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第578期:让科学家头疼的花,它高低得算一个

2021-12-02 |来源: 张凡| 【  

  “七十二变”是中国古典名著《西游记》中孙悟空的经典法术之一,拥有这个技能,就可以七十二般变化,各种样态尽在掌握之中。在现实生活中,我等凡人是不可能七十二变了,但默默不语的植物却能实现,比如秋日里的花卉主角——菊花,就拥有“七十二变”甚至千变万化的本领。 

菊花(平瓣类)(图片来源:张永宽)

  目前全世界菊花品种总数为30000个左右,我国现有3000多个菊花品种。品种变异之奇特、变异类型之多样、品种数量之众多是栽培植物之最。也就是说,同是菊花,你能欣赏到它几万种不同的长相,“变身术”对菊花而言可以说是小菜一碟儿! 

菊花(匙瓣类)(图片来源:张永宽)

  Part.1            

  此菊非彼菊?可别把它们弄混啦 

  在开始欣赏菊花的“变身术”前,我们先来认识一下菊花。 

  菊花(Chrysanthemum×morifolium)是我国十大传统名花之一,生在菊科(Compositae)这个大家族,位于菊属(Chrysanthemum)这个小家族。 

  中国是菊花的故乡,它主要起源于我国长江中游——湖北、安徽、河南等地,在我国有着3000年的文献记载历史,有着1600多年的人工栽培历史,是深受人民群众喜爱的花卉,也是秋季我国各地花展的主角。 

菊花(管瓣类)(图片来源:张永宽)(备注:文中菊花品种均来自武汉植物园菊花种质资源圃) 

菊花(桂瓣类)(图片来源:张永宽)

菊花(畸瓣类)(图片来源:张永宽)

  值得提醒的是,名字带菊的植物有很多,比如雏菊、波斯菊、大丽菊、万寿菊、瓜叶菊等,不过这些名字带“菊”的菊科植物,和原产我国的传统名花菊花并不相同。它们虽然都来自菊科这个大家族,但却属于不同的小家族,有着不一样的故乡。 

  比如,雏菊是雏菊属,原产欧洲;波斯菊、大丽菊、万寿菊分别是秋英属、大丽花属、万寿菊属,三者均原产墨西哥;瓜叶菊是瓜叶菊属,原产大西洋加那利群岛。总而言之,他们虽然同为菊科,名字中也都带有“菊”字,但绝不能等同。 

雏菊(图片来源:中国植物图像库) 

波斯菊(图片来源:中国植物图像库)

  Part.2               

    “七十二变”的菊花,祖先长啥样? 

  孙悟空的“七十二变”都是由其自身变化而来,那么品种如此之多、千变万化的菊花,它的祖先又是谁呢?在历史的长河中,菊花又是如何逐渐演变成今日的样貌呢? 

  别急,咱们来好好聊聊菊花的起源问题。 

  菊花较其它栽培植物最大的不同在于,许多栽培植物都能在野生种中找到相似种,而菊花与同属野生种之间差异极大,在自然界中找不到直接的野生种。由于长期的人工栽培和定向选择, 菊花进化速率大大快于自然条件下的进化,许多性状的变化已经明显区别于原始野生种,甚至有些“面目全非”。这一情况使得关于菊花起源的问题变得十分复杂,给世人留下了一个难解的千古谜团。 

  近几十年来,经过科学家不懈的努力,菊花起源问题虽尚无定论但已初步有了一些眉目。 

  原来,菊花的起源并不是来自某一个野生种,而是菊科菊属家族下面的不同物种。研究表明主要是毛华菊(Chrysanthemum vestitum)、野菊(Chrysanthemum indicum)、甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)等菊属植物。学界普遍认为菊花(Chrysanthemum×morifolium)是这些不同的野生种经天然种间杂交,再通过人工选育而成的“栽培杂种复合体”。 

毛华菊(图片来源:中国植物图像库)

野菊(图片来源:中国植物图像库)

  甘菊(图片来源:中国植物图像库)

  Part.3                    

  先天天赋加后天助力,成就菊花的千变万化 

  也就是说,菊花的老祖宗只是一些不起眼的野花,发展至今却拥有了如此之多的品种和变异类型,已然成为现代花卉育种的一大奇迹。菊花品种为何能够如此丰富呢? 

  小说中,孙悟空本身天赋异禀,又遇上厉害的师父指点,从而练就了七十二变的绝技。菊花也是如此,它千变万化的原因包括内因和外因两个方面,且听我慢慢道来。 

  首先,菊花自身具有很强的变异能力。

  菊花为天然异花授粉植物,这种天然杂交的特性,使得后代的每一个单株都带有不同的遗传组成,这也是菊花产生千差万别形态的主要原因。 

  此外,菊属植物种间不存在严格的生殖隔离,换言之不同物种之间比较容易发生种间杂交产生种间杂种,其活跃的进化过程一方面给菊花的起源研究带来困难,但同时正是这种丰富性为今天千姿百态的菊花品种奠定了遗传基础。 

  与此同时,栽培菊花也极易发生芽变(芽变:植物的芽或分枝中发生的体细胞突变),进一步丰富了菊花变异选择的来源。 

  在菊花自身特性的基础之上,人类也对菊花开展了有目的的选择和培育。 

  菊花丰富的变异得以保留下来要归功于勤劳智慧的中国人。自东晋陶渊明始,菊被作为观赏花卉植于庭院之中,此后人们对菊花精心栽培,在植菊的技术上不断积累经验。 

  唐代植菊技术不断提高,郭橐驼《种树书》中“黄白二菊各披去一边皮,用黄麻皮扎合,其花半黄白色”一句表明人们已掌握了菊的靠接技术。 

  到了宋代,出现了菊的专著即菊谱,范成大《菊谱》中认为“人力勤,土又膏沃,花亦为之屡变”,史正志《菊谱》中曰“余在三水植大白菊百余株,次年尽变为黄花”,这些记载描述了菊花产生自然变异的现象与环境条件有关,也表明人们已认识到将菊种于肥沃的土地并适时栽锄能促使其变异从而育出新品种。 

  明清时期,植菊水平得到进一步提高,菊的品种有了新的突破。清代菊花专著为我国历史上最多,以北京为中心,从宫廷府第至城乡民间,养菊、赏菊在京城蔚然成风,已初步形成一套菊花栽培理论和技术的完整体系。 

清代《丁莲峰先生菊谱》中描绘的菊花品种(图片来源:王子凡《中国古代菊花谱录的园艺学研究》)   

  综上所述,菊花的原始祖先虽然看着不太起眼儿,但是菊花家族天生拥有很强的变异能力,再经过园艺家及爱好者的长期精心培育,所以发展成为了世界上品种最丰富的栽培植物。 

  Part.4                     

  科技助力“变身”,菊花育种未来可期 

  目前,菊花已发展成为世界四大切花之一,在花卉产业中具有非常重要的地位。同时菊花是园林应用中的重要花卉,常用于盆栽、花坛以及地被栽植等,深受世界各地人民的喜爱。因此,不断筛选、培育具有优良独特性状的新品种,对菊花观赏价值和经济价值的提高有着很大作用。 

  随着科技的发展,现代育种技术的不断进步让菊花新品种的培育有了更多可能,比如尝试用基因工程技术培育出新颖的蓝色系菊花,成为了近年来科学家们育种的新目标之一。相信在科技的助力下,菊花的品种会不断与时俱进,菊花将继续出现新的精彩“变身”。 

  参考文献: 

  1、戴思兰,陈俊愉.中国菊属一些种的分支分类学研究[J].武汉植物学研究,1997,15(1):27-34. 

  2、戴思兰,陈俊愉,李文彬.菊花起源的RAPD分析[J].植物学报,1998,40(11):1053-1059. 

  3、唐岱,熊济华,王仕玉.切花菊育种问题探讨[J].云南农业大学学报,2001(01):46-49 

  4、戴思兰,王文奎,黄家平. 菊属系统学及菊花起源的研究进展[J].北京 林业大学学报,2002(24):230-234. 

  5、陈蕴鸾.我国古代菊的种植及其经济文化价值研究[D].南京农业大学,2008. 

  6、王子凡.中国古代菊花谱录的园艺学研究[D].北京林业大学,2010. 

  7、戴思兰.中国菊花的魅力[J]. 中国园林,2012(08):46-48 

  8、朱香珍.浅析菊花种植前景[J].现代园艺,2017,(06):20 

  9、罗宇婷.盆栽小菊遗传转化体系建立及蓝色基因的菊花转化[D].南京农业大学,2019. 

 
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