科學(xué)與全面，相關(guān)學(xué)者對(duì)土耳其不同地域的杜鵑花種子進(jìn)行了統(tǒng)一培育，在（25±2）℃溫度、（70±2）%濕度的溫室條件下研究了從土耳其東北部的3個(gè)不同種源扎法諾斯（39°46′N(xiāo)，40°56′E，592 m）、馬卡（39°39′N(xiāo)，40°41′E，1 234 m）以及濟(jì)加納（39°24′N(xiāo)，40°39′E，1 744 m）可獲得坤甸杜鵑種子發(fā)芽率，并測(cè)定發(fā)芽后的幼苗大小和根莖長(zhǎng)度，最終得出以下結(jié)論，從馬卡（1 234 m）收集的種子的發(fā)芽率最高（發(fā)芽率為78.91%），這項(xiàng)研究的開(kāi)展為當(dāng)?shù)囟霹N花的培育和良種選拔工作提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，這樣一來(lái)種源試驗(yàn)被廣泛用于其他種類的花卉良種選拔工作中。

3.3 雜交育種

雜交育種是育種技術(shù)中較為常見(jiàn)的一種技術(shù)手段，雜交育種方式主要包括4 種，分別是有性雜交育種、回交育種、遠(yuǎn)緣雜交育種、優(yōu)勢(shì)雜交育種，不同情況會(huì)采取不同的育種方法，最為常用的是有性雜交育種。利用人工對(duì)各類植物進(jìn)行授粉，這樣可以保留每種植物的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)良品質(zhì)會(huì)體現(xiàn)在下一代植物，通過(guò)優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)來(lái)獲取純品種?？梢?jiàn)，此種育種技術(shù)可以培育出更多優(yōu)質(zhì)、高端的新品種，使植物種類更多樣。如“雜交水稻之父”袁隆平采用了有性雜交育種技術(shù)。香水月季這一品種是通過(guò)歐洲的薔薇和中國(guó)的月季運(yùn)用雜交技術(shù)而培育的，因花期長(zhǎng)、味道香甜、易養(yǎng)護(hù)，得到了人們的喜愛(ài)。另一種名為“金發(fā)”的品種，也是經(jīng)過(guò)有性雜交而來(lái)的。2013 年，全羅巴克道農(nóng)業(yè)研究所和推廣服務(wù)中心以紅色和橙色花瓣為母株的“Regato”和以黃色和橙色花瓣為父株的“Cherry Brandy”之間進(jìn)行了人工雜交，獲得了74 粒種子，培育了53 個(gè)幼苗個(gè)體。2014—2015 年期間通過(guò)對(duì)其特性評(píng)估，選擇了開(kāi)花均勻、香味濃郁、產(chǎn)量?jī)?yōu)異的“金發(fā)”品種，“金發(fā)”品種在2016—2017 年通過(guò)了特性試驗(yàn)、偏好評(píng)估和產(chǎn)量測(cè)試開(kāi)發(fā)?！敖鸢l(fā)”品種作為一個(gè)新的薔薇品種，具有橙色（O24C）和桃雙色（R36D）花瓣，花香濃郁，葉表面光澤度較好，花的形狀是不規(guī)則的圓形，具有許多傳統(tǒng)品種不具備的新性狀，因此“金發(fā)”能成功培育完全得益于雜交育種技術(shù)。

3.4 基因工程育種

基因工程育種技術(shù)是從根本出發(fā)，對(duì)樹(shù)木重新培育，培育出更優(yōu)質(zhì)的種子，以滿足人們更高的需求。具體來(lái)講，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的認(rèn)識(shí)提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)植物的要求越來(lái)越高，需要提取某些植物的基因，然后重新組合到目標(biāo)植物，將目標(biāo)植物培養(yǎng)成滿足人類要求的植物。

例如花卉栽培的一個(gè)重要方向是生產(chǎn)觀賞性植物品種，其中屬花色奇特的植株需求量最大。以前的傳統(tǒng)育種方法較難獲得全新的花卉品種，基因工程的發(fā)展為花卉新品種的培育工作開(kāi)辟了新的途徑，基因工程能提供另一種方法創(chuàng)造新的花卉品種，黃酮類花青素、甜菜堿和類胡蘿卜素是植物中的主要色素類型。

使用基因工程方法可以改變色素生物合成路徑，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)育種無(wú)法獲得的結(jié)果，其中最常用的方法是抑制基因表達(dá)以阻止色素合成，或者反方向消除阻礙色素合成的因素，具體操作方法是：將色素生物合成路徑中缺失的額外異源基因引入植物基因組。此外，還可使用CRISPR/Cas 技術(shù)對(duì)基因組進(jìn)行編輯來(lái)改變花朵的顏色。與傳統(tǒng)育種方法相比，基因工程技術(shù)可以克服許多植物的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，且基因育種擁有更高的指向性，可根據(jù)人們的實(shí)際需要定向培育所需品種，擁有更高的培育效率，但成本較高。隨著花草育種方法相關(guān)研究的推進(jìn)，基因工程技術(shù)也在不斷推進(jìn)發(fā)展，擁有較好的發(fā)展前景和應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市綠化是改善城市人居環(huán)境、提高人民生活質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要課題之一，也是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和低碳環(huán)境的重要組成部分，城市綠化質(zhì)量反映了城市的文明、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和形象。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展速度的加快，城市綠化發(fā)展迅速，各個(gè)城市都在積極探索和實(shí)踐適合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的城市綠化管理的新方法。

綠化花卉的培育是國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和綠色城市建設(shè)事業(yè)中不可或缺的一環(huán)，綠化花卉不僅能改善城市居住環(huán)境，還能改善國(guó)家自然生態(tài)，對(duì)人與自然的和諧共生意義重大。目前政府和人民均提高了對(duì)改善城市環(huán)境的重視程度，園林事業(yè)綠化花卉產(chǎn)業(yè)在此期間飛速發(fā)展，全國(guó)的綠化覆蓋率、綠地率和人均綠地占有率都穩(wěn)步增長(zhǎng)，但仍不能滿足人們對(duì)生態(tài)居住環(huán)境和生態(tài)城市建設(shè)的需求。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的綠化花卉事業(yè)仍有較大差距，要結(jié)合他國(guó)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，充分利用我國(guó)豐富的花卉種質(zhì)資源開(kāi)展培育工作，以促進(jìn)我國(guó)花卉業(yè)的快速發(fā)展。