【科學(xué)故事會(huì)】小花農(nóng)的種花經(jīng)

牡丹，在中國(guó)被稱為“百花之王”，寓意著富貴。自李唐以來，牡丹便盛行于世，尤其在唐宋時(shí)期，它更是被尊為皇家的象征花卉。你對(duì)它的了解有多少呢？是否也曾被它那絢爛多彩的花朵、高雅脫俗的氣質(zhì)所深深吸引？

“武則天貶牡丹”的故事

傳說，在一個(gè)大雪紛飛的冬日，武則天突發(fā)奇想：如果能在這樣的大雪天里，看到花園里百花盛開，那該是多么美妙的景象啊！于是下令讓花園里的所有花第二天就得綻放。當(dāng)?shù)诙焖饺牖▓@時(shí)，所有花都聽話地開了，但唯獨(dú)牡丹，傲然挺立在雪地之中，花瓣緊緊包裹著花蕊，沒有綻放。

武則天非常憤怒，于是將其貶至洛陽。原以為牡丹會(huì)因此凋零，但出乎意料的是，當(dāng)春暖花開之時(shí)，牡丹在洛陽綻放得尤為絢麗。這令武則天更加惱怒，她下令焚燒牡丹，然而焚燒后留下的焦骨牡丹，在第二年依然綻放出美麗的花朵。

這個(gè)傳奇故事展現(xiàn)了牡丹的堅(jiān)韌與美麗，不過呢，從科學(xué)的角度來講，要想調(diào)控牡丹的花期可不是件容易的事兒；并且牡丹也不是個(gè)隨遇而安的主兒，它的“豪宅”選址可是相當(dāng)挑剔，生長(zhǎng)區(qū)域窄得讓人直呼“高冷”。

你問我怎么知道的？因?yàn)槲沂菍?duì)牡丹了如指掌的小花農(nóng)。牡丹的每一個(gè)生長(zhǎng)小秘密，都逃不過我的火眼金睛。從最初的懵懂探索，到現(xiàn)在讓它們隨心所欲地綻放，我可是費(fèi)了不少心思。

四季不歇的牡丹育種之路

由于牡丹在中國(guó)已有幾千年的栽培歷史，目前品種大多為近親繁殖，導(dǎo)致后代無新的優(yōu)良性狀出現(xiàn)。為了突破這一瓶頸，我們必須擴(kuò)大育種范圍，引入新的野生品種進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交。

可是牡丹對(duì)環(huán)境很挑剔。太冷和太熱都不行，它們喜歡生長(zhǎng)在氣候適中、土壤肥沃的地區(qū)。因此，在育種過程中，我們得努力培育出具有更強(qiáng)適應(yīng)性的品種，如耐濕熱或耐寒冷的品種，這樣牡丹就能種到更多地方了。

每年四、五月份，當(dāng)牡丹盛開之際，便是我們最忙碌的時(shí)刻。首先，我們需要在花叢中挑選性狀最為優(yōu)良的植株作為父母本。為了確保育種的成功，我們需要精確把握時(shí)間，進(jìn)行授粉工作。隨后，便是等待果實(shí)的成熟，收集種子。

而到了九、十月份，隨著秋季的到來，我們會(huì)將收集到的種子播種到土里，期望它們?cè)趤砟昴軌虬l(fā)芽。牡丹生長(zhǎng)速度很慢，從一棵種子播下去到開花大約需要3~5年的時(shí)間。所以考慮到牡丹強(qiáng)烈的季節(jié)性，我們必須根據(jù)季節(jié)變化安排不同的工作。種子的播種、苗子的移栽、分株，每一項(xiàng)工作都需精心策劃，以確保植物能夠健康生長(zhǎng)。

我們每年都會(huì)在地里觀察這些種子到小苗再到開花的生長(zhǎng)性狀。我們期待從中發(fā)現(xiàn)新的品種，它們或許擁有獨(dú)特的花形花色，或許在生長(zhǎng)習(xí)性上有所突破。

牡丹花開單季，只在春天盛開。

為了讓牡丹在冬季也能綻放，我們還引入了花期調(diào)控技術(shù)。通過科學(xué)的手段，讓牡丹在元旦、春節(jié)等節(jié)日期間盛開，為節(jié)日增添喜慶氛圍。

科技催開“富貴花”

在育種方面，牡丹的研究正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的轉(zhuǎn)變。育種技術(shù)經(jīng)歷了從1.0時(shí)代的自然選育，到2.0時(shí)代的雜交育種，再到如今3.0時(shí)代的分子育種。隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展和組學(xué)數(shù)據(jù)的積累，我們有了更多的技術(shù)手段來加速育種進(jìn)程，提高品種改良的效率。

未來，牡丹育種有望迎來革命性突破——設(shè)計(jì)育種時(shí)代！這意味著，我們可以根據(jù)需求，設(shè)計(jì)并培育出符合我們意愿的新品種。為此，我們正緊鑼密鼓地開展基礎(chǔ)科研：揭秘牡丹的遺傳密碼，研究基因如何工作，并嘗試用高科技手段如基因編輯來改造它們。

但是這可不是件容易的事！牡丹的基因組非常龐大且復(fù)雜，其大小約為人類基因組的4倍。它的染色體數(shù)量少，但每條染色體上所承載的遺傳信息卻相當(dāng)于5個(gè)水稻基因組的容量。想要讀懂它，先得摸清它的底細(xì)，理解牡丹長(zhǎng)成啥樣、有啥特性，背后都是哪些基因在“指揮”。

更有挑戰(zhàn)性的是，牡丹的遺傳轉(zhuǎn)化方法我們還沒完全掌握，這就像少了把鑰匙，打不開基因改造的大門。而且，牡丹生長(zhǎng)慢悠悠的，研究起來特別耗時(shí)費(fèi)力。

但我們沒有灰心，我們正一步步攻克難關(guān)，調(diào)整策略，優(yōu)化方法，只為早日解鎖牡丹育種的新篇章。雖然路還長(zhǎng)，但我們滿懷信心，期待不久的將來，能給大家?guī)砀囿@喜！

牡丹全身都是寶

你可能會(huì)有疑問：為什么要對(duì)牡丹進(jìn)行育種呢？育種之后的新品牡丹有什么特點(diǎn)？

那特點(diǎn)可太多了。為了滿足大眾對(duì)于美的追求，我們致力于培育出更多具有獨(dú)特觀賞性狀的新品種。你見過花型獨(dú)特多樣的牡丹嗎？比如荷花型、菊花形、繡球形、皇冠形等多種形態(tài)。你見過花色豐富多彩的牡丹嗎？赤橙黃綠青藍(lán)紫一應(yīng)俱全，甚至還包括了罕見的復(fù)色形式！

除此之外，牡丹籽、牡丹花莢、牡丹皮都有各自的食用和藥用價(jià)值。

在未來的育種工作中，我們會(huì)注重牡丹多種價(jià)值的挖掘和提升，培育出更多具有優(yōu)良藥用性狀的新品種。同時(shí)我們也希望能夠深入研究這些成分，揭示其合成代謝途徑，并利用生物合成技術(shù)進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。

牡丹作為富貴的象征，一直深受人們喜愛。盡管過去牡丹因價(jià)格昂貴而難以普及，但如今我們期待通過科技進(jìn)步，降低其種植成本，讓這富貴之花能夠走進(jìn)千家萬戶。這樣，牡丹便能真正融入人們的日常生活，成為傳遞美好與希望的使者。

文/田彩環(huán)（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所研究員，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)分子育種分會(huì)副理事長(zhǎng)）

來源 /《科學(xué)故事會(huì)》2025年12月刊

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• 《科學(xué)故事會(huì)》由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管，中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)與中國(guó)科普研究所主辦，面向全國(guó)公開發(fā)行，是一本面向小學(xué)中、高年級(jí)學(xué)生和初中學(xué)生的科普刊物，主要特色是講述科學(xué)家故事、弘揚(yáng)科學(xué)家精神。

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編輯：汪黃寧

審定：鄒　貞

審定：陳　玲