海南週刊丨中國熱科院熱帶花卉研究團隊:天涯綻放 中國花芯

《海南日報》(2023年12月4日B02/B15版)《海南日報》(2023年12月4日B02/B15版)

中國熱科院熱帶花卉研究團隊:

天涯綻放 中國花芯

海南日報記者邱江華

做科研,是一種什麼樣的體驗?也許有人認為,單調、枯燥乏味。與花打交道,是一種什麼樣的體驗?相信大多數人會聯想到「美麗」「浪漫」等詞彙。

中國熱科院選育的蘭花新品種。海南日報記者 陳元才 攝中國熱科院選育的蘭花新品種。海南日報記者 陳元才 攝

一邊是重覆再重覆的科學實驗,一邊是芬芳馥鬱的鮮花;一邊是高大上的專業知識,一邊是令人愉悅的感官享受……在理性和感性之間切換,是花卉研究人員的日常工作狀態。近日,海南日報記者走近中國熱帶農業科學院(以下簡稱中國熱科院)熱帶花卉研究團隊,傾聽他們與花的故事。

中國熱科院選育的朱頂紅新品種。海南日報記者 陳元才 攝中國熱科院選育的朱頂紅新品種。海南日報記者 陳元才 攝

攻克三角梅雜交不育難題

培育自主知識產權花卉新種

進入12月初,北方多地已是白茫茫一片,而海南島依舊充滿暖意,色彩斑斕。此時走進位於海南省儋州市的中國熱科院熱帶花卉種質資源圃,能感受到強烈的視覺衝擊——

上萬朵花熱烈綻放,紅的、綠的、白的、黃的蘭花宛若蝴蝶停留在枝頭,楚楚動人;在陽光的照射下,火紅的紅掌散發著蠟質光澤;色彩各異的睡蓮挺立於水池中,如同淩波仙子……

這裏儼然是一個花的王國。看著眼前的盛景,中國熱科院熱帶花卉研究中心主任楊光穗的心情也格外好,她告訴記者,目前資源圃保存了7000多份花卉種質資源,包括2200多個品種。

人們賞花,往往只看到鮮花美麗的外表,很少去追問花的來源,但對於楊光穗等從事花卉研究的科研人員來說,培育出具有自主知識產權的花卉品種,是他們孜孜追求的夢想。

「品種對於花卉產業的重要性,就好比芯片對於手機行業,掌握核心科技方能在整個產業鏈中把握主導權。」楊光穗介紹,中國花卉產業發展的起步期,我國幾乎沒有一種花卉建立了完善的育種系統。

「從國外引種存在價格高、種子不適應本地環境、產量波動大等問題。」楊光穗說,為打破國外企業對花卉種苗市場的壟斷,從2011年起,該團隊開展大規模育種工作。

資源圃里,朵朵三角梅婀娜多姿、嬌豔似火。作為海南「省花」,三角梅可謂人盡皆知。不過,許多人不知道的是,三角梅的原產地並非中國。早期國內園林界對三角梅有一個共識,那就是它只有在原產地才具備形成種子的能力。

「也就是說,那時三角梅在國內基本上是‘不孕不育’的。」楊光穗解釋道,正因如此,以前國內培育三角梅多是通過壓條、嫁接、扡插等無性繁殖手段。

三角梅在國內真的不能結籽繁育嗎?科研人員偏偏要打破這一「鐵律」。

這些年,中國熱科院熱帶花卉研究團隊在保存三角梅種質資源600餘份近420個品種的基礎上,完成三角梅全基因測序工作,並對其結實規律進行深入研究,最終篩選出16個花色豔麗、花型優美、開花性強、抗性強的優異資源,攻克了三角梅雜交不育這一難題。

目前,該團隊生產的三角梅種苗,不僅供應海南市場,還推廣至全國多個省份,裝點了一座又一座城市。

海南蝴蝶蘭。黃明忠 攝海南蝴蝶蘭。黃明忠 攝

每年至少播下10萬顆花種

「萬里挑一」只為育好一朵花

除了三角梅,近年來,中國熱科院熱帶花卉研究團隊還成功培育出石斛蘭、紅掌、朱槿、睡蓮等花卉新品種。

11月初,中國熱科院在海口舉辦熱帶花卉新品種推介會,100餘個花卉新品種集中亮相。因規模大、品種多,這次推介會也被業界稱為「海南花卉種業創新道路上的里程碑」。

「紅掌不僅有紅色,還有白色、綠色、棕色、粉色……不僅好看、花期長,可以成為優質的鮮切花,還有淨化空氣、濕潤環境的功能。」在推介會現場,中國熱科院熱帶花卉研究中心副主任牛俊海熱情介紹起了他們培育的紅掌新品種。

從2011年加入團隊起,牛俊海一直牽頭負責紅掌新品種選育工作。「優質紅掌鮮切花是市場上的緊俏貨,國內一年的消費量大約2000萬枝。不過以前,國內紅掌鮮切花優質種質資源一直被國外壟斷。」牛俊海回憶說。

而且,紅掌還是一種比較「嬌氣」的植物,它喜歡恒溫、恒濕的生長環境,遇高溫容易出現褪色的現象。因此,紅掌大多種在塑料大棚里,夏季需持續用水簾和風機保持棚內溫度,生產成本較高。

能不能培育出耐高溫的紅掌品種?朝著這個目標,牛俊海團隊歷經資源收集、鑒定評價、雜交選育、繁殖篩選、中試試驗等多個環節,克服重重困難,最終選育出了「夏焰」這一紅掌新品種。

用「萬里挑一」來形容選育新品種,一點都不為過。科研人員要從上萬棵植株中選出合適的進行雜交,而一次授粉就能結出上萬顆種子,它們的性狀表達千變萬化。往往要通過幾代選育,才能找到性狀穩定的品種。而不知不覺間,幾年時間已過。

牛俊海說,他們每年至少要進行雜交組合300對、播下10萬顆種子,從而得到幾十株候選株系,再進入下一步的測試環節……如此操作重覆多次,只為等待一朵令人滿意的花。

「常規的紅掌是二倍體,而‘夏焰’是多倍體,這意味著它抗性更強,開花量大,且遇高溫天氣不褪色。」牛俊海自豪地介紹,「夏焰」甫一推出,就形成了良好的市場反響,它也是海南首個實現轉讓轉化的自主培育花卉品種。

隨著社會發展,花卉品種需要適應不斷變化的市場需求與標準。中國熱科院熱帶花卉研究團隊每年都會「走出去」,開展市場調研,摸清市場風向。

「越來越多的家庭喜歡用花點綴生活。」中國熱科院熱帶花卉研究團隊熱帶蘭課題組負責人陸順教在調研中得到啟發,決定選育一種小型案頭盆栽蘭花,讓蘭花更廣泛地走進尋常百姓家。

經過團隊的一番努力,一種名為「熱科迷你」小型蘭花問世。花如其名,這種蘭花十分小巧,植株高不超過25釐米,花瓣呈紫紅色。它的分芽能力特別強,一株即是一盆,花開繁茂之景如蝴蝶滿枝,令人賞心悅目。

橙黃玉鳳花。海南日報記者 李天秤 攝橙黃玉鳳花。海南日報記者 李天秤 攝

育花人詮釋「愛蓮說」

像對孩子一樣照顧花

是育花之人,更是愛花之人。「幹我們這一行的,大多對花情有獨鍾。」陸順教感慨道。

在儋州市寶島新村,從花卉實驗室到資源圃,有一條長約2公里的林蔭小路。不出差的時候,陸順教每天至少會騎著電動車經過4次。只要哪天沒看到花,他就會覺得心裡空落落的。

「昨天這個棚里結了不少花苞,看看今天有沒有新發現,瞧,白色的那一株,即將開放了!」一走進花棚,陸順教就興奮起來,眼前的一株株蘭花,每株都有自己的編號。

「每一株都是我們親手雜交的,編號就是它們的‘身份證’。」在陸順教眼裡,這些花就如自己的孩子,每一株只要開出花苞,無論顏色、花型、大小,都是獨一無二的,都展現著讓人驚豔的生命力。所以,每一株花都值得細心嗬護。

在大棚里工作看似免受雨打風吹之苦,可到了夏季,大棚里氣溫直逼40℃,有時甚至高達45℃,人一進去,彷彿走進了蒸籠,又悶又熱。就是在這樣的環境中,陸順教一待就是大半天,走出大棚時,身上的衣服早已被汗水浸透。

中國熱科院熱帶花卉研究中心團隊在觀察蓮花長勢。海南日報記者 陳元才 攝中國熱科院熱帶花卉研究中心團隊在觀察蓮花長勢。海南日報記者 陳元才 攝

育種的辛苦,對團隊其他成員來說,也是如此。今年剛退休的黃素榮,用了半輩子光陰生動詮釋「愛蓮說」。

作為睡蓮育種研究工作者,水池和泥潭,是黃素榮經常待的地方。資源圃里的水池深約70釐米,走進去,水浸到大腿的位置。由於睡蓮盛花期在早上十點之前,這就要求授粉人員天一亮就必須到位。這樣的工作環境和要求,對女性的體力和精力考驗很大。

但黃素榮從未缺席。「給睡蓮授粉,精細程度好似在做手術!」她說,只有自己親自做,才知道授粉情況如何,才能放心。這種幹一小時就能讓人累到「躺平」的活,每年她要連續幹上五六個月。

而追光逐月的育種實驗,如同大海撈針,有著太多不確定性,往往付出了萬倍努力,成功的可能卻只有萬分之一,甚至一無所獲。

「遺傳育種工作,從來就是付出多、回報少。」楊光穗說,「雜交育種就像是一個神奇的化學實驗。不確定性正是它讓人著迷的地方,我們永遠對新的可能充滿期待」。

從一次次失敗中汲取經驗,隨著對每個品種的生物學特徵和品種之間的親和性規律越摸越清楚,雜交育種的效率和成功率也有所提升。近三年來,中國熱科院熱帶花卉研究團隊累計申報了25個蘭花新品種,這是一個相當不錯的成績。

「說不累,是假的。」育花近30年,楊光穗說,「但每當鮮花盛開的時候,目之所及都是各種花卉,我們覺得一切付出都值了。」

細拾雨林花趣

海南日報記者曾毓慧

雨林是世界上生物多樣性最豐富的區域之一,也是名副其實的「花的王國」。在海南熱帶雨林中,分佈著許多形態各異、天賦異稟的野生花卉。它們有的美麗大方,有的嬌小可人,有的附生於樹上,有的盛開於溪流邊。在不同的生境中,它們默默積蓄能量,憑藉奇妙的適應性、頑強的生命力存活下來,並孕育出雨林的萬千氣象。

常山花。蘇曉傑 攝常山花。蘇曉傑 攝

蘭科植物是生態環境的指示性物種。海南熱帶雨林蘭花種類很多,其中有端莊華貴的品種,如美花蘭、淩氏石豆蘭等,也有長相奇特的品種,如海南開唇蘭、海南蝴蝶蘭、海南鶴頂蘭等。

美花蘭稱得上是海南蘭花界的「顏值擔當」,它花形舒展,每朵寬6釐米到7釐米,花色以白色為底色,漸變至粉色、紫色,常生長在海拔較高的懸崖峭壁上,亭亭玉立,十分漂亮。因花大、色美,美花蘭還是現代蘭屬重要的雜交親本,育種價值很高。花如其名,海南蝴蝶蘭花色清麗,其萼片、花瓣等排列有序,遠觀如一隻隻翩翩飛舞的蝴蝶;海南鶴頂蘭的花瓣為倒卵狀披針形,先端漸尖並呈鉤狀,有點像白鶴的頭部;蘭科玉鳳花屬植物橙黃玉鳳花的唇瓣呈橙紅色或黃色,形似飛機,也像飛行中的大鳥,因而得「玉鳳」之名。此外,夾竹桃科的狗牙花屬植物,因花瓣邊緣不規則、不平整,狀若狗牙而得名;蒟蒻薯科的箭根薯的花朵,因長長的細絲狀小苞片從花序上垂落,與老虎的鬍鬚「撞臉」,被人稱為「老虎鬚」。

雨林花卉不僅外形奇特,它們還進化出了許多奇特的生存本領。我們常說「花枝招展」,從字面來理解,花一般開在枝條或枝頭上,但在海南熱帶雨林一些樹齡較大的榕樹上,我們有時能看到一簇簇花開在粗壯的樹幹或大枝丫上,甚至樹幹基部,這種景觀被稱為「老莖生花」。

「從進化論的觀點來看,植物應該在最容易引誘和方便昆蟲傳粉的位置開花。」海南大學熱帶農林學院「天涯芳草」課題組科研助理陳枳衡介紹,在熱帶雨林里,植物在距離地面較近的「老莖」(樹幹)上長出花朵,可避開與林冠層的競爭,這是它們為繁衍進化出的一種策略。

再比如,多生長在海拔1000米及以上區域的華石斛,其花雖然美麗,但無法給傳粉者提供「回報物」,很難吸引蜂、蝶傳粉。為此,「聰明」的華石斛釋放出一種類似蜜蜂報警信息素的物質,聞到這種物質的氣味,以蜜蜂為食的黑盾胡蜂一頭鑽進華石斛花的唇瓣里,當找不到蜜蜂的身影,意識到中了「美人計」,它會憤然飛離。但此時,黑盾胡蜂身上已沾上了花粉,當它鑽進另一朵華石斛花時,就能完成傳粉。

花的各式裝扮和「算計」,不是為了取悅人類,而是為了更好地繁衍生息。當我們走進雨林,看見千姿百態的花,梳理探究它們的特徵和個性,便對大自然有了更深的認識。

值班主任:李國棟

值班總監:黃敏

內容審核:林葉

責任編輯:李美琴