今天小編分享的科學經驗:為了能被你吃掉,你知道百香果有多努力嗎?!,歡迎閱讀。
近期,由中國科學院西雙版納熱帶植物園(簡稱 " 版納植物園 ")園林園藝中心正高級實驗師吳福川團隊研發培育的 8 個西番蓮新品種,成功進行了國際登錄。
本次新品種登錄是繼 2021 年西番蓮新品種 Xishuangbanna Red(版納紅)國際登錄後的再次認證,标志着版納植物園西番蓮新品種研發能力進入國内領先水平。
西番蓮屬 " 明星 " 百香果:
集觀賞和食用于一身的熱帶水果
西番蓮屬(Passiflora)植物多為草質的多年生藤本,全世界約有 500 種, 90% 以上的種類分布于中南美洲的熱帶至亞熱帶地區,只有一小部分種類分布于亞洲。
西番蓮屬中最為出名的當為原產南美洲的雞蛋果(Passiflora edulis Sims),果實外觀橢球形,形似雞蛋,果汁香氣濃郁,具有菠蘿、草莓、香蕉、番石榴、檸檬等多種水果的香味,英文名為 passion fruit ,中文俗稱百香果。
百香果。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發版權糾紛
百香果是一種原產熱帶美洲的藤本植物,最為獨特的便是它開的花。西番蓮屬大部分植物的花都有 5 枚花萼和 5 枚花瓣,分兩輪排列。西番蓮屬植物的花都帶有大量的須狀的絲,植物學上稱為" 副花冠"。
不同種類的副花冠的長度、彎曲度和顏色不同,變化十分豐富,是西番蓮花朵上最為奇特的一個結構,它們圍繞着花心排列,通常排列成 2~3 輪,形似表盤上的刻度,再加上它們立起分叉形似指針的雌雄蕊,讓整朵花的造型宛如一個時鍾表盤,非常奇特。
百香果開的花。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發版權糾紛
百香果進入我國的時間不長,最早是由台灣省于 20 世紀初引進栽培,後來新中國成立後,沿海的廣東、福建等省又從東南亞引入,直到 80 年代後才逐漸在華南地區的水果市場上流行起來,并在廣西、福建等省得到推廣種植。目前商業栽培食用的百香果有紫果、黃果及其雜交種這三大類。
百香果果實營養豐富,且能長期挂果,全年可采,具有極高的經濟價值,已發展成為全球熱帶和亞熱帶地區廣泛種植的水果。百香果原產南美洲熱帶,生性喜四季溫暖、陽光和水分充足的環境,不耐霜凍,喜 pH 6.0 左右,排水良好的肥沃土壤,在我國福建、廣西、廣東、海南和雲南均比較适合大規模種植。
西雙版納位于雲南南部,地處熱帶北緣,這裡的氣候和土壤條件都非常适合栽種百香果,甚至在路邊的灌叢中都有自然長出的野化植株。版納植物園自 20 世紀 80 年代起引入并推廣種植百香果,後來逐漸在整個西雙版納推廣開來。西雙版納的傣族人民喜食酸味的水果蔬菜,很早便将百香果作為一種酸味食材,用來制作各種美食,因而百香果也成為當地人民日常生活的一個重要水果。
百香果飲品。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發版權糾紛
讓西番蓮順利 " 生娃 " 實屬不易
西番蓮屬的園藝品種眾多,目前全世界已有的品種已達上千個,但想要培育出一個獨一無二的新品種絕非易事。
野外野生的版納西番蓮。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
目前,西番蓮新品種培育主要有種間雜交和多倍體化兩種途徑。
種間雜交就是将兩個野生種(或有可育能力的栽培品種)進行授粉,再将獲得的種子培育出開花的植株,然後從中篩選出花朵(或果實)性狀優異、獨特且穩定的後代作為新品種。這一方法周期較長,後代可獲得的變異有限。
多倍體育種就是采用物理或化學的方法将二倍體幼苗進行染色體加倍,獲得四倍體後代。這一方法通常可以獲得花朵或果實更大的新品種。
對于培育西番蓮新品種而言,其中最關鍵的是優良雙親雜交組合的選擇,也就是說必須為 " 西番蓮寶寶 " 找到它真正的 " 爸爸媽媽 ",并且在新品種成長過程中給予适當的人工呵護,使其順利開花結果,最終從中篩選出性狀獨一無二的優良品種。
整個過程費時費力,耗時短則一年,慢則兩年。
除了雙親選擇上的困難以外,種植過程中還會面臨包括莖基腐病等病蟲災害。
以莖基腐病為例,為了克服這一毀滅性病害對植物生長的危害,版納植物園園林園藝中心吳福川團隊創造性地選用抗性較強的細齒西番蓮(P. serrulata)與綠果西番蓮(P. maliformis)作為父母本,通過人工授粉雜交的方法培育出抗莖基腐病的雜交後代 F1 并将其作為砧木,再挑選帶有葉芽的百香果幼嫩枝條為接穗,最後将兩者嫁接在一起培育出新的百香果種苗。
抗性砧木。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
歡迎來到西番蓮屬植物的視覺盛宴
西番蓮屬植物大多具有非常美麗和精巧的花朵,它們花色豔麗、群體花期長、生長旺盛,是一類有着很高觀賞價值的熱帶藤本花卉。
近年來,吳福川團隊通過不斷收集觀賞價值較高的西番蓮原生種,開展了大量的人工雜交育種工作。2021 年 8 月,該團隊培育的 Xishuangbanna Red(版納紅)西番蓮成為我國首個獲得國際西番蓮協會權威認證的新品種,具有十分重要的開創意義。
西番蓮新品種 " 版納紅 "。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
版納紅為人工誘變選育而成的四倍體,與二倍體親本紅花西番蓮(P. miniata)相比,表現為花瓣、花萼增厚,花瓣、萼片邊緣具有不規則的齒狀,副花冠兩輪,均增粗變短,花分泌蜜汁增多。
柱頭、花藥、苞片上的腺體均增大,葉片長約 8.5 厘米,寬約 5 厘米,較親本增厚增大,邊緣呈不規則銳齒狀。整個花朵比親本紅花西番蓮的花朵重 45% 左右。
" 版納紅 " 解剖圖。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
時隔兩年,由該團隊培育出的 8 個西番蓮新品種又成功喜獲國際登錄認證。 8 個新品種分别為 Ziying(紫瑩)、Xiyuan Red(西園紅)、Zhuangyuan Red(狀元紅)、Banna Sky(版納天空)、The Spirit of the sea(海之精靈)、Mansai Red(曼賽紅)、Mansai 1(曼賽 1 号)、Mansai 8(曼賽 8 号)。
紫瑩、西園紅、狀元紅、版納天空。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
海之精靈、曼賽紅、曼賽紅 1 号、曼賽紅 8 号。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
其中最值得一提的是紫瑩西番蓮,它是由細齒西番蓮與綠果西番蓮雜交授粉後獲得的 F1 子代中篩選出的優良後代,花朵外觀與母本綠果西番蓮近似,但果實成熟後黃色,有濃郁的香氣,既可以作為培育商品百香果種苗的嫁接砧木,又是一種觀賞和食用兼備的西番蓮新品種,非常值得生產中推廣種植。
西園紅、狀元紅、曼賽紅、曼賽 1 号、曼賽 8 号,均是來自紅花西番蓮的雜交後代,花朵均以濃郁的大紅色為主,主要區别在花瓣上的長寬、大小以及副花冠的顏色和長度上。
西園紅以花瓣向下反折為主要特點;狀元紅具有黃綠色的葉片;曼賽紅的花色比較深,呈暗紅色,副花冠以白色為主;曼賽 1 号和曼賽 8 号比較相似,但前者副花冠紅白相間,而後者的副花冠以暗黑色為主。
3 個西番蓮新品種之所以以 " 曼賽 " 取名,是因為它們皆由版納植物園與勐侖鎮曼賽村共建的水果采摘園選育而來。
觀賞植物也能擁有一張 " 身份證 "?
全世界觀賞植物的種類繁多,人工培育出的品種也很豐富。物種的多樣性、品種的多樣性已經達到一個非常龐雜的程度,如果沒有一個嚴格的國際标準管理體系作為依據和準則來約束,則将會使各種觀賞植物品種在流通中變得雜亂無章。因此,開展國際登錄工作在世界觀賞植物領網域中是十分必要的。
觀賞植物品種的國際登錄是園藝學術界的一個體系,對保證觀賞植物品種名稱的一致性、準确性、穩定性意義重大。通常情況下,一個花卉新品種要經過相應的國際登錄機構的審核和确認後,才能在年報中登記它的名字。
這點很像人類社會的身份證登記,植物新品種有了這樣一張 " 身份證 ",相當于獲得了國際園藝體系的認可,建立了屬于該品種的标準名稱和檔案,便于在今後的研究、生產、推廣和流通中有據可循。
" 版納紅 " 國際登錄證書。圖片來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
目前,西番蓮屬新品種的國際登錄機構是由位于英國的國際西番蓮協會(Passiflora Society International)負責,申請人可以在該機構的官方網站上直接填寫相關資料來進行品種登記,需要申請人提供個人信息、培育地的氣候條件、新品種的花、葉、果的性狀特征及相關彩色照片等。
結語
植物新品種的培育過程雖然艱辛,但是能為一個產業帶來深遠的影響。更多的花卉、水果新品種将為人類提供更多的選擇,同時增加品種的多樣性,也可以避免因單個品種的生產受到重創後帶來嚴重的後果。
生長中的植物幼芽。圖庫版權圖片,轉載使用可能引發版權糾紛
版納植物園園林園藝中心吳福川團隊,目前在做的育種工作除了西番蓮屬外,還包括熱帶睡蓮、羊蹄甲屬、玉葉金花屬等類群,并且也已取得一些階段性成果,獲得國家林業和草原局頒發的品種權證書,今後還将繼續在熱帶植物的資源收集和品種培育中不斷創新。
策劃制作
出品丨科普中國
作者丨莫海波 吳福川 中國科學院西雙版納熱帶植物園
監制丨中國科普博覽
責編丨林林、金禹奮(實習生)
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