中国林科院花卉中心 彭镇华 汪政科 孙振元 中国水仙花是我国传统十大名花之一，栽培历史悠久，早在唐宋时代就有“凌波仙子”之美称。它玲珑剔透，叶如翡翠，花似金盏银台，素雅清香，玉洁冰清，色、香、味、韵俱佳。尤其是经艺术高手精心雕琢后，千姿百态，惹人折腰。水仙只需一碟清水，在寒冬岁尾，群芳俱寂之时，凌波吐翠，生机盎然，给人间带来了无限春光。因此，人们把水仙花视为吉祥、美好、纯洁、高尚的象征，家家户户都喜欢用它作为年花，馈赠亲友的佳品。文人墨客为之写诗作赋，吟咏不绝。然而，水仙花鳞茎球存在两个重大缺陷。一是在室内水养或盆栽时，植株易徒长，叶与花葶生 长细弱，枝叶发黄，柔软易垂折；同时，浸养水仙花的营养全靠鳞茎球的鳞片所贮藏的养分来供给生根、长叶与开花。由于前期徒长，消耗养分过多，后期供给开花用的营养匮乏，花期最长也只有半个月。如调理不适当或气温偏高，花期更短。虽可用人工雕刻造型，控制株型，但鳞茎球被剜去一半甚至过半，同时，从创口处又流出大量的营养粘液，使球体鳞片内贮藏的营养物质更加不足，导致花期更短暂。二是品种太少。中国水仙为同源三倍体，具高度不孕性，虽然子房膨大，但种子空瘪，用常规的杂交育种方法无法繁殖，更无法获得新的品种，所以在中国1200余年的栽培历史中只有单瓣的“金盏银台”和复瓣的“玉玲珑”两个品种。 辐射肓和 矮化株型中国林科院花卉中心从 1982年开始到1997年经过15年时间，通过辐射育种技术进行水仙株型育种，已获得水仙I花矮化生产技术。矮化株型，减少鳞茎球内贮藏的营养消耗，提高了水仙花商品鳞茎球的质量与观赏价值，使之更适于家庭水养达到开花观赏的目的。 “矮化水仙花”有如下特点： (1)植株姿态：株型矮壮挺拔，一般株高为原高度的1／2左右，箭多花团锦簇，姿态优美绰约，品性素雅。 (2)叶片姿态：叶片短宽扁平，坚挺厚实；叶色由浅绿变为浓绿如翠，且有光泽。 (3)花葶：茁壮，亭亭玉立，高15-20cm；花开飞舞葶端，笼罩于翠叶之间。 (4)花香：花香增浓，清香幽远，在8℃—15℃之间，花期延长10—15天。 (5)根系：内质须根粗短，长5—10cm左右。 “水仙花矮化技术”获1992年安徽科技进步奖，1997年第四届中国花卉博览会科研成果二等奖。并于2000年10月28日取得中华人民共和国国家专利。 基因工程 控制花型在水仙花株型育种上取得突破后，林科院花卉中心又通过基因工程技术对水川J花花型控制和改变进行了艰苦攻关。 (1)改变花型的理论基础虽然植物花器官的发育形成涉及成千上万个基因的相互作用，但利用基因工程方法对—个或几个关键基因进行改变，完全可以达到改变植物花器官的形状及组成的目的。花器官是由花器官原基分化而来的，其发育是以轮为单位，在正常的花芽中花器官原基可分为四轮，用I，II，IⅡ，IV来表示。位于轮I上的花器官原基将分化形成萼片轮n的原基分化形成花瓣；轮Ⅲ的原基分化形成雄蕊；轮IV的原基分化形成雄蕊。人们根据对拟南芥和金鱼草花的同源异型突变类型研究提出了“ABC模型”。即在正常花器官发育过程中，可以产生A、B和C三个功能。每个功能作用于两个相邻的两轮。如第1轮处于A功能控制之下，原基发育为萼片。第Ⅱ轮受A和B两个功能的控制，原基发育为花瓣。第111轮由B和C两个功能控制，原基发育为雄蕊。第1V轮则由C功能控制，原基发育为心皮。在三个功肓巳中A牙口B、B和C相互重叠，共同作用。在任一特定轮内发育的原基，其花器官的属性取决于在这轮内起作用的功能及其组合，相应地如果存在三组同源异型突变，使A、B、C中任何一个丧失功能，就会导致花器官的错位发育。合理地有针对性地利用突变体，可以控制花型，例如突变使功能C丧失，这样花器官原基就不分化形成心皮，而错位发育使花瓣和雄蕊的数量增多。 Agamous(Ag)为C功能中的基因，Ag突变体的C功能丧失。因此Ag突变体只有花萼与花瓣两种器官，但却出现增殖现象。因此可以对Agamous基因进行改变，抑制 C功能基因而让B功能基因进行异位表达，从而达到改良花卉品种的目的。 (2)控制水仙花型基因的克隆中国林科院花卉中心经过3年研究，建立了水仙的高频再生体系，和抗生素筛选体系。从水仙花中克隆出对花形态发育有重要调控作用的Agamous同源基因的完整序列，命名为Ntagl(Narcissus tazzata Agamousl)。该基因的序列与多种植物的Agamous基因的同源性较高，基因长度为1320个碱基对，开放阅读框690碱基对，编码一个有230个氨基酸蛋白质。该蛋白质具有MADS盒、L区、K盒、N端和C端，N端只有一个氨基酸，而在C端有67个氨基酸，与其它植物的比较发现不同植物的Agamous同源基因在MADS保守性最高，56个氨基酸中只有1—2个氨基酸序列不同，同源性达90％以上；K盒和L区保守性较低，不同植物的 Agamous在L区K盒的差异很大，这对花形态的改变是至关重要的。并根据水／l山愈伤对潮霉素敏感而构建了含潮霉素的表达质粒。水仙花的Agamous基因的克隆奠定了对水仙花型进行遗传改变的物质基础。如果将其它植物的Agamous基因构建成反义RNA表达质粒转化到水仙中，控制水仙的B功能基因异位表达到III，IV轮，即可形成重瓣水仙。
