扬州大学:“金科状元”再现芍药“金带围”之美

日期:2016-09-06 16:59:48编辑作者:申博

北宋年间,韩琦镇守扬州之时,在禅智寺的芍药圃中,忽得一株芍药开有四朵大花,花瓣深红,腰有金线,遂名“金带围”。韩琦得知,驾临观赏,见花有四朵,便邀请扬州大有才华之人王珪和王安石一同观赏。韩琦心想,“花有四朵,人只有三个,未免美中不足。”正在踌躇,忽有大名士陈升之来拜。韩琦大喜,次日便在芍药圃前大宴,将四朵“金带围”摘下,每人头上簪了一朵。

  后此四人都官至宰相,芍药也因此坐实了“花相”之称谓。然而,后人却始终只能在北宋科学家沈括《梦溪笔谈·补笔谈》“四相簪花”的故事中“赏”到“金带围”之美,甚是遗憾。

  如今,在扬州大学芍药种质资源圃,一种“全身大红,腰系金环,翩翩起舞”的芍药分外引人注目。这是该校陶俊教授历时十多年培育出的芍药新品种“金科状元”,使得扬州人魂牵梦绕的芍药名品“金带围”终于重现。

  文化传承下的科研使命

  21世纪初,扬州史可法纪念馆得一株稀品芍药,观外形神似传说中的“金带围”。“但此株芍药开粉红色花,与宰相红袍官服的色彩并不相符。”陶俊经过考证,认为其并非正宗“金带围”。此后,在山东等地也传出发现“金带围”品种,陶俊前往观测,其色为白色,更加予以否定。

  “再现这一千年传奇就是我科研工作的责任使命。”陶俊介绍,闻名遐迩的“金带围”是扬州芍药文化的重要象征,2005年,扬州市将芍药增补为市花,并对扬州芍药文化与芍药产业的恢复极为关注。

  正宗的“金带围”到底是什么样的?陶俊从历史、文化与学理等方面进行深入研究,最终总结出其在植物学性状上的四大特征:其一,花的高度大于花的直径,否则与官袍长宽比例不协调;其二,花的颜色应为红色,粉红、白色等均不符合宰相官袍色调;其三,花型是金环型,残留的雄蕊即“金腰带”开放在花的中间,将花一分为二,上下部比例协调;其四,花的上下部均为重瓣,盛开时下部花瓣要能如长袍一样下摆、不能上翘。

  育种之路多艰难

  “芍药的花型与牡丹一样有两条演进路径,一是来自花瓣的自然增加,二是来自雄蕊的瓣化。”陶俊介绍,花瓣向心式层层分化发育形成了千层类的花型;花瓣层数由少变多,花型则依次由荷花型、菊花型向蔷薇型方式演进。雄蕊离心式分化和瓣化形成了楼子类的花型,而在同一花原基上分化出上下两朵重叠的花器官时,便形成了台阁类的花型。雄蕊瓣化的时期和瓣化的程度不同会依次形成托桂型、皇冠型和绣球型的演进趋向。

  金环型是介于托桂型与皇冠型之间的一个过渡花型,它的形成是由于雄蕊瓣化较晚,瓣化花瓣发育的速度缓慢,致使最外几轮的雄蕊最后未能瓣化而残留下来,状如一圈金环。正因如此,金环型的瓣化阶段最不稳定,它的形成既与品种遗传性有关,也与营养状况和外界环境条件相关。据考证,历史上有关开出“金带围”花型的文字记载仅有7次。

  “上了道才知道一路黑。”陶俊笑言,总结出“金带围”芍药的四大特征容易,要将这四大特征集于一朵花且“无中生有”,却是一条艰难的科学探究之路。

  目前学界主要使用实生选种、杂交育种、诱变育种和分子育种等多种方法进行品种选育。“杂交育种方法可行可控,难度相对较小。”陶俊综合权衡各种选育方法的优劣,最终决定以杂交育种为主,其他方法为辅。

  然而,杂交育种前提是要获得大量优质品种资源。近年来,芍药被广泛种植于山东、河南等地,只要一有空,陶俊就会赶赴各地“寻花”。

  “杂交选育的种子要开出花来,至少得三年时间。而倘若开出的花并不是预期的模样,三年的努力也就白费了。”陶俊说,引种、杂交、选种等育种流程漫长而复杂,其间蕴藏着复杂的科学原理与众多不确定性。

  十余年来,陶俊共收集到芍药科种质资源五百余个,芍药种质资源圃也进行了多次扩建。

  辛勤培育终开花

  “由于两地土壤性状不同,再加上扬州夏季湿度大,芍药水土不服。”偶然机会,陶俊在山东荷泽收获一株无论颜色还是花型都非常优质的芍药,立即过去引种。然而,这株芍药一到扬州却立即变得半死不活。

  “两个优秀的父母也可能生出个傻子。”由于杂交后代的表现本身就充满着变数,陶俊面对失败时经常这么安慰自己,这也是他始终没有放弃的信念支撑。

  陶俊杂交选育的又一批种子播种下去,这也是培育“金带围”以来品类最全、范围最大、面积最广的一次,倾注了他很多心血。只要在扬州,他每天都会到田里去看看;每个星期,他都会带着研究生下田去测量生长数据。

  “大红袍、金腰带……”,陶俊团队始终在心里默默祈祷。盼过发芽、成株等阶段,看着花朵儿一天天变大,他们的心也一天天跟着紧张。然而,当植株全部开花后,别说“金带围”,就连“金环型”性状的影子都没有,试验再次宣告失败。

  依据“芍药开花会随着植株营养状况和外界环境条件的改变而发生变化,尤其是芍药种子播种的苗在幼年阶段开花时,由于先天营养储备不足,自身往往不能充分展现它固有的性状,而随着生长年龄的增加,许多单瓣的花会向重瓣花转化”的原理,陶俊对以往的育种群体进行了逐个梳理,惊奇地发现,竟然有几株芍药还是按照设计的样式呈现出来了。

  在品种选育上,国际惯例是新品种要同时具有特异性、一致性和稳定性。因此,发现一朵形似“金带围”的芍药并不代表试验培育成功,还要保证这个单株开花年年稳定不变、且由单株克隆扩繁的群体也表现一致没有差异才行。

  当上年选出的“金带围”植株再次开花时,陶俊教授发现,这一年开出的花并没有同时呈现出“金带围”四个齐全的的典型特征,他沮丧不已。

  然而,科学研究又给了他意外惊喜,就在这些植株的不远地块,几年前不经意选育出的、起初当作皇冠型培育的芍药苗,经过扩繁复花后却一致地开出了若干朵典型的金环型的“金带围”,“真是无心插柳柳成荫。”陶俊深深感叹。

  如今,经过几年的培育,“金带围”芍药的性状越来越稳定,但陶俊却将这一新品种命名为“金科状元”。他认为,“金带围”确实已经失传,现在培育出的品种只是根据传说再现历史上的“金带围”形象,而它的遗传基因肯定与历史上的“金带围”不一致,“金带围”的地位永远无法取代,我们要尊重科学、敬畏历史。

  目前,“金科状元”已经江苏省农作物品种审查委员会审定通过,并被授予了江苏省农作物品种鉴定证书,这些芍药新品种终于在扬州“安家落户”了。

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