牡丹,在中國被稱為“百花之王”,寓意著富貴。自李唐以來,牡丹便盛行于世,尤其在唐宋時期,它更是被尊為皇家的象征花卉。你對它的了解有多少呢?是否也曾被它那絢爛多彩的花朵、高雅脫俗的氣質所深深吸引?
“武則天貶牡丹”的故事
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傳說,在一個大雪紛飛的冬日,武則天突發奇想:如果能在這樣的大雪天里,看到花園里百花盛開,那該是多么美妙的景象啊!于是下令讓花園里的所有花第二天就得綻放。當第二天她步入花園時,所有花都聽話地開了,但唯獨牡丹,傲然挺立在雪地之中,花瓣緊緊包裹著花蕊,沒有綻放。
武則天非常憤怒,于是將其貶至洛陽。原以為牡丹會因此凋零,但出乎意料的是,當春暖花開之時,牡丹在洛陽綻放得尤為絢麗。這令武則天更加惱怒,她下令焚燒牡丹,然而焚燒后留下的焦骨牡丹,在第二年依然綻放出美麗的花朵。
這個傳奇故事展現了牡丹的堅韌與美麗,不過呢,從科學的角度來講,要想調控牡丹的花期可不是件容易的事兒;并且牡丹也不是個隨遇而安的主兒,它的“豪宅”選址可是相當挑剔,生長區域窄得讓人直呼“高冷”。
你問我怎么知道的?因為我是對牡丹了如指掌的小花農。牡丹的每一個生長小秘密,都逃不過我的火眼金睛。從最初的懵懂探索,到現在讓它們隨心所欲地綻放,我可是費了不少心思。
四季不歇的牡丹育種之路
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由于牡丹在中國已有幾千年的栽培歷史,目前品種大多為近親繁殖,導致后代無新的優良性狀出現。為了突破這一瓶頸,我們必須擴大育種范圍,引入新的野生品種進行遠緣雜交。
可是牡丹對環境很挑剔。太冷和太熱都不行,它們喜歡生長在氣候適中、土壤肥沃的地區。因此,在育種過程中,我們得努力培育出具有更強適應性的品種,如耐濕熱或耐寒冷的品種,這樣牡丹就能種到更多地方了。
每年四、五月份,當牡丹盛開之際,便是我們最忙碌的時刻。首先,我們需要在花叢中挑選性狀最為優良的植株作為父母本。為了確保育種的成功,我們需要精確把握時間,進行授粉工作。隨后,便是等待果實的成熟,收集種子。
而到了九、十月份,隨著秋季的到來,我們會將收集到的種子播種到土里,期望它們在來年能夠發芽。牡丹生長速度很慢,從一棵種子播下去到開花大約需要3~5年的時間。所以考慮到牡丹強烈的季節性,我們必須根據季節變化安排不同的工作。種子的播種、苗子的移栽、分株,每一項工作都需精心策劃,以確保植物能夠健康生長。
我們每年都會在地里觀察這些種子到小苗再到開花的生長性狀。我們期待從中發現新的品種,它們或許擁有獨特的花形花色,或許在生長習性上有所突破。
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牡丹花開單季,只在春天盛開。
為了讓牡丹在冬季也能綻放,我們還引入了花期調控技術。通過科學的手段,讓牡丹在元旦、春節等節日期間盛開,為節日增添喜慶氛圍。
科技催開“富貴花”
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在育種方面,牡丹的研究正經歷著從傳統到現代的轉變。育種技術經歷了從1.0時代的自然選育,到2.0時代的雜交育種,再到如今3.0時代的分子育種。隨著分子生物學的快速發展和組學數據的積累,我們有了更多的技術手段來加速育種進程,提高品種改良的效率。
未來,牡丹育種有望迎來革命性突破——設計育種時代!這意味著,我們可以根據需求,設計并培育出符合我們意愿的新品種。為此,我們正緊鑼密鼓地開展基礎科研:揭秘牡丹的遺傳密碼,研究基因如何工作,并嘗試用高科技手段如基因編輯來改造它們。
但是這可不是件容易的事!牡丹的基因組非常龐大且復雜,其大小約為人類基因組的4倍。它的染色體數量少,但每條染色體上所承載的遺傳信息卻相當于5個水稻基因組的容量。想要讀懂它,先得摸清它的底細,理解牡丹長成啥樣、有啥特性,背后都是哪些基因在“指揮”。
更有挑戰性的是,牡丹的遺傳轉化方法我們還沒完全掌握,這就像少了把鑰匙,打不開基因改造的大門。而且,牡丹生長慢悠悠的,研究起來特別耗時費力。
但我們沒有灰心,我們正一步步攻克難關,調整策略,優化方法,只為早日解鎖牡丹育種的新篇章。雖然路還長,但我們滿懷信心,期待不久的將來,能給大家帶來更多驚喜!
牡丹全身都是寶
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你可能會有疑問:為什么要對牡丹進行育種呢?育種之后的新品牡丹有什么特點?
那特點可太多了。為了滿足大眾對于美的追求,我們致力于培育出更多具有獨特觀賞性狀的新品種。你見過花型獨特多樣的牡丹嗎?比如荷花型、菊花形、繡球形、皇冠形等多種形態。你見過花色豐富多彩的牡丹嗎?赤橙黃綠青藍紫一應俱全,甚至還包括了罕見的復色形式!
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除此之外,牡丹籽、牡丹花莢、牡丹皮都有各自的食用和藥用價值。
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在未來的育種工作中,我們會注重牡丹多種價值的挖掘和提升,培育出更多具有優良藥用性狀的新品種。同時我們也希望能夠深入研究這些成分,揭示其合成代謝途徑,并利用生物合成技術進行相關產品的開發。
牡丹作為富貴的象征,一直深受人們喜愛。盡管過去牡丹因價格昂貴而難以普及,但如今我們期待通過科技進步,降低其種植成本,讓這富貴之花能夠走進千家萬戶。這樣,牡丹便能真正融入人們的日常生活,成為傳遞美好與希望的使者。
文/田彩環(中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員,中國園藝學會分子育種分會副理事長)
來源 /《科學故事會》2025年12月刊
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編輯:汪黃寧
審定:鄒 貞
審定:陳 玲
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