首发科技驱动下的万寿菊育种：现状、突破与展望
举报◉ 李田
科技驱动下的万寿菊育种：现状、突破与展望
李田（云南）
摘要
万寿菊在观赏园艺和工业色素提取等领域应用广泛，其育种工作至关重要。本文聚焦科技手段在万寿菊育种中的应用，涵盖杂交育种、分子标记鉴定、再生与遗传转化体系构建、多倍体育种以及病虫草害防控等方面，详细阐述了当前的科技成果、意义及未来发展方向，为万寿菊育种的科技化进程提供参考。
关键词：万寿菊；育种；科技手段；产业发展
一、引言
万寿菊以其丰富的花色、广泛的适应性和重要的工业价值，在花卉产业和相关工业领域占据重要地位。随着科技的飞速发展，传统育种方式正逐渐与现代生物技术深度融合，为万寿菊育种带来了新的机遇和挑战。通过运用先进的科技手段，我们在提高万寿菊品种质量、产量和抗逆性等方面取得了显著进展。
二、杂交育种：科技优化授粉与花粉活力
（一）花粉活力的科技调控
花粉活力是杂交育种成功的基础。传统方法采集的万寿菊花粉活力极低，仅约 1%。为解决这一问题，我们运用正交试验设计这一科学方法，研究硼、钙、镁、钾、糖和 PEG 六个因素对花粉活力的影响。通过精确设置每个因素的 5 个不同浓度，利用统计学分析确定了各因素的影响顺序为糖>硼>镁>PEG>钾>钙。这一研究成果为通过添加特定物质来提高花粉活力提供了科学依据，是科技在花粉活力调控上的重要应用。
此外，我们还运用实验科学的方法，研究环境因素对花粉活力的影响。发现 30℃ - 35℃的温度和 pH 为 7.0 - 7.5 的中性或弱碱性环境有利于花粉萌发。这一结论使得在杂交授粉过程中，可以通过精确控制环境条件，提高花粉的萌发率和杂交成功率。
（二）授粉方式的科技改良
在授粉方式上，科技手段也发挥了重要作用。我们对比了两种授粉方式，授粉方式二将水溶液收集的花粉与培养基混合后直接喷到母本柱头上，相较于在母本柱头上喷培养基后再授粉的方式一，不仅简化了取粉过程，还提高了授粉效率和结实率。这种基于科学实验对比得出的优化授粉方式，是科技助力杂交育种的典型体现。
（三）跨品种杂交的科技实践
以色素万寿菊为父本，8 个观赏品种为母本进行杂交，是科技在拓宽品种基因库方面的实践。通过科学的杂交操作和后续的播种育苗，共获得 209 粒杂交种子，其中 148 粒成功萌发。对于 2 株性状奇特的植株（图1选育出的2株新株系），运用组织培养这一现代生物技术进行枝条组培，实现了优良性状的快速繁殖和保存。
图1选育出的2株新株系
三、分子标记技术：精准鉴定雄性不育两用系
万寿菊雄性不育两用系后代中可育株和不育株各占 50%，传统表型鉴定方法在开花前难以区分。我们运用 SRAP 分子标记这一先进的生物技术，筛选与雄性不育基因紧密连锁的分子标记，并将其转化为稳定的 SCAR 标记。这一过程涉及基因分析、引物设计、PCR 扩增和电泳验证等一系列高科技实验技术。通过这些技术，实现了在苗期对雄性不育两用系的快速、精准鉴定。该技术的应用，能够合理安排不育系的定植密度，提高杂交种的制种产量，有效控制田间混杂，提升杂交种品质，是分子生物学技术在育种领域的成功应用。
图2 万寿菊雄性不育两用系苗期分子标记快速鉴定体系
四、再生与遗传转化体系构建：基因编辑育种的科技基石
（一）再生体系的科技构建
利用植物组织培养技术，我们成功建立了万寿菊制种过程中雄性两用不育系、父本及 F1 再生体系。这一过程需要精确控制培养基的成分、培养条件等因素。通过筛选，确定了相适应的愈伤诱导培养基，为万寿菊的无性繁殖和品种改良提供了技术支持。
雄性不育两用系不育株 不育株愈伤诱导 可育株诱导
图3 万寿菊再生体系
（二）遗传转化体系的科技突破
在遗传转化方面，完成了含有 GUS 标记基因载体的单克隆挑选、扩繁、检测及保存。这涉及到基因工程中的载体构建、细胞转化、基因表达检测等高科技手段。这些工作为后续将抗逆、抗病、高产等优良基因导入万寿菊，实现品种的定向改良奠定了基础，标志着万寿菊育种向基因编辑时代迈进。
遗传转化载体 载体单克隆检测
图4 万寿菊遗传转化体系构建
五、多倍体育种：流式细胞仪开启新征程
多倍体植物通常具有更优良的性状，万寿菊为二倍体，而孔雀草为四倍体。运用流式细胞仪这一先进的细胞分析技术，我们完成了万寿菊与孔雀草流式细胞仪检测体系参数设定。这一技术可以精确分析细胞内 DNA 含量，为后续开展万寿菊不同部位的诱导加倍检测与鉴定提供了关键技术支持。通过多倍体育种，有望培育出具有更高产量、更强抗逆性和更好观赏价值的万寿菊新品种，是细胞生物学技术在育种中的重要应用。
万寿菊二倍体 孔雀草四倍体
图5 万寿菊和孔雀草流式细胞仪检测体系
六、病虫草害防控：科技守护育种成果
（一）病虫草害的科技诊断
通过科学的调查方法和先进的分子生物学鉴定技术，我们明确了曲靖和蒙自地区万寿菊的主要病虫草害种类。对于病害，通过采集典型病样，进行分离纯化、形态学特征观察和分子生物学鉴定，确定了褐斑病病原菌为链格孢菌，枯萎病病原菌为镰刀菌，炭疽病病原菌为炭疽菌。这种精准的诊断为后续的防治提供了科学依据。
图6 万寿菊主要病害的病原菌
（二）药剂筛选的科技实验
在药剂筛选方面，运用室内药剂筛选试验这一科学实验方法，筛选出对链格孢菌和镰刀菌抑菌效果较好的 5 种药剂，并明确了它们对不同病原菌的毒力效果排序（5种药剂对万寿菊链格孢菌的毒力效果为：40%氟啶胺·异菌脲悬浮剂>32%精甲霜灵·噁霉灵悬浮剂>0.3%丁子香酚液剂> 41%吡唑醚菌酯·甲基硫菌灵悬浮种衣剂>30%吡唑醚菌酯·戊唑醇悬浮剂，EC50分别为10.588 mg/L、16.961 mg/L、17.518 mg/L、26.479 mg/L、49.604 mg/L。5种药剂对万寿菊镰刀菌的毒力效果为：40%氟啶胺·异菌脲悬浮剂>0.3%丁子香酚液剂>32%精甲霜灵·噁霉灵悬浮剂>41%吡唑醚菌酯·甲基硫菌灵悬浮种衣剂>30%吡唑醚菌酯·戊唑醇悬浮剂，EC50分别为：12.273 mg/L、15.083 mg/L、15.579 mg/L、27.124 mg/L、27.921 mg/L）。这一过程涉及到微生物培养、药剂浓度梯度设置、抑菌效果检测等科学实验步骤，为合理选择防治药剂提供了科学指导。
图7 5种杀菌剂对链格孢菌菌丝生长的抑制作用
（三）杂草防控的科技策略
针对万寿菊杂草防控，通过实验研究发现仲丁灵对万寿菊苗无明显药害且防效较好，而乙草胺、丙炔氟草胺等药剂会产生严重药害。基于这些研究结果，制定了苗期不推荐使用除草剂，中耕培土后结合雨后土壤处理和喷雾施药的科技防控策略，保障了万寿菊的健康生长。
七、结论与展望
科技在万寿菊育种中发挥了核心驱动作用，从花粉活力调控、授粉方式改良到分子标记鉴定、基因编辑育种，再到病虫草害的精准防控，每一个环节都离不开现代生物技术和科学实验方法的支持。这些科技成果不仅提高了万寿菊的育种效率和品种质量，也为产业的可持续发展提供了有力保障。
然而，万寿菊育种的科技化进程仍面临一些挑战。例如，如何进一步提高基因编辑的精准性和效率，如何开发更环保、高效的病虫草害防控技术等。未来，应加强多学科交叉融合，不断引入新的科技手段，如人工智能、大数据分析等，为万寿菊育种的科技化发展注入新的动力。同时，加强产学研合作，加速科技成果的转化和应用，推动万寿菊产业向更高水平迈进。
截图二维码，下次投稿不迷路
