朱根發(fā),楊鳳璽,呂復(fù)兵,李 佐,陳和明,高 潔,肖文芳,任 銳,魏永路,金建鵬,陸楚橋
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所/廣東省園林花卉種質(zhì)創(chuàng)新綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)
蘭花是蘭科植物的總稱,有5個(gè)亞科801屬28 237種,是單子葉植物第一大科[1],約占所有種子植物種類的10%。蘭花花形奇特,屬種差異大,花色豐富,不少蘭花散發(fā)出沁人的幽香,深受世界各國(guó)人民喜愛。蘭屬(Cymbidium)小花型地生種,俗稱國(guó)蘭,在我國(guó)有悠久的栽培歷史,是世界上最早栽培的蘭花[2]。經(jīng)過近150多年的研究和推廣,已發(fā)展形成了7大商品化的蘭花,除蘭屬外,這些商品化的蘭花品種還包括蝴蝶蘭屬(Phalaenopsis)、石斛蘭屬(Dendrobium)、卡特蘭屬(Cattleya)、兜蘭屬(Paphiopedilum)、文心蘭屬(Oncidium)和萬(wàn)代蘭屬(Vanda)。隨著全球蘭花市場(chǎng)的繁榮和出口貿(mào)易的發(fā)展,對(duì)于蘭花育種技術(shù)的突破以及產(chǎn)業(yè)化升級(jí)的需求不斷增加。從品種到產(chǎn)業(yè),其中涉及多方面的技術(shù)集成。蘭花資源的收集、保存和鑒評(píng)是育種的基礎(chǔ)和前提,蘭花資源的保存技術(shù)研究主要包括活體保存、離體保存和花粉貯藏保存,幾種保存方式互相補(bǔ)充、結(jié)合,以達(dá)到有效保護(hù)種質(zhì)資源的目的。目前我國(guó)蘭花品種的選育仍以傳統(tǒng)育種方式為主,主要包括選擇育種(野生資源馴化篩選)、雜交育種等,但鑒于傳統(tǒng)育種存在的育種年限長(zhǎng)、工作量大等實(shí)際問題,伴隨著技術(shù)革新,出現(xiàn)了更多的育種方法,例如倍性育種法、體細(xì)胞無(wú)性系變異法,尤其是近幾年依托遺傳多樣性和親緣關(guān)系、功能基因分離和驗(yàn)證以及遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建等研究形成的蘭花分子育種方法,為蘭花育種提供了更多可能。在現(xiàn)代分子育種技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí),與之相應(yīng)的新品種種苗高效繁育、設(shè)施栽培與標(biāo)準(zhǔn)化管理、花期精準(zhǔn)調(diào)控以及病蟲害防控等產(chǎn)業(yè)化配套技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用成效顯著。
通過主題和關(guān)鍵詞Orchid(蘭花)、Cymbidium(蘭屬)、Phalaenopsis(蝴蝶蘭)、Dendrobium(石斛蘭)、Paphiopedilum(兜蘭)、Cattleya(卡特蘭)、Oncidium(文心蘭)和Vanda(萬(wàn)代蘭)在中國(guó)知網(wǎng)總庫(kù)進(jìn)行檢索,共獲相關(guān)文獻(xiàn)12 355篇,其中中文期刊占49.5%,外文期刊占33.6%,碩(博士)學(xué)位論文占9.6%,中外會(huì)議論文合4.2%(表1)。
根據(jù)搜索到的文獻(xiàn)分析可以看出,蘭花研究已受到越來(lái)越多的重視?!笆濉眹?guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)已將蘭花列為重點(diǎn)支持的6大花卉種類之一,在國(guó)家自然科學(xué)基金共享服務(wù)網(wǎng)查到獲得資助的蘭花研究項(xiàng)目有194項(xiàng),其中廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)環(huán)境園藝研究所(原花卉研究所,以下簡(jiǎn)稱“環(huán)藝所”)獲資助7項(xiàng),包括面上項(xiàng)目3項(xiàng)、青年基金4項(xiàng)。近20年發(fā)表的蘭花研究論文數(shù)量逐年增加(圖1),占總發(fā)文量89.5%,其中近10年的發(fā)文量占64.0%,標(biāo)注國(guó)家基金資助論文919篇(表1)。2002年起,石斛蘭的每年發(fā)文量達(dá)50篇以上,且逐年增加,2009年起每年發(fā)文超過200篇,2017年發(fā)文量高達(dá)485篇。2003年起,蝴蝶蘭的發(fā)文量每年達(dá)50篇以上,2010年高達(dá)119篇,此后每年保持在90篇左右。蘭屬的發(fā)文量從2005年起,每年達(dá)50篇以上,2010年高達(dá)126篇,此后略有下降。兜蘭、文心蘭、萬(wàn)代蘭和卡特蘭的研究相對(duì)較少,近10年平均每年發(fā)文量分別為24、22、10、6篇。
表1 蘭花研究相關(guān)文獻(xiàn)檢索結(jié)果Table 1 Related literature of orchid research
圖1 2000年以來(lái)發(fā)表的蘭花文獻(xiàn)數(shù)量Fig. 1 Orchid literatures published since 2000
環(huán)藝所自1984年成立以來(lái),一直致力于蘭花研究和產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用,共承擔(dān)了各級(jí)科研項(xiàng)目200余項(xiàng),發(fā)表論文300余篇,其中發(fā)表蘭屬研究論文42篇,5篇[4-8]居被引頻次前50位;蝴蝶蘭論文88篇,2篇[9-10]居被引頻次前50位,王懷宇[9]發(fā)表的《蝴蝶蘭快速無(wú)性繁殖》是被引次數(shù)最多的蝴蝶蘭文獻(xiàn);石斛蘭論文33篇;兜蘭論文9篇,3篇[11-13]居被引頻次前50位;文心蘭論文10篇,5篇[14-18]居被引頻次前50位。出版著作17部;在英國(guó)皇家園藝學(xué)會(huì)(RHS)上登錄蘭花雜交種99個(gè),選育出40個(gè)蘭花新品種通過廣東省農(nóng)作物品種審定,8個(gè)新品種獲得國(guó)家植物品種權(quán)證書;獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利15件,軟件著作權(quán)11件;制定國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng);獲各級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)22項(xiàng),其中國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng),總體研究水平處于國(guó)內(nèi)前列。此外,還發(fā)起成立中國(guó)蘭花協(xié)會(huì)(后更名為中國(guó)花卉協(xié)會(huì)蘭花分會(huì)),創(chuàng)辦中國(guó)蘭花博覽會(huì)、《中國(guó)蘭花》雜志、中國(guó)蘭花品種注冊(cè)登記、中國(guó)蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇等,對(duì)推動(dòng)中國(guó)蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
種質(zhì)資源是育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。蘭花資源已受到越來(lái)越多單位的重視,我國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)的植物園大多設(shè)有蘭科植物專類園或者保存溫室,并開展了蘭科植物的遷地保護(hù)工作;在中國(guó)花卉協(xié)會(huì)批準(zhǔn)建設(shè)的兩批69家國(guó)家花卉種質(zhì)資源庫(kù)中,蘭花資源庫(kù)10家。環(huán)藝所從20世紀(jì)80年代初就開展了蘭花種質(zhì)資源收集與研究,在有關(guān)政府部門的大力支持下,建有國(guó)家蝴蝶蘭、墨蘭種質(zhì)資源庫(kù)和廣東省名優(yōu)花卉種質(zhì)資源圃,收集保存各類蘭花資源1 365份,并廣泛開展了資源鑒評(píng)研究,利用染色體壓片技術(shù)或流式細(xì)胞儀檢測(cè)技術(shù)對(duì)69份蝴蝶蘭[3]、56 份大花蕙蘭[4]、20 份墨蘭[5]、78份石斛蘭[6]、34 份兜蘭[7-8]、12 份文心蘭[9]等進(jìn)行種質(zhì)資源的倍性鑒定或核型分析;采用AFLP或RAPD、SRAP和SSR分子標(biāo)記對(duì)54份大花蕙蘭[10-11]、42 份墨蘭[12]、84 份蓮瓣蘭[13]、100份石斛蘭[14]等開展了遺傳多樣性與親緣關(guān)系分析或雜種后代的鑒定,并利用表型數(shù)據(jù)與SSR分子標(biāo)記構(gòu)建了蝴蝶蘭核心種質(zhì)庫(kù)[15]。
隨著新一代大規(guī)模測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展,蘭科植物中已有小蘭嶼蝴蝶蘭(Phalaenopsis equestris)[16]、鐵皮石斛(Dendrobium of ficinale)[17]、深圳擬蘭(Apostasia shenzhenica)[18]和白花蝴蝶蘭(Phalaenopsis aphrodite)[19]等 4個(gè)物種先后完成了高質(zhì)量的參考基因組測(cè)序與組裝。研究發(fā)現(xiàn),蘭科植物在白堊紀(jì)/ 古近紀(jì)的分界線附近發(fā)生一次特異性WGD事件,隨即在短期內(nèi)通過基因的丟失或擴(kuò)張,分化為5個(gè)亞科。其中,擬蘭亞科丟失的基因最多,樹蘭亞科最少;通過不同蘭科植物及其外圍物種的基因組的比較發(fā)現(xiàn),M β MADS-box基因的丟失,致使現(xiàn)有蘭科植物的種子無(wú)胚乳;擬蘭亞科丟失了B-AP3 和E類旁系同源基因,導(dǎo)致它們的花返祖到原始狀態(tài);而樹蘭亞科丟失了MIKC*類的P-亞類基因,致花粉凝結(jié)成花粉塊[31]。此外,AGL12基因的丟失和ANR1基因的收縮使蘭科植物能夠成功附生在樹木或巖石上,花粉塊和附生習(xí)性的形成都提升了蘭科植物的適應(yīng)性[20-21]。
隨著遺傳和物理圖譜構(gòu)建技術(shù)以及多組學(xué)技術(shù)結(jié)合新型的分子生物學(xué)手段的應(yīng)用,越來(lái)越多的蘭科植物特異和功能性基因資源被發(fā)掘。臺(tái)灣成功大學(xué)熱帶植物研究所建立了OrchidBase3.0[22],收集了包括蘭科5個(gè)亞科的10 種蘭花,包括擬蘭亞科的深圳擬蘭(A. shenzhenica)和麻栗坡三蕊蘭(Neuwiedia malipoensis)、香莢蘭亞科的深圳香莢蘭(Vanilla shenzhenica)和山珊瑚(Galeolafaberi)、杓蘭亞科的兜蘭(Paphiopedilum spp)和杓蘭(Cypripedium spp)、蘭亞科的厚瓣玉鳳蘭(Habenaria delavayi)和長(zhǎng)距舌喙蘭(Hemipiliaforrestii)、樹蘭亞科的墨蘭(Cymbidium sinense)和小蘭嶼蝴蝶蘭(Phalaenopsis equestris)的花器官轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),用戶可以通過關(guān)鍵詞或同源搜索,高效便捷找到目標(biāo)基因。環(huán)藝所蘭花研究團(tuán)隊(duì)已完成180多個(gè)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,開展重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因資源挖掘[23-31],這些基因組和轉(zhuǎn)錄組信息在NCBI 和OrchidBase等開放數(shù)據(jù)庫(kù)中都可自主下載,為現(xiàn)代育種學(xué)家提供便利。
近年來(lái),基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的分析,已在國(guó)蘭重要性狀相關(guān)基因的挖掘取得重要進(jìn)展。新發(fā)現(xiàn)受低溫抑制的CgSVP基因可直接與AP1、SOC1、SEP蛋白互作,存在與模式植物顯著差異的花芽低溫響應(yīng)機(jī)制,揭示了國(guó)蘭低溫開花調(diào)控途徑[23]。發(fā)現(xiàn)建蘭MADS-box基因家族中E類基因缺失和A類基因的表達(dá)區(qū)域擴(kuò)張?jiān)斐蓸溲净ㄐ偷淖儺?,并通過不同花器官的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和表達(dá)譜分析,構(gòu)建基于MADS-box基因的國(guó)蘭特異性唇瓣分化和重瓣化分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[24-27]。建立了高效的墨蘭原生質(zhì)體分離及瞬時(shí)表達(dá)體系,并成功運(yùn)用于墨蘭開花相關(guān)基因的亞細(xì)胞定位、BiFC蛋白互作和表達(dá)調(diào)控分析[28-29]。發(fā)現(xiàn)葉綠體發(fā)育缺陷、葉綠素過量降解導(dǎo)致其體內(nèi)葉綠素含量降低是墨蘭葉藝性狀的直接生理原因,CsERF2基因和乙烯信號(hào)途徑參與了墨蘭葉色變異的調(diào)控[30-31],并采用UPLC-MS/MS為基礎(chǔ)的靶向(類黃酮類物質(zhì))代謝組學(xué)解析了墨蘭紅太陽(yáng)葉色從紅變黃,最后變?yōu)榫G色過程中代謝物的變化,發(fā)現(xiàn)28種代謝物的含量在葉色轉(zhuǎn)綠后下降為0,有15種花色素苷類代謝物呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[32]。
2.3.1 選擇育種 通過野生資源的馴化篩選是蘭花育種的常用手段。1993年以來(lái),采用選擇育種的方法培育出通過中國(guó)蘭花品種注冊(cè)登記的國(guó)蘭銘品596個(gè)(中國(guó)花卉協(xié)會(huì)蘭花分會(huì)內(nèi)部資料)。國(guó)蘭在種植、分株繁殖過程中容易產(chǎn)生變異,如達(dá)摩墨蘭、金太陽(yáng)墨蘭等,出現(xiàn)了20多種不同葉色的變異類型。環(huán)藝所與廣東遠(yuǎn)東國(guó)蘭有限公司選育出通過省農(nóng)作物品種審(評(píng))定的墨蘭新品種2個(gè)、建蘭新品種3個(gè)。
2.3.2 雜交育種 雜交育種是蘭花育種中最普遍、有效的方法之一。蘭花種間甚至有些屬間雜交較容易成功,但由于蘭花種子無(wú)胚乳、胚發(fā)育不全,需依賴共生真菌才能少量萌發(fā),早期的雜交育種非常困難,難以獲得雜種后代植株。1 854年,RHS創(chuàng)立了蘭花雜交種的國(guó)際登錄制度,第一個(gè)登錄的蘭花雜交種是蝦脊蘭Calanthedominyi(Cal.furcata×Cal. masuca)。Bemared[33]以眉蘭(Ophrys)的塊莖配制培養(yǎng)基,使卡特蘭與蕾麗亞蘭(Laelia)雜交種的種子成功萌發(fā),開創(chuàng)了非共生萌發(fā)的先例。Knudson[34]發(fā)現(xiàn)糖類能代替真菌促進(jìn)種子萌發(fā),建立了無(wú)菌播種(胚培養(yǎng))技術(shù),蘭花新雜交種的登錄呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)(圖2),目前已登錄的蘭花雜交種超過14萬(wàn)個(gè),最近10年平均每年登錄的雜交種數(shù)達(dá)3 464個(gè)。
圖2 蘭花雜交種登錄趨勢(shì)Fig. 2 Trend of orchid hybrids registration in RHS
環(huán)藝所自20世紀(jì)90年代開始開展蘭花雜交育種,建立了蝴蝶蘭、大花蕙蘭、石斛蘭等蘭花的雜交育種技術(shù),目前已在RHS上登錄蘭花雜交種99個(gè),選育出40個(gè)蘭花新品種通過廣東省農(nóng)作物品種審定,8個(gè)蘭花新品種獲得國(guó)家植物品種權(quán)證書。其中在RHS上登錄蝴蝶蘭新雜交種49個(gè),審定蝴蝶蘭新品種23個(gè),獲國(guó)家植物品種權(quán)證書蝴蝶蘭品種5個(gè);在RHS上登錄蘭屬新雜交種20個(gè),審定的大花蕙蘭新品種6個(gè),獲國(guó)家植物品種權(quán)證書蘭屬雜交品種1個(gè);在RHS上登錄石斛蘭新雜交種22個(gè),審定新品種5個(gè),獲國(guó)家植物品種權(quán)證書2個(gè);在RHS上登錄樹蘭新雜交種1個(gè),卡特蘭雜交種1個(gè),萬(wàn)代蘭、火焰蘭、鉆喙蘭等與蝴蝶蘭等屬間雜交種6個(gè),蘭花雜交育種處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
2.3.3 倍性育種 蘭花在減數(shù)分裂過程中容易產(chǎn)生2n配子,從而導(dǎo)致雜交后代多倍體化。蝴蝶蘭育種的超級(jí)親本Phal. Doris和Phal. Zada都是雜交產(chǎn)生的四倍體,在已登錄的蝴蝶蘭雜交種中,90.2%具有Phal. Doris血統(tǒng),43.5%具有Phal. Zada血統(tǒng)[35]。我們?cè)趯?duì)引進(jìn)的大花蕙蘭系譜分析以及利用大花蕙蘭與墨蘭雜交中,發(fā)現(xiàn)1個(gè)容易產(chǎn)生2n配子的親本材料,并提出了大花蕙蘭雜交多倍體化的途徑,培育出20個(gè)新雜交種在RHS上登錄,6個(gè)新品種通過省級(jí)審定。
2.3.4 體細(xì)胞無(wú)性系變異 蘭花組織培養(yǎng)中,通過愈傷組織或原球莖方式繁殖易產(chǎn)生變異,在蝴蝶蘭、大花蕙蘭、萬(wàn)代蘭、兜蘭中都有報(bào)道。蝴蝶蘭屬于較易變異的種類,變異率5.6%~47.9%[36]。研究表明,具有Phal.equestris血統(tǒng)的中小形紅花品種以及具有Phal.pulcherrima血統(tǒng)的紅花品種,如Phal. Formosa Rose、Phal. King Shiang's Beauty、Phal. King Shiang's Rose 等,在組培繁殖中很容易產(chǎn)生三唇瓣的花型變異;斑點(diǎn)花、黃花、紅花等蠟質(zhì)花種類也易產(chǎn)生變異;而大白花品種較不易產(chǎn)生變異。 因此體細(xì)胞無(wú)性系變異是選育蝴蝶蘭新品種的有效途徑之一。我們從小飛象蝴蝶蘭組培繁殖過程中發(fā)現(xiàn)一些葉色變異類型,從中選育出具大金邊的葉色變異品種金象蝴蝶蘭。
2.3.5 分子育種 分子標(biāo)記輔助育種在農(nóng)作物育種中得到廣泛應(yīng)用,但在蘭花育種上研究報(bào)道不多,仍然缺乏與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記。功能基因的育種應(yīng)用是近年來(lái)蘭科植物研究的熱點(diǎn)方向[37-41]。目前建立的蘭科植物基因遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)包括基因槍法、農(nóng)桿菌法、子房注射法等[37]。新加坡國(guó)立大學(xué)的于浩教授研究團(tuán)隊(duì)已成功建立石斛蘭基因遺傳轉(zhuǎn)化體系,有望進(jìn)行分子育種和品質(zhì)定向改良[38-39]。最近利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)體系,成功獲得鐵皮石斛C3H、C4H基因點(diǎn)突變株系[40]和蝴蝶蘭 MADS44、MADS36、MADS8的突變株系[41]。
種苗繁育技術(shù)一直是各類蘭花的研究重點(diǎn),發(fā)表的研究論文最多。蝴蝶蘭、大花蕙蘭、石斛蘭、卡特蘭、文心蘭、竹葉蘭等熱帶蘭花,種胚以原球莖方式萌發(fā),均已建立了成熟的高效無(wú)菌播種技術(shù)。地生種的國(guó)蘭、兜蘭,種子無(wú)菌萌發(fā)技術(shù)雖然取得較大進(jìn)展,但萌發(fā)效率還有待進(jìn)一步提高。
Rotor[42]于1949年首次報(bào)道了利用蝴蝶蘭花梗腋芽繁殖蝴蝶蘭的方法,花梗腋芽成為蝴蝶蘭組培快繁的常用外植體,促進(jìn)了蝴蝶蘭組培苗的規(guī)?;a(chǎn)。Morel[43]利用大花蕙蘭的莖尖誘導(dǎo)形成原球莖,培養(yǎng)出完整的小植株,莖尖成為大部分蘭科植物組培繁殖的主要外植體。大花蕙蘭、石斛蘭、文心蘭、卡特蘭、竹葉蘭以類原球莖方式增殖,屬易繁殖的種類;蝴蝶蘭由于類原球莖繁殖容易產(chǎn)生變異,生產(chǎn)上多采用側(cè)芽直接誘導(dǎo)叢生芽方式繁殖,屬中等難度繁殖的種類,繁殖系數(shù)因品種而異;國(guó)蘭和兜蘭仍屬于難繁殖的種類,前者以根狀莖方式繁殖,周期長(zhǎng)且出苗率有待提高,后者較難誘導(dǎo)出類原球莖或叢生芽,除少數(shù)品種外,大部分品種的組培快繁殖技術(shù)仍有待攻克[44]。朱根發(fā)等[45]發(fā)現(xiàn)建蘭×紋瓣蘭雜種胚的萌發(fā)具有雜種優(yōu)勢(shì),介于大花蕙蘭與國(guó)蘭之間,萌發(fā)快且出苗率高。研究發(fā)現(xiàn)不同LED光質(zhì)對(duì)蘭花類原球莖、根狀莖增殖,壯苗生根有顯著影響,紅藍(lán)光合理配比,可顯著提高增殖和生根效率[46-47]。蘭花在組織培養(yǎng)中有試管開花的現(xiàn)象,已在18個(gè)屬37個(gè)種(品種)中有報(bào)道[48]。
經(jīng)過近30年的引進(jìn)、消化和創(chuàng)新,蝴蝶蘭的栽培技術(shù)日益完善,設(shè)施裝備更加自動(dòng)化和智能化,已建立了完善的以溫度為主的開花調(diào)控技術(shù)[49-50],實(shí)現(xiàn)了周年開花和應(yīng)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的目標(biāo),代表了目前設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高發(fā)展水平。大花蕙蘭(雜交蘭)、春石斛蘭和兜蘭作為盆花,文心蘭和秋石斛蘭作為切花,實(shí)現(xiàn)了適地適種的區(qū)域布局,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;母咝a(chǎn)。墨蘭、建蘭、春蘭、春劍、蓮瓣蘭等國(guó)蘭的部分品種實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。因此,蘭花作為高產(chǎn)值經(jīng)濟(jì)作物,是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化和工廠化的典范。
危害蘭花的病蟲害種類較多,病蟲害鑒定與防控技術(shù)也是各類蘭花研究的重點(diǎn),其中細(xì)菌性莖腐病、軟腐病和病毒病是蘭花生產(chǎn)中防控的難點(diǎn)??汕秩咎m花的病毒多達(dá)30 種,主要包括建蘭花葉病毒(CymMV)、齒蘭環(huán)斑病毒(ORSV)、黃瓜花葉病毒(CMV)、煙草花葉病毒(TMV)、辣椒褪綠病毒(CaCV)、落葵皺紋花葉病毒(BaRMV),桿狀病毒(Rhabdovirus)、馬鈴薯Y 病毒(Potyvirus)和番茄斑萎病毒(Tospoviruses)等,且有逐年增加的趨勢(shì)[51],通過莖尖培養(yǎng)培育無(wú)病毒種苗是病毒病防控的主要途徑[52]。
蘭花具有獨(dú)特的花器官(花形),豐富的花色,多變的株型、葉形、葉色,復(fù)雜的生長(zhǎng)習(xí)性(附生、地生、腐生),多樣的繁殖方式(根狀莖、類原球莖、叢生芽),不同的光合途徑(C3、CAM途徑)和開花特性。其假鱗莖多樣(單莖類、復(fù)莖類)、屬(種)界限不嚴(yán)、有性雜交多倍化、子房后熟、胚胎發(fā)育不全(無(wú)胚乳)、共生菌依賴、童年期長(zhǎng)、物種瀕危、藥效成分及其作用機(jī)制等眾多問題有待開展園藝學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、傳粉學(xué)、胚胎學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、中藥學(xué)等深入研究。
蘭花是高產(chǎn)值的花卉,在已商品化的蘭花上,育種目標(biāo)將更加多樣化,觀賞點(diǎn)更加多元化,在分子標(biāo)記輔助、轉(zhuǎn)基因、基因編輯和分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)取得突破的條件下,不論是國(guó)蘭還是熱帶蘭,都將更加追求幽香、葉花雙藝或多藝的育種目標(biāo)。隨著數(shù)字化、信息化農(nóng)業(yè)的發(fā)展,將推動(dòng)蘭花資源、育種、生理、栽培、設(shè)施裝備、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的研究更加系統(tǒng),蘭花產(chǎn)業(yè)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。
而已開發(fā)的商品化蘭花,除上述7屬外,樹蘭屬(Epidendrum)、火焰蘭屬(Renanthera)、章魚蘭屬(Prosthechea)、風(fēng)蘭屬(Neofinetia)、指甲蘭屬(Aerides)、顎唇蘭屬(Maxillaria)、圍柱蘭屬(Encyclia)的部分種以及藥用的金線蓮屬(Anoectochilus)、白及屬(Bletilla)、竹葉蘭屬(Arundina)等已開發(fā)為新商品性蘭花,開始有規(guī)?;娜斯し敝澈蜕唐飞a(chǎn),但仍有大量的具觀賞或藥用價(jià)值的蘭科植物尚未開發(fā),如石豆蘭屬(Bulbophyllum,1 789種)、樹蘭屬(Epidnedium,1 125種)、玉鳳花屬(Habenaria,848種)、顎唇蘭屬(Maxillaria,552種)、尾萼蘭屬(Masdevallia,507種)、羊耳蒜屬(Liparis,418種)、毛蘭屬(Eria, 404種)、蝦脊蘭屬(Calanthe,187種)、貝母蘭屬(Coelogyne,182種)、小龍?zhí)m屬(Dracula,111種)、章魚蘭屬(Prosthechea,93種)、杓蘭屬(Cypripedium,50種)、薄葉蘭屬(Lycaste,50種)、鶴頂蘭屬(Phaius,48種)、鵝頸蘭屬(Cycnoches,33種)、劍葉文心蘭屬(Tolumnia,31種)、指甲蘭屬(Aerides,25種)、獨(dú)蒜蘭屬(Pleione,20種)、火焰蘭屬(Renanthera,17種)、埃利蘭屬(Erycina,7種)、鉆喙蘭屬 (Rhynchostylis,3種)、風(fēng)蘭屬(Neofinetia,2種)等[53],是新商品花卉開發(fā)的重要來(lái)源。