茶食兼用型菊花遺傳育種、栽培管理及產(chǎn)業(yè)開發(fā)研究

唐桂梅　李衛(wèi)東　肖曉玲　楊吉龍　劉洋　趙凡

摘要：茶食兼用型菊花廣泛應(yīng)用于茶飲、藥物、食品、景觀等領(lǐng)域，在促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效方面發(fā)揮著重要作用。為進(jìn)一步提高茶食兼用型菊花的產(chǎn)量和品質(zhì)，加強(qiáng)其內(nèi)在功效的研究，提升其生產(chǎn)加工效率，對茶食兼用型菊花的有效成分種類、藥理作用以及臨床應(yīng)用進(jìn)行了分析，探討了雜交育種、芽變選種、組織培養(yǎng)、誘變育種、分子育種等選育方法，闡述了茶食兼用型菊花的繁殖方法和大田栽培技術(shù)，對其產(chǎn)后加工及產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并在此基礎(chǔ)上提出了下一步工作建議，以期為茶食兼用型菊花產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：茶食兼用型菊花；育種；栽培；產(chǎn)業(yè)開發(fā)

中圖分類號：S682.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Study on Breeding， Cultivation Management and Industry Development of Chrysanthemum for Food and Tea

TANG Guimei1，2， LI Weidong1，2， XIAO Xiaoling1，2， YANG Jilong1，2， LIU Yang1，2， ZHAO Fan1，2*

（1Hunan Horticultural Research Institute， Changsha， Hunan 410125， China; 2Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha， Hunan 410125， China）

Abstract： Chrysanthemum for food and tea was widely used in tea， medicine， food， landscape and other fields， and played an important role in promoting the quality and efficiency of rural industries. In order to further improve the yield and quality of the chrysanthemum， strengthen the research on its internal efficacy， and improve its production and processing efficiency， this paper analyzed the effective components， pharmacological effects and clinical application of chrysanthemum for food and tea. The breeding methods such as cross breeding， bud mutation selection， tissue culture， mutagenesis breeding and molecular breeding were discussed. The propagation methods and field cultivation techniques of chrysanthemum for food and tea were expounded. The post-production processing and product development technology were systematically studied. On this basis， the future work suggestions were put forward in order to provide theoretical and technical support for the healthy development of chrysanthemum industry for food and tea.

Keywords： Chrysanthemum for food and tea; breeding; cultivation; industry development

菊花（Chrysanthemum morifolium）為菊科菊屬多年生草本花卉，是我國傳統(tǒng)十大名花之一，品種繁多，在我國栽培已有2000多年的歷史。菊花按照功能用途的不同，可分為不同的類型，如茶用菊、藥用菊、食用菊、觀賞菊等。顧名思義，茶食兼用型菊花兼具茶用和食用功能，具有特殊的用途、文化和傳統(tǒng)。據(jù)歷史記載，在我國唐代，人們就喜歡喝菊花茶，到明清時(shí)代，菊花飲品和菊花食品已走入普通民眾生活。近年來，隨著生活水平的提高，人們對健康、休閑、養(yǎng)生等的關(guān)注度不斷提高，茶食兼用型菊花的研究也日益受到關(guān)注。

1 茶食兼用型菊花有效成分及其功效

1.1 茶食兼用型菊花有效成分

茶食兼用型菊花的有效成分主要包括黃酮類化合物、揮發(fā)油成分、有機(jī)酸類、氨基酸、糖類、微量元素等（見表1）。同時(shí)，不同品種茶食兼用型菊花主要有效成分含量存在明顯差異，如滁菊氨基酸含量和必需氨基酸含量都較高，且含有一種含硫的非蛋白氨基酸——牛磺酸；亳菊微量元素Mg、Fe和Al含量較高，是其他品種的數(shù)倍[1]。

1.2 茶食兼用型菊花功效

近年來，研究者對茶食兼用型菊花的藥理作用和臨床應(yīng)用做了深入的研究，認(rèn)為菊花具有散風(fēng)熱、清肝、明目、降火之功效，對心血管有很好的保護(hù)作用，在對抗腫瘤、調(diào)血脂、護(hù)肝、抗菌消炎、抗衰老等方面均有較好療效[14-15]，如菊花所含黃酮類化合物對HIV病毒具有抑制效果，能有效防止血栓的形成[16]；所含的蒲公英烷型三萜醇類對人類腫瘤細(xì)胞的消除作用也非常明顯；菊花還含有具有抗炎功效的三萜類化合物，抗菌消炎效果顯著[17]；菊花中含有的水溶性多糖對人體的免疫系統(tǒng)具有積極作用，能促進(jìn)淋巴細(xì)胞免疫增殖功能提升，增加人體免疫調(diào)節(jié)能力[18]；菊花中所含揮發(fā)油成分能降低血壓，保護(hù)人體神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟，同時(shí)具有抗氧化、抗衰老、抗疲勞、止鎮(zhèn)痛的作用[19]。前人的這些研究成果為菊花資源選育及產(chǎn)品開發(fā)提供了方向和理論支撐。

2 茶食兼用型菊花育種

2.1 傳統(tǒng)育種研究

2.1.1 雜交育種

菊花栽培品種屬基因型較為復(fù)雜、雜交后代易分離的高度雜合異源多倍體。雖然自然授粉也是菊花獲得新品種的有效途徑之一，但自然授粉并不能按照育種目標(biāo)獲得新品種，存在一定的偶然性，而雜交育種可按育種目標(biāo)配置雜交組合，通過人工操作的方式獲得雜交新品種[20]。“中農(nóng)夏妝”彩色茶菊品種是由李勝蘭等以“中農(nóng)紅袖”和“粉翎”為親本，經(jīng)常規(guī)雜交選育而成[21]。郭子燕等利用茶用地被菊白色品種“TY51”“YY3”和多個(gè)優(yōu)良的黃色地被菊早花品種組合作為雜交親本，配置多個(gè)地被茶菊雜交品種組合，開展人工雜交，最終篩選出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的黃色茶用地被菊新品種材料“YZ18”[22]。馮曉燕等選育出了一系列早花高產(chǎn)茶藥兼用品系，以茶菊品種“七月白”“杭白菊”“滁菊”為親本，建立了茶菊親本材料綜合評價(jià)模型[23]。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)通過人工雜交選育出了“雪映霞光”“中農(nóng)杏芳”等茶賞兼用品種[24]。北京市農(nóng)林科學(xué)研究院通過雜交選育出茶食兼用型菊花品種“玉臺1號”“白玉1號”“粉黛1號”“金黃1號”“燕山白玉”“燕山金黃”等，大大促進(jìn)了茶食兼用型菊花的繁殖和產(chǎn)業(yè)推廣[25]。

2.1.2 芽變選種

在栽培過程中，由于性狀分離、環(huán)境改變等因素容易使菊花產(chǎn)生芽變，所以變異性狀可以通過扦插等無性繁殖方式獲得，在芽變發(fā)生時(shí)先觀察，待其變異性狀穩(wěn)定后即可形成新的菊花品系。目前已有多個(gè)優(yōu)良新品種通過芽變選種獲得。據(jù)報(bào)道，杭白菊1號、金菊2號是科研人員從早小洋菊的優(yōu)良芽變株系選育出的新品種；河北省林業(yè)和草原科學(xué)研究所在“白玉1號”的芽變株系中選育出茶藥食兼用新品種——“金冀1號”[26]。

2.1.3 組織培養(yǎng)

菊花組織培養(yǎng)主要是通過分離菊花的組織、器官、細(xì)胞、原生質(zhì)體等，在無菌條件下，將外植體接種在含有各種營養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，以獲得再生的菊花植株。菊花組織培養(yǎng)所用的外植體材料一般非常小，可結(jié)合使用誘變劑進(jìn)行處理，吸收也比較快，很容易得到均勻一致的誘變?nèi)后w[27]。通過組織培養(yǎng)，上海市園林科學(xué)研究所將“金背大紅”通過組培進(jìn)行了花色的分離，并獲得了成功；試驗(yàn)主要利用該品種上紅下黃的花瓣作為組培的材料，使花瓣的兩種花色產(chǎn)生分離，由此誕生了新的變種[28]。

2.1.4 誘變育種

菊花誘變育種主要有兩種，一種是輻射育種，另一種是航天育種。在進(jìn)行菊花輻射育種時(shí)，利用射線對菊花材料進(jìn)行照射誘發(fā)菊花遺傳性的改變，產(chǎn)生新的優(yōu)良品種。研究表明，以菊花愈傷組織誘變效果最好，其次為植株、腳芽、枝條。由于菊花輻射誘變具有隨機(jī)性、嵌合性等特點(diǎn)，因此，在菊花的輻射育種過程中，一般采用輻射育種與組培相結(jié)合的方法進(jìn)行操作，比如，對菊花材料的愈傷組織以及組培試管苗進(jìn)行輻射，可產(chǎn)生突變嵌合體分離[29]。航天育種即利用衛(wèi)星將菊花的種子送入太空，再通過返回式衛(wèi)星將種子送回地球，種子經(jīng)歷太空特殊的環(huán)境后產(chǎn)生誘變和變異。由于航天育種成本很高，目前利用率較低。另外，還有化學(xué)誘變育種和單倍體育種等方法。

2.2 分子育種研究

分子育種是在菊花育種中應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行分子層面的育種。隨著遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，菊花育種廣泛應(yīng)用了分子標(biāo)記和基因工程技術(shù)，并培育出一批菊花新品種，菊花的花型、花期、花色、株型及抗病蟲等性狀可通過基因工程技術(shù)進(jìn)行改變[30]。CHENG等[31]認(rèn)為過表達(dá)油菜素內(nèi)酯BR信號響應(yīng)基因CmBES1可能通過抑制下游CUC2、CYC4等器官邊界基因的表達(dá)增加舌狀花融合程度和舌狀花相對數(shù)量。HUANG等[32]將CmERF110和擬南芥自主途徑同源基因CmFLK蛋白互作模塊通過生物鐘共同參與秋菊花期調(diào)控。TANG等[33]發(fā)現(xiàn)CmMYB6的表觀遺傳甲基化修飾是決定菊花花色變異的重要原因。ZHAO等[34]通過與CmKNAT7互作拮抗調(diào)控木質(zhì)素的生物合成，推測CmHLB過表達(dá)轉(zhuǎn)基因可能影響莖稈性狀，使菊花植株變矮、莖桿增粗。WANG等[35]認(rèn)為，菊花核因子CmNF-YB8能改變?nèi)~片表皮氣孔狀態(tài)和角質(zhì)層厚度，通過調(diào)控絲/蘇氨酸蛋白激酶基因CmCIPK6和角質(zhì)生物合成調(diào)控因子CmSHN3，進(jìn)而影響菊花植株的抗旱性。通過利用CMWRKY15抑制ABA合成與信號路徑相關(guān)基因的表達(dá)。FAN等[36]研究了菊花黑斑病抗性調(diào)控機(jī)理。FAN等通過利用CmWRKY15抑制ABA合成與信號路徑相關(guān)基因的表達(dá)，從而調(diào)控菊花黑斑病發(fā)生，增加菊花抗性。LI等[37]使用CmWRKY48通過JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑調(diào)控菊花的抗蚜性。菊花分子標(biāo)記輔助育種是通過檢測到的分子標(biāo)記，達(dá)到選擇目標(biāo)性狀的育種技術(shù)，該技術(shù)主要利用了分子標(biāo)記與確定目標(biāo)性狀基因緊密連鎖的特點(diǎn)。分子標(biāo)記輔助育種的優(yōu)點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確，而且可以縮短育種周期，不會受到環(huán)境條件的干擾。SU等[38]基于高通量SNP標(biāo)記的GWAS分析發(fā)掘出6個(gè)耐澇性關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，開發(fā)出dCAPS功能標(biāo)記，與菊花耐澇性狀共分離。CHONG等[39]將GWAS分析檢測到的關(guān)聯(lián)SNP轉(zhuǎn)化成與花徑大小和開花時(shí)間相關(guān)的dCAPS標(biāo)記。但就目前來看，距離真正進(jìn)入育種應(yīng)用，菊花分子標(biāo)記輔助選擇育種研究尚有一定距離[40]。

3 茶食兼用型菊花栽培管理技術(shù)

3.1 繁殖技術(shù)

茶食兼用型菊花繁殖技術(shù)有播種、扦插、組培、分株、壓條等，其中，扦插繁殖和組培快繁是應(yīng)用較多的技術(shù)。王琪等[41]研究了金絲皇菊工廠化育苗技術(shù)，實(shí)驗(yàn)以細(xì)河沙為扦插基質(zhì)生產(chǎn)金絲皇菊苗，該育苗方法效率高、價(jià)格低廉，適合大部分地區(qū)進(jìn)行金絲皇菊規(guī)模化生產(chǎn)育苗。王茹華等[42]認(rèn)為珍珠巖是食用菊花扦插繁殖最適合的基質(zhì)，同時(shí)明確了菊花插穗長度、生根粉使用量等技術(shù)要求。崔樂源等[43]研究了金絲皇菊的組培快繁技術(shù)，以金絲皇菊當(dāng)年生莖段為外植體，進(jìn)行組培快繁研究，為金絲皇菊優(yōu)質(zhì)高效產(chǎn)業(yè)化栽培用苗生產(chǎn)以及種苗脫毒提供了技術(shù)支持。唐煥偉等[44]以珍珠巖為基質(zhì)，研究了食用菊花組培苗瓶外生根技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)的組培苗生根成活率達(dá)到了90%以上。

3.2 大田栽培

大田栽培技術(shù)主要包括田間管理、肥料配施、種植密度、輪作、病蟲害防治等技術(shù)。程群等[45]、李水祥等[46]、徐揚(yáng)等[47]闡述了茶用菊高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)，并對茶藥用菊種植密度進(jìn)行了研究。劉建廷等[48]闡述了婺源黃菊產(chǎn)量和品質(zhì)與施肥的關(guān)系，認(rèn)為在施用相同有機(jī)肥時(shí)，婺源黃菊單株產(chǎn)量出現(xiàn)了先增后減的現(xiàn)象，該現(xiàn)象是隨著氮素施用量的增加而產(chǎn)生的。肖新等[49]對滁菊輪作方式及施用生物有機(jī)肥的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)肥的合理輪作和增施，可以有效促進(jìn)滁菊生長，緩解連作障礙。唐煥偉等[50]、赫明濤等[51]對食用菊花的栽培模式和技術(shù)進(jìn)行了研究，從品種選擇、育苗模式、田間管理等多個(gè)方面入手，提出了菊花麥后種植、高產(chǎn)高效的技術(shù)方法。以黑斑病、霜霉病、白粉病和立枯病等病害為研究對象，伏建增等[52]、許雅潔[53]、張怡等[54]對茶食用菊的重要病害和蟲害的發(fā)生規(guī)律及防治技術(shù)進(jìn)行了分析，篩選出了毒性低、效果好的殺蟲劑。

4 茶食兼用型菊花加工技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)

4.1 加工技術(shù)

茶用菊花在采收后需要進(jìn)行干燥處理，以便保存和運(yùn)輸。烘干加工工藝對茶用菊花成品的品質(zhì)影響較大，目前，菊花主要采取自然烘干和熱風(fēng)烘干兩種烘干方式，采用“殺青+烘干”的方式進(jìn)行烘干[55]。饒軍等[56]對茶用菊花的原料選擇、工藝流程等加工操作技術(shù)進(jìn)行深入的研究，發(fā)現(xiàn)大部分茶菊品種最佳初始烘干溫度以45 ℃為宜，最高烘干溫度不高過60 ℃為宜，加工時(shí)間約為8 h。孫東宇等[57]、宋媛媛等[58]、梁俊宇等[59]圍繞杭白菊、金絲皇菊等茶食兼用型菊花，研發(fā)了新型殺青技術(shù)，驗(yàn)證了烘烤菊花的最佳時(shí)間和溫度，以及不同熱風(fēng)干燥模式下菊花干燥工藝的特性；科研人員認(rèn)為，恒溫干燥條件下金絲皇菊干燥時(shí)間縮短，但復(fù)水特性、結(jié)水能力及色澤等品質(zhì)變差；蒸汽熱燙預(yù)處理能提升干燥速率，預(yù)處理后再進(jìn)行干燥菊花色澤保持較好。曹瓊和穆兵[60]就食用菊花保鮮技術(shù)以及鮮食菊花保鮮效果進(jìn)行了探討，從不同包裝方式、不同濃度的苯甲酸鈉保鮮劑、不同濃度的抗壞血酸、不同濃度的氯化鈣等方面進(jìn)行了比較，總結(jié)了食用菊花保鮮工藝。

4.2 產(chǎn)品開發(fā)

隨著生活水平的提高，人們對養(yǎng)生、保健和食療等方面的關(guān)注不斷提升。菊花的傳統(tǒng)利用方法是以菊花采摘后直接烘干制作菊花茶，或直接作為烹飪原料食用，菊花產(chǎn)品的附加值較低。近年來，為了提高菊花的綜合利用價(jià)值，其相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)被陸續(xù)地開發(fā)出來，如菊花酒、菊花茶飲、菊花糕點(diǎn)、菊花精油、菊花化妝品等。通過將鮮枸杞、麥汁等與菊花浸提液一起發(fā)酵，可制成菊花發(fā)酵酒[61-62]；以菊花、天麻、羅漢果、茶葉等為原料，能制作具有降壓降脂、消炎止痛、清肝明目保健功效的復(fù)合飲品[63-64]。賈小麗等[65]在制作糕點(diǎn)時(shí)，在其中添加菊花腦，研制出了菊花腦糕點(diǎn)。楊希和葉明[66]用奶粉、菊花提取液和枸杞提取液，通過適當(dāng)?shù)墓に囍瞥删哂锌寡趸?、降血糖功效的菊花枸杞酸奶。楊志芬等[67]、吳彥等[68]運(yùn)用超聲提取技術(shù)，結(jié)合復(fù)凝聚法和噴霧冷凝法，用懷菊花做原料，制成精油微膠囊；并使用在化妝產(chǎn)品和洗浴產(chǎn)品上，使產(chǎn)品具有菊花特有的芳香，增香效果卓著；在化妝品的制作過程中加入適量的菊花萃取液精華，還可以增加其保健功效。高端等[69]研制出有防曬功效的化妝品，其主要利用山銀花和野菊花的萃取物作為主要原料。有團(tuán)隊(duì)研發(fā)出菊花唇膏，該唇膏是以團(tuán)隊(duì)自己培育的一款暗紅色菊花為原料，將色素和精油提煉出來加入其他材料研制而成[1]。除上述菊花類加工產(chǎn)品外，菊花還可以制作多種食用產(chǎn)品，如菊花鍋底、菊花汁內(nèi)酯豆腐、菊花紙型蔬菜、菊花粥、菊花果凍等。

5 問題與展望

茶食兼用型菊花不僅營養(yǎng)豐富，還具有保健作用，廣泛應(yīng)用于茶飲、藥物和食品等領(lǐng)域。近年來，對茶食兼用型菊花的研究不斷深入，但是也存在諸多不足，比如：對其功效成分的藥理作用機(jī)制研究不夠深入；新品種的培育較少；對連作障礙和抗逆性栽培技術(shù)研究不多；茶食賞兼用型菊花品種在園林景觀中的應(yīng)用研究缺乏；茶食兼用型菊花采后加工研究理論基礎(chǔ)尚顯不足、加工工藝有待進(jìn)一步優(yōu)化等。

未來茶食兼用型菊花的研究建議加強(qiáng)以下幾方面的工作：①在功效研究方面，加強(qiáng)茶食兼用型菊花化學(xué)成分分析以及藥理作用機(jī)制研究；②在新品種選育方面，首先進(jìn)行種質(zhì)資源保護(hù)與創(chuàng)新利用，其次建立科學(xué)高效的傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代生物技術(shù)育種相結(jié)合的育種新策略；③在栽培管理技術(shù)方面，進(jìn)一步優(yōu)化茶食兼用型菊花的栽培管理技術(shù)，提高茶食兼用型菊花的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)，加強(qiáng)茶食兼用型菊花抗逆性研究，探討茶食兼用型菊花在不同生態(tài)環(huán)境和氣候條件下的生態(tài)適應(yīng)性和栽培技術(shù)；④在采后加工及產(chǎn)品開發(fā)利用方面，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化茶食兼用型菊花的加工工藝，進(jìn)一步研究茶食兼用型菊花的各種加工產(chǎn)品，為更好地開發(fā)新型菊花產(chǎn)品提供思路。

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責(zé)任編輯：李菊馨

基金項(xiàng)目：湖南省林業(yè)生態(tài)保護(hù)修復(fù)及發(fā)展專項(xiàng)資金（花卉苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展）項(xiàng)目（湘財(cái)資環(huán)指〔2023〕5號）；湖南省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022NK2062，2021NK2008）；湖南省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資金項(xiàng)目（2022CX49）。

第一作者：唐桂梅（1979—），女，博士，高級工程師，研究方向?yàn)橛^賞園藝及城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究，Email：tgmm1010@qq.com。

*通信作者：趙凡（1993—），女，碩士，工程師，研究方向?yàn)閳@林植物應(yīng)用與園林設(shè)計(jì)研究。

收稿日期：2023-10-21