國內(nèi)蝴蝶蘭育種技術(shù)的研究進展

張 果， 趙玉安， 劉曉鵬， 王瑞華， 蔣拴麗， 楊書才

(鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所， 河南 鄭州 450005)

蝴蝶蘭(Phalaenopsis)為蘭科蝴蝶蘭屬多年生草本植物，花形似蝶，花期長、花色豐富且艷麗多姿，被譽為“蘭花皇后”[1]，深受世界各國人民的喜愛。蝴蝶蘭種類繁多，其中傳統(tǒng)大花類常年占據(jù)較大的市場份額，近年來珍奇類、斑點類和多花類蝴蝶蘭則因其多元性、新奇性越來越受歡迎。受市場吸引，我國蝴蝶蘭的產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品陸續(xù)進軍美國、韓國、日本及歐洲市場，消費量穩(wěn)步增長，國內(nèi)外市場前景與產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好[2]。但由于我國蝴蝶蘭育種工作起步晚，品種仍依賴引進，自主培育品種較少[3]，新、奇、特品種更為稀少。近年來隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對蝴蝶蘭觀賞性狀遺傳規(guī)律、花色形成機理、分子標(biāo)記等新技術(shù)應(yīng)用研究和雜交育種、誘變育種、轉(zhuǎn)基因育種等多種育種手段研究也越來越多，蝴蝶蘭雜交育種取得令人矚目的成就，但我國的育種進展比較緩慢。鑒于此，對我國蝴蝶蘭現(xiàn)狀和育種研究進展進行綜述，就進一步的研究方向進行討論，以期為國內(nèi)蝴蝶蘭育種工作深入開展提供參考依據(jù)。

1 蝴蝶蘭常見類型

蝴蝶蘭原產(chǎn)于亞洲和大洋洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了70多個原生種[4]，我國蝴蝶蘭屬植物在《Flora of China》中記錄的有12 種[5]。據(jù)統(tǒng)計，RHS至2013年12月31日，在RHS(英國皇家園藝協(xié)會，世界上唯一的權(quán)威的蘭花新品種登錄機構(gòu))登錄的蝴蝶蘭雜交種數(shù)達31 818個，但是大陸地區(qū)的蝴蝶蘭雜交育種起步晚，參與的單位不多，育種目標(biāo)也不太明確，目前在RHS上僅登錄了51個[6]。現(xiàn)代蝴蝶蘭種類繁多，常見類型為標(biāo)準(zhǔn)大花類、珍奇類、斑點花類、多花類和朵麗蝴蝶蘭類。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)大花類

主要有白花系、紅花系、白底線條花系，該類型的蝴蝶蘭最重要的原始親本為白花常用親本P.amabilis，粉紅色常用親本P.aschilleriana。

1.2 珍奇類

該類為小花類原生種初代雜交種及多代雜交種，其重要的原種親本有P.amboinensis、P.lueddemanniana和P.violacea等，帶有P.violacea血統(tǒng)的常常會有香味。近年來，通過與標(biāo)準(zhǔn)大花類雜交，珍奇類蝴蝶蘭的品質(zhì)有了很大的提升。

1.3 斑點花類

該類多由標(biāo)準(zhǔn)大花類與原種或珍奇類雜交而得，重要的親本有P.lueddemanniana、P.Ho’sFrancyLeapard、P.Paifang’sQueen、P.Goldenpeoker、P.Sentra、P.Superstupid等。

1.4 多花類

親本主要為P.equestris，還有D.pulcherrima等，具有株型緊湊、花小而多的特點，一些品種如P.Cassandra、P.Veitchiana等健株開花可達數(shù)十朵至上百朵。

1.5 朵麗蝴蝶蘭類

由蝴蝶蘭與五唇蘭(Doritis朵麗蘭)雜交而來。

2 蝴蝶蘭育種的基本理論

2.1 花芽分化機理及花期調(diào)控技術(shù)

蝴蝶蘭花型優(yōu)美、花期長，是非常受歡迎的觀花植物。其花序長短、花朵的排列和整齊度、花苞數(shù)、花徑大小等直接影響其觀賞價值。蝴蝶蘭花芽分化是開花的重要生理過程，花芽的分化率和成花品質(zhì)至關(guān)重要。研究花芽分化機理和花期調(diào)控技術(shù)，可以為蝴蝶蘭育種提供理論依據(jù)；利用花期調(diào)控可以調(diào)整父母本花期，為常規(guī)雜交育種提供便利。

蝴蝶蘭的花芽分化主要受溫度調(diào)節(jié)，成熟蘭株經(jīng)一定的低溫(18～25℃)誘導(dǎo)才能產(chǎn)生花芽[7]。韋莉等[8]以‘V31’蝴蝶蘭為試材研究發(fā)現(xiàn)，花芽分化過程可分為6個階段，即分化初始期、花序原基分化期、小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期和合蕊柱及花粉塊分化期，低溫處理15 d時，蝴蝶蘭葉片中可溶性糖含量、C/N及RNA/DNA均達到小高峰；處理30 d萌發(fā)出花芽，整個花芽分化過程持續(xù)約2個月，低溫誘導(dǎo)15 d左右是‘V31’感應(yīng)低溫誘導(dǎo)，由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長的關(guān)鍵期。段九菊等[9]以‘紅龍’蝴蝶蘭為試材，發(fā)現(xiàn)花芽分化過程和韋莉等[8]研究結(jié)果一致，低溫處理40 d開始花芽分化，高水平的C/N值有利于蝴蝶蘭花芽分化的完成，且花序原基和花原基的出現(xiàn)可作為花芽分化早期的外觀指標(biāo)。劉添鋒[10]以‘V31’為試材，研究不同肥水、光照、溫度對開花品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，高磷肥、光照強度15 000～25 000 Lx，日/夜溫26～28℃/16～18℃處理時，開花品質(zhì)最好，且光照和溫度對開花進度有顯著影響。

花期調(diào)控以低溫和適當(dāng)?shù)臅円箿夭畲呋橹?。南方地區(qū)多采用高山基地催花，北方多采用覆蓋或空調(diào)輔助低溫催花。催花時要注意控制溫度、光照、適宜的肥水管理；且注意持續(xù)低溫處理達一定的天數(shù)，中間偶爾溫度起伏影響不大；從內(nèi)部可溶性糖、可溶性蛋白、C/N值、RNA/DNA值的變化可判斷由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，從外觀上以二原基的出現(xiàn)作為花芽分化開始標(biāo)志，以花粉塊分化完成作為花芽分化結(jié)束標(biāo)志，從而合理地控制催花的溫度和低溫處理時間，還可以根據(jù)需要通過調(diào)控溫度和光照強度控制開花進度。目前花芽分化理論的研究比較透徹，為蝴蝶蘭花期調(diào)控、管理提供技術(shù)支撐，為常規(guī)育種工作的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

2.2 花粉活力

花粉活力研究的目的是服務(wù)于人工授粉、保證授粉的成功及增加結(jié)實率，為目標(biāo)親本花期不遇時花粉的保存提供解決方案。蝴蝶蘭屬于蟲媒花，溫室育種需要進行人工授粉。姚麗娟等[11]研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶蘭花粉發(fā)芽力可維持1～7 d，開花第1天花粉發(fā)芽力最強，雌蕊最好的授粉時間是開花后3～4 d。喻蘭等[12]研究認(rèn)為，蝴蝶蘭花粉活力率(染色率)大小為開放1 d< 花蕾期<花蕾展開期；柱頭可授性測定顯示，蝴蝶蘭開花10～30 d內(nèi)進行人工雜交能獲得較高的成功率，其中10～15 d授粉率最高。蘭花花粉屬于二核型花粉，具有厚實的外壁，耐干燥，壽命長，易于保存[13]。在進行人工雜交時，若是自交最好選用開放3～4 d的花朵；若是不同親本雜交父本已開花，而母本未開時，可將父本開放1 d的花粉取出，暫時低溫干燥保存，在母本開花10～15 d時進行雜交。

2.3 結(jié)實性

周建金等[14]研究發(fā)現(xiàn)，三倍體和二倍體或四倍體雜交能產(chǎn)生一定數(shù)量的雜種后代, 但三倍體和三倍體雜交未能獲得雜種后代, 其原因是三倍體蝴蝶蘭主要產(chǎn)生非整倍性配子，可育配子比例低, 產(chǎn)生后代的概率小。不同雜交組合的結(jié)實率存在明顯差異，最高達100%，最低為0，由于蝴蝶蘭品種間的差異，在雜交育種時，進行正反交有利于提高雜交成功率[15]。育種過程中如果存在結(jié)實率較低現(xiàn)象，可能是由于無法產(chǎn)生整倍性配子或者親本間親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，導(dǎo)致難以雜交成功。除此之外，還有花粉的活力和柱頭可授性也會對結(jié)實率有一定的影響。因此，進行雜交組合配置時，為提高雜交結(jié)實率，應(yīng)提前確定父母本親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，淘汰親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的組合，從而避免遠(yuǎn)緣雜交不親和問題；弄清父母本的倍性，以便合理的配置雜交組合；為提高雜交成功率，每個雜交組合進行正反交，人工授粉前檢測花粉活力和柱頭活性，選擇最適宜的時期授粉。

2.4 蝴蝶蘭蒴果采收及無菌播種繁殖

姚麗娟等[11]研究認(rèn)為，授粉后3～4個月，當(dāng)蒴果飽滿、果皮綠中泛黃時采收并進行播種的，其萌發(fā)率高達100%。陳和明等[15]研究發(fā)現(xiàn)，蒴果從授粉至成熟時間高于100 d，有利于蒴果結(jié)出種子，且種子萌發(fā)率較高；若低于63 d，則蒴果內(nèi)沒有種子。

蝴蝶蘭種子成熟后沒有胚乳，需要與某些真菌共生，由真菌提供營養(yǎng)才能萌發(fā)。自然條件下，種子很難萌發(fā)，需要在無菌條件下播種育苗。在進行蝴蝶蘭無菌播種時，采用從授粉至蒴果成熟時間超過100 d、未開裂、外觀飽滿、果皮綠中泛黃的蒴果。蒴果采收后一般要盡快播種，常溫下可保存10 d左右。播種前，先將蒴果放在流水中清洗干凈，剪除上下兩端，用75%酒精消毒數(shù)秒后，置于0.1%升汞溶液中消毒10～12 min，用無菌水沖洗5～6次，無菌播種時直接將種子塊夾入培養(yǎng)瓶內(nèi)，其萌發(fā)效果好[11]。

3 蝴蝶蘭主要遺傳性狀及遺傳規(guī)律

蝴蝶蘭作為備受大眾喜愛的觀賞花卉，其花色、花朵質(zhì)地、花朵大小、朝向、花朵數(shù)、朵間距、植株冠幅和葉片張開程度等性狀直接決定其觀賞價值，因此弄清其遺傳規(guī)律，才能有目的地進行育種，從而選育出高品質(zhì)的蝴蝶蘭新品種。目前關(guān)于蝴蝶蘭雜交后代性狀分離的研究，前人已開展了部分探索。

3.1 花色

陳和明等[16]發(fā)現(xiàn)，Phalaenopsis‘SogoVivien’自交S1代花色由親本的紫紅分離出白色、淺紫和深紫；著色模式由親本的線紋分離出純色、斑點和線紋與斑點。陳和明等[17]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1花色分布上，正交組合比反交組合更容易選出超親優(yōu)良個體，花色遺傳能力上，紫紅親本( P39) 的花色遺傳能力比紫紅邊白的親本( P42)強。李佐等[18]研究表明，蝴蝶蘭不同花色的遺傳能力與覆蓋能力有所差別，依次是紅色>黃色>白色，即通過雜交育種可獲得黃底紅斑、白底紅斑的后代，而難獲得紅底黃斑、紅底白斑的后代花色。朱嬌等[19]研究發(fā)現(xiàn)，花底色較深的親本作母本時，雜種后代出現(xiàn)深底色的比例增加，推測花底色可能主要由母本決定。郭文姣等[20]研究認(rèn)為，蝴蝶蘭花底色應(yīng)是由多對基因控制的復(fù)雜遺傳，且紅色由顯性基因控制，顯性基因越多，花色越深；蝴蝶蘭花心顏色、花紋顏色和葉片性狀可能為顯性遺傳。

關(guān)于蝴蝶蘭的花色遺傳規(guī)律雖有不少報道，但大多數(shù)只集中于1個或多個雜交組合的后代性狀分離研究，花色性狀的遺傳規(guī)律還沒有系統(tǒng)的研究報道，花色的遺傳規(guī)律還不甚明了。蝴蝶蘭的花色種類繁多，究竟花色是由幾對等位基因控制、花色的顯隱性關(guān)系等還不清楚，這是蝴蝶蘭育種急需解決的問題。不過依據(jù)目前已有的研究，蝴蝶蘭的底色可能是多對基因控制的復(fù)雜遺傳，且紅色由顯性基因控制，顯性基因越多，花色越深，花色的覆蓋能力依次是紅色>黃色>白色，深色斑點和條斑的遺傳效果較好，育種工作者可以參考前人研究成果，推測不同的親本可能產(chǎn)生的花色性狀，然后選擇合適的親本進行雜交，從而獲得目標(biāo)性狀。

3.2 花朵材質(zhì)

張啟翔等[21]研究認(rèn)為，Phalaenopsis‘FrigdaasOxford’作父本更易于將其較厚花瓣遺傳給后代，花瓣厚度正交后代均介于雙親，反交后代有1試驗組低于雙親，其他3個試驗組均介于雙親。另外，張啟翔等[22]還研究了雙親均為紙質(zhì)花品種且父本具有顆粒粗糙感的花斑，雜交后代獲得了與花斑顏色近似的純色全蠟質(zhì)花，猜測可能由于原本分布在父本花瓣上的花斑，雜交后均勻分布形成了與父本花斑色近似的全深紫色蠟質(zhì)花。關(guān)于蝴蝶蘭花朵材質(zhì)的遺傳規(guī)律，僅僅猜測采用蠟質(zhì)型花品種或者具有顆粒粗糙感的花斑的優(yōu)株作親本有可能獲得全蠟質(zhì)花后代，并沒有形成系統(tǒng)的理論，未來還有大量的研究工作要做。

3.3 花朵大小、數(shù)量、株幅等

張啟翔等[22]研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶蘭花朵大小與花瓣厚度呈負(fù)相關(guān)，花朵薄的紙質(zhì)類型花朵大，而花瓣厚的蠟質(zhì)型則花朵小，雜交后代花朵數(shù)量均高于雙親，表現(xiàn)超親優(yōu)勢。郭文姣等[20]研究認(rèn)為，‘大辣椒’ 和‘0436’蝴蝶蘭正反交后代的花徑、花朵數(shù)和花序長度平均值均低于雙親，中親和超親優(yōu)勢不明顯。朱嬌等[19]研究發(fā)現(xiàn)，花徑較大、花朵數(shù)較多的親本作母本時，獲得較大花徑雜種比例增加；正反交植株冠幅均表現(xiàn)一定程度的衰退現(xiàn)象，且植株冠幅可能主要由母本決定。李佐等[18]試驗結(jié)果表明，Phalaenopsis‘FrigdaasOxford’ 與Phalaenopsis.SH49雜種后代花朵大小和花瓣大小變異程度都不大，株幅大小為多基因控制的數(shù)量性狀遺傳。從已有的研究報道可以發(fā)現(xiàn)，蝴蝶蘭花朵大小可能和花朵材質(zhì)、父母本的花朵大小均有關(guān)系，株幅多表現(xiàn)一定程度的衰退，花朵大小和株幅且可能都受母本的影響較大，因此在蝴蝶蘭育種時，母本的選擇非常重要。

4 育種途徑和手段在蝴蝶蘭育種中的應(yīng)用

4.1 雜交育種

蝴蝶蘭種質(zhì)資源由原生種和雜交種組成，其中雜交種又包括種間雜交種和屬間雜交種。全世界陸續(xù)發(fā)現(xiàn)70多個蝴蝶蘭原生種[4]，我國有12 種[5]。至2013年12月31日，在RHS登錄的蝴蝶蘭雜交種數(shù)達31 818個，但大陸地區(qū)的蝴蝶蘭雜交育種起步晚，參與單位不多，育種目標(biāo)也不太明確，目前在RHS上僅登錄51個[6]。

雜交育種是蝴蝶蘭最常規(guī)的育種方法，已有130多年的歷史，包括引種、檢測、雜交和選種。蝴蝶蘭雜交育種是選擇父母本進行雜交，從后代中篩選出目標(biāo)性狀的優(yōu)良新品種的育種方法，可以發(fā)生在同一品種內(nèi)、不同品種間或不同種及不同屬之間，也是我國選育蝴蝶蘭最常用、最重要的一種手段。雜交育種能將多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，雜交后代優(yōu)勢明顯，但獲得新品種的周期較長，往往培育一個新品種需要7～9 a。在進行雜交育種時，首先要根據(jù)自身育種需要確定育種目標(biāo)，即選育的新品種應(yīng)該具備什么樣的性狀；再根據(jù)目標(biāo)有目的地選擇合適的親本，一般情況下，綜合性狀好、適應(yīng)性強的品種作母本，而具有需要改良的目標(biāo)性狀的品種作父本，除此之外可能獲得目標(biāo)性狀的原生種、優(yōu)秀的雜交種或優(yōu)良單株均可作親本；再根據(jù)親本的倍性和親緣關(guān)系合理配置雜交組合，為了提高雜交成功率，每個組合均進行正反交，除了雜交手段外，也可以用回交來穩(wěn)定一些重要性狀或者多代自交選育出綜合性狀優(yōu)良的自交系；雜交成功后，可從F1代開始篩選優(yōu)良單株，結(jié)合組培快繁、無菌播種等技術(shù)，進一步縮短育種進程。在雜交育種過程中，若遇到父母本花期不遇，為了提高雜交成功率，可人工調(diào)控花期，人工授粉前檢測花粉活力和柱頭活性，選擇最適宜的時期授粉。

4.2 誘變育種

長期無性繁殖造成了蝴蝶蘭種性的退化，改良和創(chuàng)新其種質(zhì)資源具有重要意義，誘變育種利用物理或化學(xué)因素使生物發(fā)生突變，為蝴蝶蘭育種提供了另一種手段。近年來通過誘變育種，市場獲得了很多有觀賞價值的變異，包括花色、花形及其他形態(tài)變異等。誘變方法有物理誘變和化學(xué)誘變。

4.2.1 物理誘變 應(yīng)用γ射線輻射、空間誘變等手段進行蝴蝶蘭新品種的培育，目前已有不少的報道。輻射誘變常用60Co-γ射線，章寧等[23]將3個蝴蝶蘭品種的組培原球莖或小苗，使用60Co-γ射線進行誘變試驗，獲得一系列誘變苗；張永柏等[24]采用60Co-γ對蝴蝶蘭花粉進行誘變處理，初步選育出1個優(yōu)良變異株系。

輻射產(chǎn)生的變異可能是基因突變也可能是生理損傷或者不良環(huán)境條件等非遺傳因素產(chǎn)生的[25]。章寧等[26]利用RAPD技術(shù)進行分析，對比蝴蝶蘭輻射誘變苗與對照苗譜帶，兩者有差異，表明誘變苗是由基因突變引起的；章鐵等[27]研究認(rèn)為突變體為基因型花型突變體。不同的品種最佳輻射劑量不同，使用最佳輻射劑量照射獲得的變異程度最大[28]；孫曉莉等[29]發(fā)現(xiàn)V31蝴蝶蘭的最佳輻射誘變劑量為15 Gy；張永柏等[24]認(rèn)為蝴蝶蘭花粉輻射的適宜劑量為60～80 Gy；張相鋒等[30]研究初步確定了蝴蝶蘭原球莖的半致死劑量是50～68 Gy。蝴蝶蘭輻射誘變雖有不少研究，但大多集中在γ射線的劑量研究，對于不同品種、不同組織或器官輻射誘變時射線選擇、誘變劑量選擇及應(yīng)注意的事項，變異的原因，產(chǎn)生的變異是否能穩(wěn)定遺傳等方面還不清楚，未來還需要大量的研究。

空間誘變育種又稱航天育種、太空育種，是利用太空特殊環(huán)境使搭載的蝴蝶蘭材料產(chǎn)生變異，往往經(jīng)過空間誘變能得到花大、花期長、花型好、抗逆性強及穩(wěn)定遺傳的變異品種。目前通過空間誘變技術(shù)，結(jié)合地面常規(guī)育種和生物克隆快繁方法，已成功選育出航蝴1號和航蝴2號蝴蝶蘭，并已經(jīng)通過廣東省農(nóng)作物品種審定[31-32]。空間誘變選育的品種往往具有花型大、花朵數(shù)增加、花色加深、花期長、抗逆性強、適應(yīng)性好、抗病性和穩(wěn)定遺傳等特性[32]，一般的單位和公司在育種時往往沒有空間誘變育種的條件，但可以參考這些優(yōu)良性狀作為雜交育種、誘變育種時選擇優(yōu)株的標(biāo)準(zhǔn)，以便加快培育新品種的進程。

4.2.2 化學(xué)誘變 通常情況下，化學(xué)誘變劑誘發(fā)的突變性狀有明顯專一性，便于定向培育新品種，目前蝴蝶蘭誘變育種研究中常用的誘變劑有秋水仙素、甲基磺酸乙酯(EMS)和疊氮化鈉(NaN3)等。秋水仙素誘變蝴蝶蘭是通過染色體數(shù)目增加，從而使植株花型變大、花色更艷、抗病性更強，加倍后還能解決屬內(nèi)或?qū)匍g雜交不親和的問題，純黃色花系的Phal.GoldenEmperor‘Sweet’花型優(yōu)美，但因其為三倍體，不容易通過雜交而獲得后代，經(jīng)秋水仙堿處理葉片誘導(dǎo)出原球體，從中獲得了2個六倍體植株[33]。近年來除秋水仙素外，關(guān)于EMS和NaN3誘變蝴蝶蘭的研究報道也不少，陳超等[34]研究結(jié)果顯示，EMS和NaN3均可使部分類原球莖(PLB)白化或褐化并逐漸致死，并且EMS比NaN3的誘變處理效果好，0.5%EMS可作為創(chuàng)造蝴蝶蘭PLB突變體的參考濃度； 崔廣榮等[35-36]研究認(rèn)為，NaN3的合適誘變劑量為6 mmol/L，處理2 d；EMS適合誘變劑量為濃度0.4%，處理2～4 d。龔妮[37]用EMS對蝴蝶蘭類原球莖和不定芽的誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，EMS處理得到的再生小苗對短暫低溫的抵抗能力較正常誘導(dǎo)苗弱，但對持續(xù)低溫的抵抗能力卻比正常誘導(dǎo)苗高。

蝴蝶蘭化學(xué)誘變育種，目前應(yīng)用秋水仙堿處理類原球莖來獲得新品種方法比較成熟，但利用EMS和NaN3誘變研究還局限在誘變劑量、處理時間、誘變組織或器官選擇方面，還未成功獲得優(yōu)良的品種。誘變育種可以創(chuàng)造新的突變性狀，從而為蝴蝶蘭育種提供新的方向的途徑，但實際生產(chǎn)中誘變育種獲得的優(yōu)良變異株系較少，且變異方向不可控制，后代的性狀較難穩(wěn)定遺傳，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。

4.3 多倍體育種

多倍體育種是蘭花育種重要方法，可以通過組織培養(yǎng)(如誘導(dǎo)愈傷組織等)、有性雜交、化學(xué)誘導(dǎo)(如秋水仙素等)等染色體加倍技術(shù)獲得多倍體。蝴蝶蘭是二倍體單子葉植物，目前生產(chǎn)上推廣的蝴蝶蘭品種多數(shù)是多倍體，劉芳等[38]對85份蝴蝶蘭根尖染色體的鑒定結(jié)果表明，3.5%為二倍體、10.6%為三倍體、85.9%為四倍體，采用倍性育種方法培育蝴蝶蘭新品種時，如果以大花為目標(biāo)，可培育四倍體，如果以小花多花為目標(biāo)，可培育二倍體，如果以小花多花或中花多花為目標(biāo)，可培育三倍體。周建金等[14]研究發(fā)現(xiàn)，三倍體和二倍體或四倍體雜交能產(chǎn)生一定數(shù)量的雜種后代，但三倍體和三倍體雜交未能獲得雜種后代，其原因是三倍體蝴蝶蘭主要產(chǎn)生非整倍性配子，可育配子比例低，產(chǎn)生后代的概率小。朱嬌等[39]研究表明，不同倍性蝴蝶蘭均可以產(chǎn)生未減數(shù)雄配子，可能是由于小孢子母細(xì)胞不進行減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ紡錘體異常定向?qū)е?。蝴蝶蘭多倍體植株往往株型健壯、花色艷麗、花期長，市場上很多的推廣品種多為多倍體，因此多倍體育種的前景廣闊。在進行多倍體育種時，育種者首先要弄清楚親本的倍性，然后根據(jù)需要配備雜交組合，若遇到雜交不育的情況可嘗試人工誘導(dǎo)形成未減數(shù)雄配子或者秋水仙素加倍植株，從而有效克服育種障礙。

4.4 基因工程育種

現(xiàn)代基因工程技術(shù)旨在突破傳統(tǒng)雜交育種周期長、目標(biāo)不精確、雜交不親和、缺乏藍色及香味品種等瓶頸問題，為蝴蝶蘭育種提供新的途徑。

4.4.1 蝴蝶蘭功能基因 目前國內(nèi)對蝴蝶蘭功能基因的研究主要集中在調(diào)控花發(fā)育的基因、參與花色形成的基因、參與代謝調(diào)控的基因以及抗逆境基因。1) 與花發(fā)育相關(guān)的基因。胡月苗等[40-43]研究發(fā)現(xiàn)，MADS-box基因在蘭花的花器官形成過程中起重要作用，A、B、C、D和E類基因共同作用形成獨特及多樣的蘭花結(jié)構(gòu)，A類基因可能與花器官發(fā)育和控制開花有關(guān)，B類基因可能與花形態(tài)和結(jié)構(gòu)特異有關(guān)。崔波等[44]研究認(rèn)為，SOC1基因在蝴蝶蘭生長發(fā)育中既調(diào)控營養(yǎng)生長，又調(diào)控生殖生長；在花器管中主要參與蕊柱和子房的發(fā)育。2) 參與花色形成的基因?；ㄉ呛m的重要觀賞性狀，創(chuàng)造新花色更是蝴蝶蘭育種的主要目標(biāo)之一。與花色形成有關(guān)的色素包括類黃酮(花青素苷為主)、類胡蘿卜素、甜菜色素3大類，其中類黃酮3’5’-羥化酶(F3’5’H)是細(xì)胞色素P450家族成員之一，是合成3’5’-羥化花色素苷的關(guān)鍵酶，而查爾酮合酶(CHS)又是類黃酮合成的限速酶[45]。近年來蝴蝶蘭花色基因研究主要集在CHS、F3’5H、DFR和Myb等[46-48]，推測可能是多種基因共同表達控制花色，但具體的調(diào)控機理還不清楚，需要進一步研究。3) 參與代謝調(diào)控的基因。袁秀云等[49]研究推測，蝴蝶蘭Rubisco活化酶(RCA)基因PHRCA直接參與了蝴蝶蘭葉片光合作用的調(diào)控。4) 抗逆基因。有研究表明，蝴蝶蘭Rubisco活化酶(RCA)基因PHRCA[49]、幾丁質(zhì)酶基因PhCHT[50]、S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因[51]、熱激蛋白(PhHsp70)基因[52]能響應(yīng)一定的低溫脅迫。許傳俊等[53]研究發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸氧化酶基因PhAPX參與機械傷害和鹽脅迫調(diào)控。蝴蝶蘭基因的代謝調(diào)控是個極其復(fù)雜的過程，比如花發(fā)育相關(guān)的基因目前已知有MADS-box基因家族和SOC1基因，參與花色形成的基因有CHS、F3’5H、DFR、Myb等，參與代謝調(diào)控的有RCA基因、蔗糖合成酶基因等，參與抗逆境的基因有RCA基因、幾丁質(zhì)酶基因、SAMS基因、抗壞血酸氧化酶基因等，現(xiàn)已有的研究僅占很少部分，除此之外可能還有很多未發(fā)現(xiàn)或未開展研究的相關(guān)基因，而且目前已有報道的基因在育種工作中還沒有發(fā)揮作用，未來還有大量的研究工作要做。

4.4.2 基因工程育種進展 蝴蝶蘭基因工程育種主要集中在藍色、香味蝴蝶蘭品種的選育上，因為目前現(xiàn)有的蝴蝶蘭品種只有紅色、白色、黃色及復(fù)合色(斑紋類)等，缺乏藍色、香味的品種，通過傳統(tǒng)的雜交育種手段無法獲得藍色或者香味品種。早期蝴蝶蘭成功轉(zhuǎn)化多用基因槍法，隨著農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系逐漸成熟，在蝴蝶蘭上也有成功報道，張和臣等[54]利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將反轉(zhuǎn)錄克隆得到的三色堇F3’5’H基因全長序列和鳶尾DFR基因成功導(dǎo)入蝴蝶蘭V31品種自交后代中。另外花瓣瞬時轉(zhuǎn)化體系建立[55]，子房注射法成功應(yīng)用[56]，也為基因工程育種提供了新的手段。

5 小結(jié)與討論

近幾年我國蝴蝶蘭產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，但我國蝴蝶蘭育種工作起步晚，品種仍依賴引進，自主培育品種極少，育種工作還任重道遠(yuǎn)。目前蝴蝶蘭育種的手段有雜交育種、誘變育種、多倍體育種和基因工程育種，不同的育種手段各有優(yōu)缺點。雜交育種仍是目前最主要的育種方法，現(xiàn)有的蝴蝶蘭品種大多是利用雜交育種培育出來的，但是雜交育種周期較長；誘變育種可以創(chuàng)造新的突變性狀，選育出優(yōu)良株系后，利用組織培養(yǎng)快速擴繁，再結(jié)合雜交育種保留優(yōu)良性狀、改善不良性狀，以便獲得可穩(wěn)定遺傳的后代，但實際生產(chǎn)中通過誘變育種獲得的優(yōu)良變異株系較少，且變異方向不可控制，后代的性狀較難穩(wěn)定遺傳，不利于規(guī)?；a(chǎn)；多倍體育種市場前景廣闊，育種時要注意親本的倍性，提前采取措施避免育種障礙；基因工程育種作為新興的育種手段，其優(yōu)勢明顯，利用基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將藍色、香味等目標(biāo)性狀基因?qū)胫仓曛校山鉀Q雜交育種解決不了的難題，但是基因工程育種成本較高不利于規(guī)模化生產(chǎn)，目前成功的較少。

育種者在育種時應(yīng)根據(jù)自身的育種條件和目標(biāo)選擇合適的育種方法，可選擇單一的育種手段，亦可將多種育種方法結(jié)合使用，如誘變育種獲得優(yōu)良性狀單株后，可利用雜交育種改良不良性狀獲得穩(wěn)定遺傳后代。除此之外還要做好種質(zhì)資源的引進和保存，為蝴蝶蘭培育新品種提供足夠的原材料。