劉子琳，張 群，鄧傳遠

（福建農(nóng)林大學園林學院，福建福州 350100）

長壽花原產(chǎn)于馬達加斯加島，東南亞、我國南部與我國臺灣有少數(shù)原生種，目前作為觀賞花卉廣泛分布于世界各地[5]。長壽花由于花期長、觀賞效果佳、容易栽培，在花卉市場中占有重要地位，成為市場上發(fā)展最快的盆花之一[6]。在我國十四五規(guī)劃中，明確提出要創(chuàng)新種質(zhì)，但目前研究主要集中于花卉生產(chǎn)與栽培繁殖上，高品質(zhì)長壽花主要依賴荷蘭進口[7-8]，歸納總結(jié)了國內(nèi)外長壽花栽培技術(shù)、繁殖技術(shù)、育種技術(shù)，并提出建議與展望。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

關(guān)鍵詞是對一篇論文的概括和凝練，分析某一領(lǐng)域相關(guān)文獻關(guān)鍵詞，有助于了解該領(lǐng)域研究方向，挖掘研究熱點。在中國知網(wǎng)，以“長壽花”“圣誕伽藍菜”“Kalanchoe blossfeldiana”進行主題檢索，最終篩選出相關(guān)文獻150 篇，使用CiteSpace 軟件，對150 篇文獻進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析與關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，關(guān)鍵詞共現(xiàn)是提取統(tǒng)計所有文獻中的關(guān)鍵詞，以其作為節(jié)點，某一關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次越高，其節(jié)點越大；關(guān)鍵詞突現(xiàn)是表示關(guān)鍵詞在某一時段突然大量出現(xiàn)，可反映領(lǐng)域內(nèi)某一時段的研究熱點或研究趨勢。

國內(nèi)研究文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖顯示（見圖1），除了“長壽花”以外，“組織培養(yǎng)”“愈傷組織”“快速繁殖”出現(xiàn)頻次較高。圖中關(guān)鍵詞分布比較集中，研究方向主要分為兩大分支，分別是組織培養(yǎng)和栽培管理，其中，對長壽花的組織培養(yǎng)技術(shù)研究集中且數(shù)量較多。

圖1 國內(nèi)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

通過對長壽花相關(guān)150 篇文獻出現(xiàn)頻次最多的25個關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)分析（見圖2），結(jié)果顯示：1986-2021 年，早期突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“伽藍菜”“室內(nèi)花卉”“周年開花”；中期主要是研究花卉栽培與繁殖技術(shù)，突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“溫室栽培”“扦插基質(zhì)”“胚狀體”“快速繁殖”“組織培養(yǎng)”等；近期突現(xiàn)的關(guān)鍵詞是“觀賞價值”“盆栽”“花期調(diào)控”。

圖2 國內(nèi)研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析與突現(xiàn)分析可以看出，在長壽花引進早期，主要是長壽花的推廣應用，中期開始研究長壽花栽培與繁殖技術(shù)，近些年是研究長壽花觀賞性狀、觀賞價值。國內(nèi)學者對長壽花的栽培繁殖技術(shù)有了較為完善的研究，且研究集中于組織培養(yǎng)技術(shù)的應用，成為中期乃至現(xiàn)在的研究熱點，但較少涉及長壽花育種及分子層面。

1.2 國外研究現(xiàn)狀

在Web of Science 所有數(shù)據(jù)庫中，以“Kalanchoe blossfeldiana”為主題進行檢索，最終篩選出相關(guān)文獻119 篇，使用Citespace 軟件進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析（見圖3）。共現(xiàn)圖譜中關(guān)鍵詞分布較分散、均勻，沒有特別集中的點，除了檢索主題外，其他關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次比較平均。沒有出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞，說明國外研究領(lǐng)域較廣，研究主題多樣，有“長壽花品種”“培養(yǎng)最佳條件”“景天酸代謝”“色素形成與積累”“轉(zhuǎn)基因植物”等主題。

圖3 國外研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

通過對文獻出現(xiàn)頻次最高的25 個關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)分析，得出關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析圖（見圖4）。顯示在20 世紀50～80 年代，主要是探究二氧化碳、光照因素對長壽花的影響；從2004 年開始，開始出現(xiàn)“溫度”“營養(yǎng)液”“緊湊株型”“病蟲害首次報道”“延遲花期”“花青素積累”及與基因工程相關(guān)的“農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化”“植物生長調(diào)節(jié)劑的替代”“長壽花品種”等關(guān)鍵詞。

圖4 國外研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜

通過以上分析可知，國外學者對長壽花的研究在不斷深入、拓展，研究多集中于長壽花生理因素和內(nèi)含物方面，比如，環(huán)境因子對長壽花生理進程的影響，或利用現(xiàn)代基因工程，使長壽花獲得或改良某些性狀，提高長壽花品質(zhì)，培育新品種。

2 栽培技術(shù)

2.1 無土栽培

長壽花栽培較容易，喜溫暖環(huán)境，耐干旱，澆水不宜過多，保持盆土稍干燥為宜，對土壤要求不嚴[1]。余蓉培等[9]對從荷蘭引種的長壽花品種，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析，開展品種比較和適應性試驗，篩選出適宜云南氣候條件的品種。長壽花除了常規(guī)土培，還可采用無土栽培，有學者研究了不同基質(zhì)配比對長壽花生長和開花的影響，并對基質(zhì)進行篩選[10-11]。隨著栽培技術(shù)的發(fā)展，利用水培方式栽培花卉越來越多，但長壽花耐旱怕澇的生態(tài)習性，普遍認為不能水培。有學者通過水培試驗，利用營養(yǎng)液發(fā)現(xiàn)長壽花可以正常生長，適合做水培花卉。一般的水培花卉需要利用殺菌劑抑制營養(yǎng)液中微生物的生長，有研究表明，殺菌劑不利于長壽花生長，因此，可不添加殺菌劑，在清水中不需要外源激素便可生根[12-13]。

2.2 矮化植株

長壽花節(jié)間長、徒長與光照有關(guān)，為了使長壽花具有緊湊株型，可采用物理方式對植株進行矮化培養(yǎng)，常用的方式有修剪、摘心、光照調(diào)節(jié)、控制扦插時間、施肥等[14-15]。施用植物生長調(diào)節(jié)劑能有效矮化植株，目前使用較為普遍的是多效唑，能顯著縮短長壽花節(jié)間長度、減小冠幅、降低株高[16]。余蓉培等[17]利用梯度試驗，探究不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑GA3和B9對長壽花生長發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)GA3可增加長壽花株高、降低葉綠素含量、縮短花期；B9可降低長壽花株高，延長花期。

2.3 微型培養(yǎng)

試管花卉植株嬌小，培養(yǎng)在精致的小試管或玻璃瓶內(nèi)，是當前市場上較為流行的迷你型花卉。鄭新會等[18]以莖段為材料，利用組織培養(yǎng)技術(shù)在培養(yǎng)基中加入色素，獲得4 種彩色長壽花“迷你試管花卉”。呂侃俐和薛嬌[19-20]分別進行試管開花和瓶內(nèi)開花研究，成功使長壽花在試管和小瓶內(nèi)部生長開花。

2.4 環(huán)境及其他因子對長壽花的影響

長壽花原產(chǎn)于非洲，喜溫暖環(huán)境，不耐寒，為了增強長壽花耐寒性，提高市場潛力，有學者探究了低溫對長壽花生理過程的影響，結(jié)果表明，低溫對光合碳代謝和根系滲透水的吸收有直接或間接影響[21]。長壽花是典型的短日照花卉，喜低溫和PAR 水平，10～15mol/m2·s 的PAR 水平和20℃的溫度對長壽花生長和品質(zhì)最有利[22]。劉彥中等[23]探究60Coγ-射線輻射對長壽花某些生理指標的影響，發(fā)現(xiàn)60Coγ-射線輻照有利于長壽花生長代謝，增強植株抗逆性，對提高其觀賞價值也具有積極影響。

3 繁殖技術(shù)

長壽花可采用播種、扦插、分株等繁殖方式，但一般種子較少或不產(chǎn)生種子，所以，扦插是最簡便、快捷的方式。但長期無性繁殖易導致病毒在植株內(nèi)積累，盆花觀賞性狀會隨扦插代數(shù)的增加逐步產(chǎn)生退化[15]。相較于傳統(tǒng)繁殖方式，組織培養(yǎng)技術(shù)的應用使花卉生產(chǎn)具有繁殖系數(shù)高、繁殖周期短、成本低、可全年進行大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點[24]，但組織培養(yǎng)的繼代次數(shù)會對增殖產(chǎn)生影響[25]。

3.1 組織培養(yǎng)

目前，關(guān)于長壽花組織培養(yǎng)已有大量研究，對外植體的選擇，大部分學者采用葉片和莖段，而程軍[26]利用長壽花花序成功進行組織培養(yǎng)。薛嬌等[27]發(fā)現(xiàn)對外植體的滅菌處理，莖尖的最佳消毒方法：0.1%mg/L 升汞消毒3min，38℃的水浴鍋中處理60min。孫利娜[28]得出長壽花嫩葉片的最佳消毒方法：75%酒精滅菌30s，無菌水沖洗4 次，再用0.1%升汞消毒12min，最后無菌水沖洗7次。培養(yǎng)基基質(zhì)配比的研究較多，任改婷等[29]通過試驗分別篩選出不同品種的最佳培養(yǎng)基。許多學者通過試驗篩選出最佳培養(yǎng)基，但因受品種、外植體等因素影響，最佳培養(yǎng)基的基質(zhì)配比并不一致[7，30-31]。組織培養(yǎng)長壽花時，在愈傷組織階段不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生不良變異，為了減少遺傳的不穩(wěn)定性，在組織培養(yǎng)時可添加生長調(diào)節(jié)劑，植物生長素可刺激愈傷組織產(chǎn)生，細胞分裂素可調(diào)節(jié)不定芽的形成和發(fā)育[32]。也有相關(guān)研究表明，TDZ（噻苯隆）比細胞分裂素BAP 對不定芽的再生更加有效[3]。

3.2 試管嫁接與微扦插

試管嫁接是在試管內(nèi)將砧木與接穗進行嫁接的技術(shù)，是將植物組織培養(yǎng)與嫁接技術(shù)相結(jié)合。劉雪松[33]系統(tǒng)研究了長壽花試管嫁接，建立了比較成熟的微嫁接體系。夏涵涵等[34]運用試管嫁接，將長壽花試管苗與玉米、綠豆、寶塔菜的試管苗進行遠源嫁接，獲得長壽花與寶塔菜、綠豆與長壽花的遠緣嫁接植株，但長勢弱；運用ISSR 分子標記嫁接苗及其砧木與接穗，發(fā)現(xiàn)嫁接苗有來自砧木和接穗的擴增位點，說明遺傳物質(zhì)在砧穗之間是可轉(zhuǎn)移的，該研究為嫁接的遺傳理論及該方法的推廣應用奠定了良好基礎(chǔ)。馮丹等[35]直接對組培苗進行瓶外微扦插生根，此技術(shù)將組培苗生根和馴化相結(jié)合，不僅縮短了培養(yǎng)周期，而且提高了移栽成活率，是一種高效快速的育苗方法。

4 育種技術(shù)

4.1 雜交育種

長壽花主要是利用雜交育種改良品質(zhì)，伽藍菜屬內(nèi)物種繁多，遺傳變異大，且易于種間雜交[5]。對長壽花進行種間雜交，發(fā)現(xiàn)親本與雜種間存在顯著差異，廣泛雜交有助于新品種發(fā)展，種間雜交對長壽花品種的改良效果顯著[36]。但長壽花種間雜交在受精前后都存在障礙，受精前花粉質(zhì)量和花柱長度是影響花粉管萌發(fā)的重要因素，受精后胚乳退化導致種子發(fā)育異常，從而阻礙了種間雜交，但種間倍性差異不影響種間雜交[37]。有學者研究了長壽花2 個品種的柱頭發(fā)育和接受能力，根據(jù)柱頭過氧化物酶的形態(tài)和活性變化，劃分了5 個不同的柱頭發(fā)育階段，對不同階段進行互花授粉后，觀察花粉管數(shù)量，發(fā)現(xiàn)第三階段（開花后4～7d）授粉的心皮中花粉管數(shù)量顯著高于其他發(fā)育期，表現(xiàn)為乳頭排列松散、花粉管滲出量最大，該項研究可幫助育種者選擇最佳的授粉時間[38]。

4.2 基因工程育種

使用基因工程育種，主要是為了使長壽花獲得更加優(yōu)良的性狀。國外學者在該領(lǐng)域研究較多，育種目標主要是矮化植株，獲得緊湊株型，還有學者研究了降低長壽花對乙烯敏感度及產(chǎn)生無標記基因植株。

4.2.1 矮化植株。雖然使用生長調(diào)節(jié)劑能有效矮化植株，但其中許多化合物對人類健康和環(huán)境都有潛在為害，一些國家已禁止使用[39-40]。所以，為了減少化學調(diào)節(jié)劑的使用，有學者指出可使用無污染的乙醇誘導赤霉素20-氧化酶的沉默達到矮化目的[41]。有學者研究了長壽花生長相關(guān)基因，運用病毒誘導基因沉默（VIGS）技術(shù)，發(fā)現(xiàn)一個基因片段導致植物生長顯著減少，并將該基因命名為KbORF1[42]。將相關(guān)基因利用農(nóng)桿菌介導法導入長壽花外植體中，利用組織培養(yǎng)技術(shù)進行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)來自煙草的GA2ox 基因、KxhKN4 基因、KxhKN5 基因、擬南芥MKS1基因及來自天然土壤細菌發(fā)根農(nóng)桿菌的rol 基因，都對長壽花植株高度產(chǎn)生了影響。在導入煙草GA2ox 基因后，長壽花轉(zhuǎn)基因株系的平均長度比野生型對照植物短2 倍，花序莖的平均長度幾乎比野生型對照植物短3 倍。GA2ox 基因的過表達是獲得花卉緊湊生長的有用方法，但會出現(xiàn)花期延遲、葉綠素增加的現(xiàn)象[43-44]。基因KxhKN4 的過表達和KxhKN5 的沉默，導致植株高度和直徑減小的緊湊表型，一些株系甚至具有相對較高的花序數(shù)[40]。擬南芥MKS1 基因過量表達，導致長壽花莖和節(jié)間長度減少，節(jié)數(shù)無變化[45]。通過將來自天然土壤細菌發(fā)根農(nóng)桿菌的rol 基因插入到長壽花中，產(chǎn)生了沒有延遲開花的緊湊型植株[46]。

4.2.2 降低長壽花對乙烯的敏感度。乙烯參與很多生理和發(fā)育過程的調(diào)節(jié)，可加速器官衰老脫落。通常在儲存庫或市場中存在乙烯，會加快花朵凋謝。Brian Christensen 研究表明，rol 基因不但延緩了植物生長，還進一步提高了采后品質(zhì)，增加了乙烯耐受性[47-48]。Mohsen Sanikhani 使用含有來自擬南芥的突變乙烯受體基因etr1-1 的質(zhì)粒pBEO210，通過根癌農(nóng)桿菌介導的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)入長壽花中，使長壽花具備對乙烯敏感性降低的特性[49]。

4.2.3 無標記基因植株的培育。轉(zhuǎn)基因植物在轉(zhuǎn)化后保留的選擇性標記基因被認為是安全問題，在通過連續(xù)轉(zhuǎn)化周期引入多個農(nóng)藝性狀的植物中，所用的多個選擇標記也是堆疊的，去除標記基因?qū)⒂欣谠诙噍嗈D(zhuǎn)化中使用相同的標記基因[49]。利用Multi-Auto-Transformation（MAT）載體系統(tǒng)，可培育無標記轉(zhuǎn)基因植株，該系統(tǒng)包括正向選擇、使用ipt 或rol 基因、通過位點特異性重組和DNA 去除系統(tǒng)，生成形態(tài)上正常的無標記轉(zhuǎn)基因植物。有學者以長壽花為試驗材料，利用MAT 載體系統(tǒng)，培育出形態(tài)正常的無標記轉(zhuǎn)基因長壽花植株[50-51]。

5 結(jié)語

目前，長壽花在花卉市場占據(jù)重要地位，具有良好的發(fā)展前景，但國內(nèi)銷售的高品質(zhì)長壽花大多依賴荷蘭進口，且目前長壽花的分類、命名比較混亂，品種繁多，對品種還未作出系統(tǒng)的研究總結(jié)。針對長壽花的栽培與繁殖技術(shù)的研究主要集中于國內(nèi)，而育種技術(shù)則主要集中于國外。我國對長壽花的研究存在盲目跟風、追求研究熱點的問題，導致研究集中于栽培、繁殖技術(shù)方面，出現(xiàn)了相似、重復研究，研究創(chuàng)新性較差，尚未發(fā)現(xiàn)有長壽花育種相關(guān)報道。相較于國內(nèi)，國外研究領(lǐng)域更廣，也更為全面，研究內(nèi)容與時俱進，善于利用現(xiàn)代先進轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育長壽花新品種，本研究列出了國外對長壽花研究的幾個方面，可為國內(nèi)長壽花相關(guān)研究提供參考與思路。創(chuàng)新林木花卉種質(zhì)資源，推廣應用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的花卉優(yōu)良品種，對我國生態(tài)文明建設(shè)具有重要作用，也能助力我國經(jīng)濟發(fā)展[8]。因此，在這一背景下，應系統(tǒng)性研究長壽花，使用先進的分子育種等手段培育出優(yōu)質(zhì)的新品種，從而掌握優(yōu)質(zhì)品種權(quán)。