蝴蝶蘭種質資源圃建設綜述

王錫巧 彭寶富 廖慶華 金星

摘要：蝴蝶蘭種質資源是我國蝴蝶蘭實現自主發展的物質基礎，是蝴蝶蘭產業健康和可持續發展的重要保證。闡述了國內保護種質資源的相關政策以及國內蝴蝶蘭種質資源圃的建設現狀，分析了蝴蝶蘭種質資源圃建設中存在的問題，并提出對蝴蝶蘭種植資源圃建設中的建議和展望，希望給蝴蝶蘭的種質資源保護工作一些參考。

關鍵詞：蝴蝶蘭;種質資源圃;活體保存航天育種

蝴蝶蘭是蘭科蝴蝶蘭屬植物，為單莖生附生性蘭花[1]。莖短，葉大，花朵1至數枚，拱形，花大，花姿優美，顏色華麗。被譽為“蘭花皇后”[2]，因其形態優美，氣質高雅，花期長等特點而深受花卉市場歡迎[3]。隨著人們對生活質量的要求越來越高，對花卉乃至對蝴蝶蘭的需求量越來越大，這個因其技術性而被成為花卉產業中的“IT產業”——蝴蝶蘭產業呈現出巨大的發展潛力和競爭力[4]。

蘭花產業作為繼一品紅后的世界上第二大花卉產業，而在八大蘭屬中真正形成專業化、規模化、商品化生產的只有蝴蝶蘭。而且蝴蝶蘭在我國花卉銷售市場中，特別是在年宵市場中多年來穩居第一位，并且其銷售量逐年上升。2017年全國蝴蝶蘭銷量約6000萬株，同比增長20%，其中年宵期間銷量近2000萬株，年宵均價為34.5元/株，廣東年宵期間蝴蝶蘭的銷量約為800萬株，占全國蝴蝶蘭年宵的40%，均價為38.5元/株。與往年同期相比，銷量與價格均有所增長[5]。而2008年全國蝴蝶蘭年宵銷售量僅為900萬株，可見我國蝴蝶蘭產業呈現出快速的發展勢頭，并且有著廣闊的發展空間和前景。

蝴蝶蘭種質資源是一個企業乃至行業發展的核心和關鍵，品種資源是極具戰略性的資源。然而在過去20年間已經商品化生產的蝴蝶蘭作為商品，其個別品種可能因為市場的喜好而被忽視甚至流失，給我國蝴蝶蘭產業造成巨大損失。現如今各蝴蝶蘭生產企業間的競爭實際上是種質資源在質量與數量上的競爭，誰擁有的資源越多，育種主動權就越大。蝴蝶蘭種質資源保護對于蝴蝶蘭產業的健康發展有著至關重要的意義。

1 國內種質資源保護相關政策

種質資源是育種工作的物質基礎，更是農業健康發展的保證。我國的種質資源保護工作始于“七五”，至今仍被列為國家技術攻關項目。我國的種質資源保護工作起步雖晚，但卻行動有效，在短短的十幾年里建立起了一批國家種質資源庫。

近年來，隨著種質資源的越來越受關注，關于種質資源保護被密集地寫進各級政府的發展規劃中。并為優質企業提供土地、設備、技術支持、人才引進和資金投入等方面的利好，推動“產學研相結合，育繁推一體化”的實現。鼓勵和支持新品種的引入。

全國農業現代化規劃（2016-2020年）中提到加強種質資源普查、收集、保護與評價利用，并在此基礎上利用育種技術培育優良品種，保護國家種業安全。規劃更是將現代種業建設工程寫人創新強農重大工程一欄，要求完善種質資源保護利用體系，建設一批國家種質資源庫（圃）。深圳市現代農業發展“十三五”規劃中提出要完成現代種業體系建設，其中一點就是加強種質資源的保護和利用，實現重要種植資源的收集、篩選、鑒定和保存。強調通過政策引導，推動科研機構和高科技農業企業合作，促進種質資源共享和挖掘利用。建立健全種質資源知識產權保護和安全評價制度。福建、廣東等省的農業發展規劃中對植物種質資源的保護工作規劃也有一定篇幅的闡述。可見各級政府對種質資源重視程度之深。目前已建成的植物種植資源圃主要以糧食、蔬菜、林木、果樹等糧食作物和經濟作物為主，而蝴蝶蘭作為一種極具發展潛力和競爭力的花卉，其種質資源是我國實現蝴蝶蘭自主發展的基礎，其保護工作也正在引起更多的關注和得到更大程度的推進。

2 蝴蝶蘭種質資源保存的形式

蝴蝶蘭種質資源由70多個原生種以及近31818個雜交種組成，其中雜交種又包含了中間雜交品種、屬間雜交品種等[6]。

蝴蝶蘭種質資源的保存主要有栽培保存、離體保存（無菌保存）和花藥保存等形式。栽培保存則是在溫室中對收集保存的品種材料進行種植保存，通過采取造冊登記、嚴格日常養護管理等措施，使資源圃中保存的種質材料維持較好的生長狀態。但通常隨著栽培對間的延長，則要求對植株采取更加精細的栽培管理措施，以使材料維持較好的生長狀態。栽培保存能夠保留原有品種的絕大多數遺傳信息，同時便于進行開展各種調查和試驗[7]。栽培保存所要求條件較低，便于實施。但存在投入較高，成本大，易受病蟲害與病毒感染以及材料活力衰退等問題困擾。

離體保存則是對要保存的品種植株切取花梗、葉片等材料，用特定配方的培養基和培養條件，誘導外植體材料形成試管苗并進行保存。離體保存具有占用空間小，保存條件可控性較高，不存在病蟲害問題，保存成本低等優點。但離體保存最大的問題在于對保存材料變異率的控制。李軍等[8]通過對28個品種（系）離體保存變異情況進行研究發現，保存時間為3年內的材料，在變異品種（系）的比例以及變異苗數的比例均不高，能夠較好保持原有品種（系）的特性。因此進行離體保存之前應挑選性狀穩定的材料。

綜合栽培保存和離體保存的優點和缺點可以發現，較為理性的蝴蝶蘭種質資源保存方式是將上述2種方式進行結合。通過栽培保存的方式為離體保存提供穩定保存品種特性的材料，為離體保存材料的更新提供保障。另一方面通過離體保存節約種質資源圃所需要的空間、人員等投入，同時也能夠為所栽培的種質材料提供更新換代的材料。

除了栽培保存和離體保存外，李軍等[8]也對以花藥的形式進行蝴蝶蘭品種資源的保存進行了探索。有關結果表明，蝴蝶蘭花藥能夠在0℃下保存至少1年，并且解凍后仍能保持正常的育性。適合對雜交父本種質資源進行保存，有著操作簡單，成本低廉的優點。可以作為蝴蝶蘭種質資源保存的一種補充形式。

隨著基因工程技術的進步，以DNA的形式對種質資源進行收集和保存也成為種質資源保存的一種形式。由于DNA所包含遺傳信息的全面性，且DNA在-20℃乃至-80℃的保存期限較長，以DNA形式進行種質資源的保存能夠極大節省空間。隨著蝴蝶蘭基因組研究的不斷深入和推進以及轉基因技術的廣泛應用，DNA種質資源能夠為通過轉基因手段選育蝴蝶蘭新品種提供豐富的原材料。華大基因是全球最大的測序機構，擁有人類基因組數據一度占全球的近50%，擁有超過70%的全球農業基因組數據，2016年8月，由華大團隊建設和管理的國家基因庫正式面世，不僅僅收集和保存了基因資源，還讓資源得到充分共享lmo但以DNA形式保存種質資源有著技術要求高，種質資源應用途徑有限等局限。

3 國內蝴蝶蘭種質資源圃的建設現狀

蝴蝶蘭種質資源的保護是一項長期、收益慢的工作，一般企業無法承受收集、保存所需的精力以及其他資源需求。所以蝴蝶蘭的保護工作包括種植資源圃的建設大多還是在政府部門或資金雄厚的企業的主導下進行。

臺灣糖業研究所自1986年開始了蝴蝶蘭的研究和培植，為改良品種而積極收集蝴蝶蘭種質資源，建立蝴蝶蘭專屬種質資源圃，在收集、保存的同時陸續從雜交后代中篩選出優良單株作為雜交親本。至今已經收集記錄在案的50多種原生種中的42種中，保存1883個雜交親本[10]。

廣東名優花卉種植資源圃的蘭花種質圃有2960m²，溫室大棚930m²，主要用于建立蝴蝶蘭雜交育種體系，包括親本選配，雜交，無菌播種，分離群體培育，單株、株系、品系和品種選擇。直至2016年10月份已收集保存各類蘭花資源1400份，其中蝴蝶蘭收集保存421份、9532盆，并選育出8個品種通過廣東省農作物品種審定，12個雜交種在英國皇家園藝學會登錄。記錄蘭花資源692份的26個主要性狀的17992個數據[11]，汕頭市農業科學研究所自1999年起收集和保存生產上已有的蝴蝶蘭品種（系）440份，還保存自主創新種質資源（雜交育種中間材料）310份[7]。

廣西壯族自治區農業科學院生物技術研究所針對廣西蘭花產業規模小、品質差、技術含量低等主要問題建設蝴蝶蘭資源圃，利用以芽繁芽離體繁育及高海拔催花的技術原理，通過對蝴蝶蘭種質資源收集、篩選和開發，收集并保存了國內外蝴蝶蘭品種82個，篩選出優勢品種9個，建立了廣西首個蝴蝶蘭種質資源圃[12]。

深圳市農科植物克隆種苗有限公司作為蝴蝶蘭生產單位也建立了蝴蝶蘭種質資源圃，收集和保存了127個品種共計635份蝴蝶蘭種質材料，其中包括10個航天搭載蝴蝶蘭品種。利用資源圃中保存的資源，深圳市農科植物克隆種苗有限公司開展了系列蝴蝶蘭新品種選育工作。

此外，漳州鉅寶生物科技有限公司等單位也都建立起了自己的蝴蝶蘭種質資源圃，并利用資源圃的資源，培育篩選出優勢品種。

4 關鍵技術的應用

4.1 種質資源的鑒定

由于我國蝴蝶蘭種質資源的保存缺乏權威且統一的依據，科研院所以及生產機構之間缺乏交流，不同機構之間所保存的蝴蝶蘭種質資源可能存在同種異名或者同名異種的情況。而傳統的蝴蝶蘭種質資源分類主要依賴花朵顏色、花瓣形狀、葉片形狀、花梗長度等形態學特征進行分類，對于性狀相似的品種難以進行鑒別。莊舒婷等（利用RAPD與ISSR分子標記技術鑒定臺灣蝴蝶蘭及菲律賓蝴蝶蘭物種）利用RAPD和ISSR分子標記技術對臺灣白花蝴蝶蘭（Ramabilis）和菲律賓白花蝴蝶蘭（P.aphrodite）進行鑒別，發現2個品種在分子標記上存在明顯的差異。因此如果在蝴蝶蘭種質資源材料引入前能夠對品種資源利用分子標記的進行鑒定和評價，將有效避免資源圃中“同物異名”和“同名異物”的情況發生，大大節約蝴蝶蘭種質資源保存的投入和成本。根據謝啟鑫等的研究，利用ISSR分子標記種質植株，分析ISSR擴增出的譜帶，可鑒定品種間的親緣關系[13]。此外，如果能夠建立全國統一的DNA指紋庫，則更加有利于我國蝴蝶蘭種質資源的保存和利用。

根據陳玉水的相關概述，蝴蝶蘭的ADF技術可用于區分蝴蝶蘭原生種或栽培種，可用作品種鑒定的依據[14]。

4.2 種質資源的信息化管理

種質資源的登記應用上，宋倩等開發出基于二維碼的蘭科植物資源圃信息管理系統，一方面該系統可通過二維碼識別設備對蘭科植株的相關信息進行掃描和查詢，實現資源的實時跟蹤管理、數據獲取與維護更新。另一方面，該系統具有預警功能，能夠根據上一年度的植物的病蟲害信息預警做好防治工作和預示植物生長階段，方便工作人員根據反饋信息有計劃地開展工作[15]。

4.3 創新育種方式

蝴蝶蘭發現已經有193年，蝴蝶蘭的育種也有130多年的歷史[16]。目前蝴蝶蘭的育種方式主要有雜交育種、誘變育種以及基因工程育種。

雜交育種手段是目前蝴蝶蘭最常見也是最主要的育種手段，通過雜交育種手段產生了大量的蝴蝶蘭新品種。蝴蝶蘭雜交育種要經歷引種、檢測、雜交和選種等過程，周期可長達7～9年。按雜交親本的親緣關系來分，雜交育種可分為種內雜交、種間雜交和屬間雜交等。據RHS資料顯示，2003年12月31日通過國際蘭花雜交育種登錄的蝴蝶蘭雜交種數量為23999個，到2013年12月31日，該數量達到31818個，年均增加7819個，可見雜交育種為蝴蝶蘭新品種的選育作出了巨大的貢獻[17]。

誘變育種是指利用物理或化學手段誘使育種材料產生遺傳物質變異或者改變染色體數目進而改變品種性狀。物理誘變主要是利用⁶⁰Co對育種材料進行照射，誘使材料遺傳物質發生變異。除了輻射誘變之外，航天育種也是蝴蝶蘭物理誘變的另一途徑。航天育種主要是利用返回式航天器或者高空氣球等手段對蝴蝶蘭果莢、叢生芽、原球莖等材料進行搭載，借助宇宙空間高真空、強宇宙射線輻射、微重力等因素，誘使搭載材料發生變異，返回地面后選育出新品種。與常規雜交育種相比，航天育種變異幅度大、變異率高，有效縮短了蝴蝶蘭選育周期，提高新品種選育效果。能夠在較短時間內選育出觀賞性高、適應性強、開花性好、花期長等具市場競爭力的太空蝴蝶蘭新品種。如深圳市農科種苗克隆有限公司通過航天育種先后選育出“航蝴1號”“航蝴2號”蝴蝶蘭新品種。除了物理因素外，利用化學誘變劑誘使育種材料產生變異也是誘變育種的一個途徑。如秋水仙素處理可以誘使蝴蝶蘭染色體發生加倍，進而形成多倍體。除了秋水仙素外，甲基磺酸乙酯（EMS）和疊氮化鈉（NaN₃）也是常用的化學誘變劑[17]。臺灣糖業研究所利用生物技術，開創引入其他有用基因的原生質體分離、融合和培養的育種技術，利用染色體加倍技術獲得同源四倍體作為雜交親本，選育新品種。

隨著基因工程技術的誕生和快速發展，為加強蝴蝶蘭新品種選育的目的性和針對性，加速新品種選育進程，提供了新的有力的工具。基因工程技術最顯著的優勢是能夠突破品種乃至物種間的限制，可以非常有針對性地對原有品種進行改造，對于常規育種手段難以解決蝴蝶蘭的香味、特殊花色以及抗性等方面的改進將有極大的潛力。此外，運用基因工程技術進行新品種選育也能夠明顯縮短選育周期。

5 存在的問題

5.1 科研技術投入不夠

這方面的投入體現在科研人員的培養、研發技術和資源圃的硬件建設，我國蝴蝶蘭產業還處在產學研工作的初期，高校仍然無法為創新育種提供大量優秀對口人才，在育種方面，分子育種等新技術由于其高要求性只被少數有條件的企業或團隊應用;園圃的硬件建設上，無法實現信息化和自動化，運營上仍然需要投人較多的人力。

5.2 稀有蝴蝶蘭種質資源來源困難

很多蝴蝶蘭品種是我國國內所不具有的，但由于我國的品種權工作才在起步階段，擔心遭受侵權，很多擁有種質資源的單位都不愿意輸出，造成我國某些種質資源的空缺。

5.3 園圃規劃不合理、種質資源登記管理滯后

無法滿足數量日益增長的蝴蝶蘭種質所需資源和更新換代的需求。

5.4 傳統蝴蝶蘭育種周期長

育成一個新品種需要8～10年時間，而且耗費大量的人力、物力，是個投資大、耗時長、見效慢的工程。

5.5 種質資源利用有待加強

目前蝴蝶蘭種質資源主要由科研機構收集和保存，企業對種質資源保存力度有待加強，主要原因是蝴蝶蘭種質資源保存難度大、投入資源和成本高，企業收集和保存種質資源的意愿不強。

6 建議與展望

6.1 加強交流合作

建設方應加強與蝴蝶蘭生產企業的合作與聯系，做好市場上存在的蝴蝶蘭的調查、收集、保存工作;調查生產企業生產實際并有針對性地解決保護和利用的關鍵技術。可通過舉辦相關的博覽會議和學術研究，加強與熱帶國家或亞熱帶國家及國內的相關企業單位的交流與合作，實地收集，引進外來種質。同時政府方面應加大品種權的保護力度，釋除品種輸出方的相關憂慮，從而拓寬種質來源渠道。

6.2 鼓勵創新育種

建設蝴蝶蘭種質資源圃的目的不僅在于保護蝴蝶蘭品種，還是為了能夠充分利用所保存的種質資源創造出更多的優秀資源和效益。所以在資源保護的同時“育、繁、推”各步驟都不能少。深圳市農科植物克隆種苗公司利用航天育種選育出具市場競爭力的太空蝴蝶蘭品種，然后結合植物克隆技術，實現太空蝴蝶蘭的產業化發展，借助互聯網平臺與公司自身優勢，加速太空蝴蝶蘭的市場化進程。

在政府鼓勵創新育種的當下，應該積極盤活種質資源圃中的蝴蝶蘭種質資源，目前蝴蝶蘭的創新育種方式主要有分子設計育種和航天育種，利用新型育種和雜交育種的方式選培出更多蝴蝶蘭新品種。另外，應加強企業與高校、研究單位合作以實現種質資源信息的共享以及育種材料之間的互通，培養蝴蝶蘭產業所需的優秀人才。同時將科研成果更快地推向市場，產生經濟效益。

6.3 完善種質鑒定體系

利用新型鑒定體系和技術，如新技術ISSR分子標記和ADF技術[18]，對引入的種質進行精確的品種鑒定，做好登記入庫，歸類整理等工作;注重鑒定的專業技術人員的培育。

6.4 管理信息化、智能化

信息化農業是發展趨勢，種質品種的登記、管理信息和預警等動作應該依托于信息技術。通過利用多種現代科學技術對蝴蝶蘭種質資源圃進行管理和維護，以更好地保存好資源圃中的種質資源，并實現種質資源圃的高效運作。其中包括了蝴蝶蘭種質資源人庫的信息化登記，資源圃溫度、濕度、光照的自動化控制，并且建立資源圃環境參數的檢測、記錄和預警系統等，目的就是要最大限度讓資源圃中的種質材料保持最佳的生長狀態，維持其活力，以便日后作為雜交育種親本或者作為誘變育種材料的利用。

7 總結

對蝴蝶蘭種質資源的保護將為我國蝴蝶蘭產業的可持續發展保駕護航，在建設其種質資源圃中，應該更加體現專業化、精細化和創新性，實現“收集，保存，選育，推廣”的良性循環。建立起來的蝴蝶蘭種質資源圃應該為最大程度利用資源的目的服務，在保存的基礎上加以利用，選育出高質量的新品種，對于滿足蝴蝶蘭市場日益增長的需求和不斷提高的品種要求，對于滿足我國蝴蝶蘭產業的穩定發展有著重要意義。在保證雙方權益的情況下，合作與交流、引入和分享都是必要的。隨著各地政府植物種植資源的重視和蝴蝶蘭本身的重要性，蝴蝶蘭的保護工作將被繼續推進，綜述希望能為蝴蝶蘭的種質資源圃或其保護工作起到一定的參考作用。

參考文獻：

[1]李軍，許大熊，張秀珊，等.蝴蝶蘭種植資源保存技術研究初探[J].廣東農業科學，2010（7）：69

[2]黃澤華.洋花皇后蝴蝶蘭[J].蘭花新譜，2001（1）：86.

[3]杜君，王利民，孟月娥，等.我國蝴蝶蘭產業的發展現狀及對策研究[J].北方園藝，2015（9）：172-175.

[4]武愛龍.蝴蝶蘭仍有很大的市場發展空間[J].中國花卉園藝，2014，（7）：30-32.

[5]中國花卉協會，2018年花卉產銷形勢分析大會，https：//mp.weixin.qq.com/s/ZNKJ0Sa-sukq-7-30fBJQ.

[6]朱根發.蝴蝶蘭種質資源及雜交育種進展[J].廣東農業科學，2015（5）：31-38.

[7]陳和明，朱根發，廖飛雄，等.廣東省蘭花種質資源的收集保存和評價利用[J].廣東農業科學，2007（6）：27-29.

[8]新浪科技，中國首個國家基因庫為什么建在深圳.2016.9.http：//tech.sina.com.cn/d/2016-09-19/doc-ifxvyqvy6758669.shtml

[9]許申平，張騰飛，廖飛雄等.蝴蝶蘭種質資源與育種研究[J].中國園藝文摘，2010（5）：27-30.

[10]科技管理處.廣東名優花卉種質資源庫（圃）.廣東省農業科學院，2016.10

[11]南寧市科學技術局.蝴蝶蘭種質資源的收集、優良品種繁育及示范推廣.2011，4

[12]謝啟鑫，繆南生，宋小民，等.蝴蝶蘭種質資源遺傳多樣性的ISSR分析[J].西北植物學報，2010，30（7）：1331-1336.

[13]陳玉水.臺灣蝴蝶蘭的常規育種與生物技術概述[J].西南園藝，2005，33（5）：26-29.

[14]宋倩，卜朝陽，盧家仕，等.基于二維碼的蘭科植物資源圃信息管理系統開發[J].廣西林業科學，2015，44（2）：178-180.

[15]朱根發.蝴蝶蘭種質資源及雜交育種進展[J].廣東農業科學，2015（5）：31-38.

[16]黃歆怡，覃茜，謝振興，等.蝴蝶蘭種屬植物及其現狀研究[J].農業研究與應用，2018，31（1）：42-47.

[17]陳和明，呂復兵，李左，等.基于表型性狀的蝴蝶蘭種質資源分類[J].中國園藝文摘，2017（2）：1-8.