兰花遗传育种

兰花,兰花，别名兰草，兰科兰属，为多年生附生、地生或腐生草本植物，主要产于热带地区。花语：淡泊、高雅，美好、高洁、贤德,一、种质资源,兰科植物约1000属,近2万个种,人工杂交种更在4万个以上,在全球广为分布与种植,我国有166属1019种。中国是兰科植物分布中心之一,且以地生兰为主，海南、广东、福建、云南、江西、青藏高原、秦岭地区等地方都分布着极其丰富的兰花种质资源。,在1996年8月颁布的中国植物红皮书将整个兰科植物列入保护植物，但实际保护工作中保护力度不够,特别是对于濒危的一级保护兰花种类如无喙兰、鹤望兰、血叶兰等。我国已将兰科植物的保护列入国家林业生态保护建设六项重点工程之一,国内也相继开展了传粉生物学、繁殖生物学等与野生兰科植物保护、保育相关的研究工作。保护和利用我国的野生兰科植物，并拥有和选育新的种源，才能在世界各国兰花业竞争日益激烈的今天占有一席之地。,无喙兰,鹤望兰,血见兰,鹅毛玉凤花,濒危一级保护兰花,二、兰花育种,引种驯化育种杂交育种诱变育种基因工程育种,引种驯化育种,我国兰花资源中一些野生种具有很高的观赏价值，是最适宜引种驯化的种类。目前我国栽培的国兰品种绝大多数都是由野生种类引种驯化而来。应重点选择观赏价值高的野生种引种驯化，首先引种到与原产地生态条件相近的地区栽培驯化，然后再引种到其他地区用人工设施创造与兰花要求相近的环境进行栽培。引种驯化所得的新品种靠传统的分株方法进行繁殖，其产生商品效应的时间长，不能满足市场发展的需求。因此，寻找有效的良种繁育方法势在必行。在野生兰花资源不断遭到破坏，资源逐步枯竭的情况下，采用引种驯化的育种方法几率会逐渐减小，但其基础作用永远不会被抹灭。,杂交育种,长期以来，兰花的育种以自然选种为主，自种子无菌萌发成功后，开展了兰花品种间、种间及属间的杂交育种。选育新品种在附生兰的品种改良上已获得了巨大成功。据有关记载，人工杂种兰花约在4万种以上，而且还以每年1000种以上的速度增加。仅远缘杂交就已育成由7个属杂交产生的集体杂种。利用杂交育种，可创造出新的株型、花色、花型、花序排列及分叉性、花朵寿命（切花及盆花）、增強香气、抗病虫性等。,1.育种目标,育种目标是指要选育的新品种应该具有什么样的性状。它是新品种选育工作的首要环节，是选配杂交亲本和选择杂交方式的主要根据。因此，育种目标是否可行直接关系到杂交育种工作的成败。兰花的香味，花色、花型、株型、叶部性状、抗性等都是重要的育种目标。同时，兰花育种的目标也应根据市场需求而,2.亲本选配,亲本选配是兰花杂交育种最重要的环节之一。亲本选配一般应遵循以下原则：（l）选配的亲本应具有育种目标所需要的优良性状，且遗传传递力强。（2）杂交双亲在地理上较远，在生态类型上有所不同。（3）选配的亲本遗传传递力要强。（4）选择亲本一般配合力要高。,在兰花亲本选配过程中，除了要遵循上述原则外，还应注意以下几点：（l）选择种子易于萌发的品种作亲本，对那些种子萌发比较困难的兰花（如拖鞋兰），尤其需要注意。（2）亲本应落实到具体的品种，而不是集体杂种。（3）选择可育的兰花作亲本。（4）避免选用第一次开花的兰株作亲本。,诱变育种,物理诱变和化学诱变方法已广泛应用于兰花育种。辐射诱变结合组织培养，能加速花卉新品种的育成与变异性的稳定。徐卫辉等认为，在适当剂量的紫外光照射下，细胞无丝分裂染色体不出现复杂变化，也不发生纺锤体的聚合和解聚等过程。无丝分裂直接造成培养细胞的核物质部分减少，并使同一个体不同细胞间的倍性出现差异，从而导致非整倍体的产生。较高剂量的紫外光照射则可导致细胞核变形、皱缩，线粒体液泡化。在高浓度的激素作用下，万代兰属花色发生变异，蕙兰属花瓣变厚，蝴蝶兰属整个植株发生变异。x射线能诱导大多数兰花花色向红色变异。,太空诱变育种,经“第21颗返回式科学与技术试验卫星”搭载的蝴蝶兰材料目前在叶型上已有变异发生，产生波浪状的边缘。,经“神州六号”搭载的秋石斛经过精心培养，已开始开花，部分植株开花期提前3-4个月，抗逆性增强。,太空秋石斛,基因工程育种,兰科植物对根癌农杆菌或发根农杆菌不敏感，缺乏合适的载体，基因工程起步较晚，进展缓慢。研究人员从一种石斛兰分离出了色素合成基因，且得以高效表达，并用电子枪轰击法将克隆的蕙兰花叶病毒外壳蛋白基因导入兰花的原球茎和愈伤组织，得到较高的转化表达，给兰花基因工程带来了转机，取得了不少进展。,对于传统遗传改良难以达成的，特別是杂交育种有性世代长，而且許多杂交组合具有不亲和性或杂交障碍的兰花，利用农杆菌或基因枪媒介，结合传统的杂交育种及生物技术，可以進行基因工程育种。以农杆菌转殖和其他DNA直接导入，如PEG、电穿孔、基因枪、微注射等转殖方法可以产生转殖植株。由兰花种子发芽而來的原球体，或由茎顶或叶片诱导而來的拟原球体是最容易取得且可以再生植株的材料。有許多文献已报道能成功转殖蝴蝶兰（Phalaenopsis）、文心兰（Oncidium）、蕙兰（Cymbidium）和石斛兰（Dendrobium），然而筛选和再生所需时间长，且转殖植株的再生率低，都是阻碍這些兰花转殖效率的原因。,三、新品种的繁育、推广,新品种的繁育和推广是兰花育种的最终目的和重要环节之一。新品种只有经过大量繁殖并推向市场，其观赏价值和经济价值才能得到认可和体现。目前新品种繁育的方法主要有两种，一是分株繁殖，二是利用组织培养，进行快速繁殖,1.分株繁殖,分株繁殖又称分盆，即分割丛生的假磷茎，独立栽培，以达到良种繁育的目的。分株繁殖速度慢，但该方法简单、易行、可靠，能够保持新品种的优良种性，且分株后的兰株生长快，因此分株繁殖是兰花良种繁育的最常用的方法。国兰新品种繁育目前仍以分株繁殖为主,2.组织培养,组培手段国兰新品种快速繁殖的重要方法。和分株繁殖相比，该方法具有：（l）速度快（2）不受时间、季节限制，可以周年进行（3）兰花快繁结合脱毒技术可以进行兰花脱毒苗生产，提高种苗质量（4）节省地方、节余劳力（5）生产出的兰花试管苗干净，不带病虫害，有利于国际间进行贸易和交流等优点。但用组培方法进行兰花快繁也有不足之处：（1）需要较大的投人和较高的技术（2）生产出的兰花试管苗需较长的时间才开花（3）兰花快繁过程中会产生一些无性系变异，不利于品种种性的保持。,四、小结,我国兰花资源十分丰富，利用优异资源培育优良品种将是今后兰花育种的一个重要取向。而以组织培养为主要手段，开展兰花的多途径综合育种，尤其是开展种属间杂交结合染色体加倍而形成的异源四倍体(即双二倍体)具有广阔的前景。利用分子生物技术建立兰花的分