“京菊”花开！园林学院孙明教授团队培育“京林”系列菊花！
又是一年金秋时节，北京街头巷尾、公园广场随处可见绽放的秋菊。作为北京市花之一，菊花就像一张亮丽的“名片”，名声远扬。
当下，正有一批菊花新品种在育种基地里飘香绽放，它们有望成为北京城市景观花卉的主要品种之一。 北京林业大学三代养菊人潜心研究数十年，收集保存种质资源2000余份，为北京城市景观设计培育出一批“京”字号菊花。
海边“淘”来新菊种
在北林园林学院育种圃里，一株株橘红色菊花在枝头绽放，繁密而舒展的花瓣簇拥在一起，形成饱满的球形。它们有一个充满诗意的名字—— 京林暮晓，由该校 园林学院教授孙明团队专门为北京城市景观量身打造。“六月份种下一株小苗，现在已经长成这么大的花簇了！”孙明笑着比划：当初只有一根拇指长的小花苗，经过不到四个月的生长，冠幅已经长到了近1.5米。
京林暮晓
能够拥有如此茁壮的生命力，主要源于它的“海边菊花”基因。2012年，团队进行野外调查时，在山东烟台沿海发现了一种优良的菊属野生种质。“多数菊花茎干都是向上长的，这种菊花不同，植株紧密低矮，几乎完美地贴合在礁石上蔓延开来。”孙明说，尽管园林小菊品种很多，但覆盖地面能力如此强的品种还是很少见。
“起初还考虑过会不会是海风影响使得菊花匍匐生长，于是将它引种到学校的花卉育种圃，通过多代观察鉴定才最终确定，这种稀有的匍匐特性是可遗传的。”孙明掰着手指头细数着这种野生菊的优点——花团低矮紧凑，不易被风吹散、出现倒伏的状况；耐粗放管理，生命力顽强能够与杂草竞争；匍匐性好，着花繁密，株型和花量大……作为城市景观花卉，这些特征都是难能可贵的。这个海边的野菊花经过孙明团队反复分析比较，最终确认为菊属新种，定名为匍地菊（ Chrysanthemum yantaiense ），发表在国际植物分类学杂志《Phytotaxa》上。
孙明课题组发表的菊属新种匍地菊
（ Chrysanthemum yantaiense ）
在此后的数年里，孙明团队选定这种野生匍地菊作为育种亲本，通过蒙导花粉、倍性接近、分子标记辅助选择等多项育种技术，培育出了适合北京等北方地区栽培的小菊新品种，并将其命名为 “京林”系列，包含 ‘京林暮晓’‘京林锦嫣’‘京林悠粉’‘京林缃绮’等20多个新品种。暮晓如晨曦和晚霞，美艳绚丽；锦嫣像少女红扑扑的脸颊，妩媚动人；缃绮如正午的阳光，黄灿灿格外耀眼……
京林锦嫣
京林缃绮
除了姣好的外形，“京林”新品种还将野生菊一身皮实的特性“遗传”了下来。“抗旱、耐盐、抗寒，总归就是‘扛造’，尤其适合北京冬冷春旱的气候特点。”孙明笑着说，新品种可以靠天喝水、靠地滋养，不用掐尖剪枝，自然成球，无需投入过多精力用来养护。“如今，就连植物也开始讲究绿色低碳可持续了！”
近年来，孙明团队围绕低碳节约型园林植物，培育了一批又一批菊花新品种。“京林”系列已经陆续在北京、山东、河北、山西等地开展了推广示范。“希望在不久的将来，圆墩墩的‘京林’能与市民见面，成为北京街头巷尾最亮的一道风景。”
十年磨一“菊”
要说孙明最爱的一句诗，非“采菊东篱下，悠然见南山”莫属。因为其中蕴含的悠然淡泊，是多数养菊人最真实的心声——扎根土地，不问名利。
“每个植物新品种的培育，都至少需要三年以上的重复观测试验，以确保品种的特异性，一致性，稳定性。”孙明以菊花举例，菊花生长周期最短三四个月，最长大半年。新品种培育时，需要至少3年度的性状观测，确保性状稳定，还需要2年至3年，开展新品种的区域栽培试验才能确定为新品种。耐心等待菊花生长，成了养菊人的日常。“十几年不出成绩都是正常的，只是我们很幸运，发现了优异种质，十年就培育出了一批新品种。”孙明说。
对于养菊人来说，十年磨一剑是无比幸运的，而人的一生，又有几个十年？
2002年，孙明考入北京林业大学攻读园林专业博士，师从我国著名园林及花卉专家张启翔教授。“我的师爷陈先生（陈俊愉院士）一辈子都在研究花卉，为中国菊花寻根，导师张启翔教授也一直坚守在科研一线，在菊花资源、栽培和育种等方面造诣很深。”孙明不禁感叹：“研究菊花的使命慢慢传到了我这一代，必须要一直坚持做下去。”
20年来，他走遍了祖国各地，收集优异种质，从中选育菊花新品种。“我一直认为，养菊人的科研成果不只是在实验室诞生的，还是在花田里、深林中、岩石旁一步一个脚印地积累出来的。”孙明的语气平和中透着坚定。
孙明教授在神农架采集神农香菊
作为一名坚守在教育一线的“园丁”，他也将养菊人的精神传承给了一代代学子。每年的开学第一课上，他都会提前给新生打“预防针”——“干咱们这行就得不怕吃苦，不怕劳累，脚踏实地，把论文写在大地上。”由他主讲的《园林植物基础》《园林树木栽培养护学》《园林南方综合实习》《园林植物景观营造与养护管理》等课程深受学生欢迎，并多次获得“好评课堂”的荣誉。
给菊花办“身份证”
教书育人的同时，孙明始终没忘科研——保护菊花品种的多样性，让每一种菊花尽可能留存下来，这是从陈俊愉院士那一代北林养菊人开始一直在做的事。北林育菊团队历经30余年系统地收集整理了全球广义菊属及其近缘属植物遗传资源，逐步建立了较为齐全的菊属植物基因库。
“就像图书馆里的每本书都有检索号码、每家每户都有门牌号一样，每个菊花品种都有自己的DNA分子图谱，这就是独属于菊花的身份密码。”孙明说，团队总结归纳各菊花品种的海量观测数据，筛选出最具品种鉴定和分类价值的花部、叶部、株型性状，结合染色体核型参数和DNA分子图谱分析，为菊花品种做分类。
孙明随意地在本上画了几条长短不一的横线介绍说“这就相当于一种菊花的颜色、花期、瓣形、叶形、株型等特点都体现在分子图谱的不同条带上，只有分子图谱中的每个条带完全重合，才能代表是同一个菊花品种。” 相比于感性诗意的品名，分子图谱就如同身份证一般，更加客观、直接地帮助菊花“自报家门”。根据菊花的DNA分子图谱，可以清楚地说明菊花的亲缘关系。“相当于给菊花做亲子鉴定，哪两个品种有‘血缘关系’，哪两种‘不是一家子’，利用图谱对比，一目了然。”孙明说，有些老师傅种了一辈子菊花，一眼就能看出不同品种间的区别，但这种经验很难复制。为了帮助更多养菊人更好地区分菊花品种，从而服务于育种工作，团队使用现代数字技术实现了菊花的精细化分类。
这张菊花的专属“身份证”，不仅保证了每个品种的唯一性，还能保护育种人的“知识权益”。“全国乃至全世界，有许多科研院所和企业在做菊花育种，每一个新品种都独有特异的指纹图谱，从分子层面确定了它的唯一性。”孙明举例，如果有人拿着类似京林系列菊花标榜为自己培育的新品种，团队可以根据这个菊花品种的分子图谱判断该行为是否涉及侵权。
体会了培育新品种的来之不易，孙明自然最懂广大育种人的心声。“如果大家辛辛苦苦花费数十年心血培育出的新品种，被他人轻而易举地拿走，那么还有多少人能坚定地走下去呢？”
北京林业大学菊花团队经过二十余年的收集整理，建立了菊属及近缘属植物基因库，已经涵盖了2000多份种质资源，包括抗旱、耐盐、抗蚜、特异花型株型等菊属及近缘属优异种质，创制了芙蓉菊、匍地菊、矶菊、太行菊等种间和属间杂种，培育菊花系列新品种，抗性突出，花色丰富，在2008年北京奥运会、2019年北京世界园艺博览会等重大活动中展示并广受好评。
孙明课题组菊花新品种在2019年北京世界园艺博览会获奖
多项专利为京菊“撑腰”
在中华传统文化中，菊花被誉为“花中四君子”之一，既代表了清寒傲雪的品格，又有吉祥长寿的美好寓意。然而近些年，菊花的内涵和意蕴在公众眼中逐渐变了味儿。孙明回忆起自己的博士第一课：“导师告诉我，养菊是科学，也是艺术，保护好中国传统菊文化，是每个养菊人肩负的使命和责任。”
作为高校科研人员，孙明一直坚信，运用科技守护好每一株菊花，发扬本土菊花优势种属，才能更好地保护中国传统菊文化。“这也是团队一直在努力做的。”他介绍，北林研究培育菊花的历史，最早可追溯到上个世纪五六十年代。历经三代研究者，他们在菊花种质资源收集、评价和利用，栽培菊花起源，菊花新品种选育，产业化生产栽培技术研发及示范应用等方面推动了“京”字号菊花研究的全面发展。
围绕菊花生产技术，团队申报获得了多项发明专利授权和技术标准，包含种苗高效繁育技术，标准化、轻简化栽培技术，花期调控技术，病虫害综合防治技术等，帮助本土菊花“挺起腰杆”。
孙明教授与荷兰Royal Van Zanten公司专家探讨菊花育种技术
其中一个发明专利是特意为北京打造的。2022年3月8日，孙明团队的专利“芙蓉菊与匍地菊的属间远缘杂种创制方法”获批授权，项目选择芙蓉菊和匍地菊这两种抗盐性能极佳的菊花作为亲本进行杂交，利用幼胚拯救技术获得远缘杂种，培育出了一批更加适应北京等华北地区盐碱地环境的“抗盐优等生”。
为什么选用这两种亲本？它们有哪些优势？原来，芙蓉菊和匍地菊的原产地都在我国沿海地区，从小经受海风吹、浪花打，练就了一身抗盐本领——“我们做过极端测试，分别使用超出正常水质盐度7倍和3倍的‘盐水’给芙蓉菊和匍地菊浇灌，它们都能活得很好，而且保证其他优良性状不改变。”孙明说，团队利用该发明专利开展育种工作，已经培育出了一批优异种质，其中就包括“京林”系列菊花。
其实，抗盐能力极强的芙蓉菊早就在我国中南及东南地区广泛栽培了，但它作为亲本在菊花育种中应用却比较少见。“我们将其移植到育种圃里发现，芙蓉菊几乎没有舌状花，未成熟时胚小且难以剥离，与市面上常见的菊花亲缘关系很远。”孙明直言，这些特性给新品种培育带来不小挑战。
团队利用胚拯救、桥梁亲本、分子辅助育种等技术，逐渐提高芙蓉菊、匍地菊和菊花的杂交亲和性，“开始时杂交几千个花头里只能得到几粒可萌发的种子，我们不断改进技术，才最终实现了稳定可靠的远缘杂交。”远缘杂交后代，不仅继承了耐盐性状，外观也更符合大众审美。”孙明自豪地说。
菊花生产在我国呈区域化发展态势，沿海和北方地区的盐碱地限制了菊花的栽培推广。团队聚焦北京，发现通州区和大兴区分布有大片的盐碱地，占全市盐碱地总面积的约75%。利用科技培育出的抗盐、抗旱新品种，受到这两个区的追捧。
做菊文化的守护者
挑一个闲适的午后，坐在窗边欣赏菊花盛放，沏上一壶菊花茶，轻嗅空气中飘散着的清香，这是独属于爱菊人士的浪漫时刻。屈原在《离骚》中写道：“朝饮木兰之坠露兮，夕餐秋菊之落英”，元结在《菊圃记》中称菊花“在药品是良药，为蔬菜是佳蔬”。在中国传统文化中，菊花不仅是游赏佳选，还可饮可食。
如今，饮菊已经成为养生保健的代名词。“常听老一辈儿人说：‘常饮菊花茶，老来眼不花’，自从开始研究菊花，我也慢慢爱上了饮菊品菊，还在这方面发现了科研价值。”在孙明看来，菊花翩翩如君子，淡泊风雅，在自然界中极少“树敌”，除了一种以菊小长管蚜为典型代表的菊蚜。
“这是一种偏爱菊花的蚜虫，老百姓俗称腻虫，它们危害菊花的茎尖生长，降低花朵品质，还会传播病毒病。”孙明找出图片向记者展示，照片里的菊花茎尖和花梗上长满了密密麻麻的黑色小虫子，令人不禁汗毛竖起。
香甜的菊花不仅受人喜爱，也容易招蚜虫。然而，目前我国防治菊花蚜虫主要还是以使用杀虫剂等化学方法为主，但其带来的农残超标、环境污染和蚜虫抗药性提升等一系列问题，极大地制约了菊花产业的可持续性发展。如何实现少使用，甚至不使用杀虫剂，也能培养出醇馥幽郁、口感醇香的菊花，是团队正在努力的方向。
孙明课题组成员在育种圃开展菊花杂交
为了研究菊花的抗蚜性，孙明竟把蚜虫“请”进了育种圃。团队选用抗蚜种质神农香菊与感蚜种质菊花脑进行远缘杂交，随后分别在温室、田间对杂种后代的抗蚜性进行了抗性评价，筛选出了部分抗性强的株系。“我们发现了一个神奇的现象，有的菊花品系周围满是蚜虫，有的品系身上一只蚜虫的身影都找不到。”孙明说，团队聚焦抗蚜性强的种质，研究它的生物成分，最终发现了一种无毒无味的天然活性产物，对菊蚜具有显著的驱避作用。
2022年3月，团队以此成果发表论文，在业界引发了广泛的讨论。孙明说，未来团队将继续探究该天然活性产物的产生机制，以期通过杂交培育出集美貌和坚韧于一体的菊花新品种。“通过科研的力量，做中国传统菊文化的守护者，是我们一直以来的初心和使命。”
孙明还有一个愿望。“一到秋季，北京街头的花坛就会焕然一新，处处洋溢着喜庆氛围。每次路过我都会想，我们的菊花新品种也要登上‘大舞台’。”孙明笑着说，希望明年的金秋时节，北林的菊花遍地开放，扮靓北京城。
孙明课题组发表的菊花抗蚜研究论文
来源：北京日报客户端
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