月季切花抗衰老耐低温新品种

New cultivars of cut roses (Rosa hybrida) with anti-senescence and low-temperature tolerance

摘要

月季（Rosa hybrida）是全球重要的切花作物之一。我国切花集中产自云南，长时间远距离采后运输导致的衰老加速以及冬春季低温导致的花器官畸变是制约我国切花产业效益的2个核心问题。为此，中国农业大学月季研究团队历经20余年，系统收集蔷薇属种质资源2 622份，综合运用基因组和功能基因组研究方法，挖掘关键基因37个，开发分子标记53个，创建了月季多性状聚合高效育种技术。以高产和抗病性状为基础，培育出涵盖多个花色系列的抗衰老与耐低温等多性状协同改良的切花新品种86个，瓶插寿命普遍达到12~14 d，可耐受10 ℃低温并保持花器官正常发育，目前已获得植物新品种权31个。本研究对代表品种‘期希’‘清凉夏日’‘菲韵’等的优良观赏性和生产特性等进行了重点介绍。

Abstract

Rose （Rosa hybrida） are one of the most important cut flower crops worldwide. In China， cut roses are mainly produced in Yunnan Province. Long-distance postharvest transport accelerates flower senescence， and low temperature in winter and spring causes floral organ malformation. The two problems severely restrict the economic benefits of China’s cut rose industry. To solve these problems， the rose research team of China Agricultural University spent more than 20 years systematically collecting 2 622 rose germplasm resources. We comprehensively applied genomic and functional genomic approaches， identified 37 key genes， and developed 53 molecular markers. We then established an efficient multi-trait pyramiding technology for cut roses. Taking high yield and disease resistance as a foundation， we bred 86 new cultivars of cut rose with coordinated improvement of multiple traits including anti-senescence and low-temperature tolerance. These cultivars cover multiple color series. Their vase life generally reaches 12-14 days. They tolerate low temperature of 10 °C and maintain normal floral organ development. We have obtained plant variety rights for 31 of these cultivars. This paper highlights representative cultivars such as ‘Qi Xi’， ‘Qing Liang Xia Ri’， and ‘Fei Yun’， focusing on their excellent ornamental and production characteristics.

Graphical abstract

关键词

月季 / 切花 / 育种 / 抗衰老 / 耐低温

Key words

Rose / cut flower / breeding / anti-senescence / low-temperature tolerance

1　中国农业大学花卉团队月季切花育种目标

月季（Rosa hybrida）为蔷薇科多年生常绿或半常绿灌木，是世界四大鲜切花之一。月季不仅具有极高的观赏价值，作为欧美等32个国家的国花，我国88个城市的市花，在文化上展现出极高价值。据国际园艺生产者协会（AIPH）统计，2025年月季切花占国际切花市场的35%，位居第一^［1］；中国花卉协会统计，我国月季切花年产量达115亿枝，占国内切花总量的34.2%，占世界月季生产量的30%，名列第一^［2］。

云南省凭借亚热带高原、日照充足和昼夜温差大的独特气候，为月季的生长、开花和结实创造了理想条件，已成为全国乃至全球最大的月季集中产区，并可极大地缩短育种周期并提高育种效率。2024年，云南月季切花年产量85亿枝，占全国的74%；栽培面积约71 333 hm²，占全国73%^［2］。然而，月季花朵自然衰老迅速，从开放至衰败仅5~7 d，失水24 h即出现不可逆萎蔫；加之采后运输距离长，年均损耗率超过25%。云南月季主产区在11月至翌年3月，夜温常低于6 ℃，现有月季品种在此低温下易出现花苞发育停滞、花瓣边缘坏死和花形畸变^［3］，畸形花比例超过40%。我国月季栽培历史悠久，品种资源丰富，但现代切花品种主要依赖进口，而外来品种对国内的气候等条件适应性不足，普遍缺乏衰老抗性和耐低温特点。因此，培育抗衰老耐贮运和耐低温抗畸变的月季新品种，是突破产业瓶颈、提升我国切花产业国际竞争力的关键。

2　月季切花抗衰老耐低温多性状聚合育种技术研发

2.1　月季抗衰老耐低温种质资源收集

围绕衰老和抗性两大核心育种性状，建立了遗传多样性丰富的蔷薇属种质资源圃，共收集种质资源2 622份^［4-5］，其中野生资源67份，中国古老品种74份，欧洲古老品种213份，现代月季品种2 268份，全面覆盖衰老、产量、抗性和花型等育种目标性状。为提高亲本选配的效率，基于发育表型、生理特性与基因型的综合评价，结合种质资源杂交亲和性及结实率数据，重点关注乙烯响应特性、衰老特性、失水耐性和耐低温等采后特性，通过多年多点持续筛选，确定出435份优异亲本资源。从中进一步挖掘出41份核心亲本，这些亲本表现出乙烯不敏感抗衰老、耐低温不畸形和分枝力强高产等优异性状，具有重大育种价值。

2.2　月季抗衰老耐低温种质资源评价

月季切花新品种的评价主要依据特异性（Distinctness）、一致性（Uniformity）和稳定性（Stability）（DUS）测试，该方法的核心在于判定品种的特异性，但无法反映品种的生产性能、抗逆性、瓶插寿命及耐贮运能力，也难以评估其市场竞争力，导致国内虽每年育成大量月季新品种，却普遍缺乏国际竞争力。针对这一局限性，团队构建了一套适用于切花月季新品种的育种评价指标体系，提出了涵盖特异性、一致性、稳定性、观赏性能、生产性能和采后性能“三性三能六维度”的综合评价方法，这6个维度共同构成了判断品种商业化潜力的基本框架，有助于实现育种目标与市场需求的有效对接。在此基础上，团队进一步将6个维度细化为更具体的评价指标，最终形成了一套包含7个因子、66项具体指标的综合评价体系，其中7个因子分别对应植株性状测试、花朵性状测试、花色性状测试、产量评价、生长发育评价、耐失水性评价和耐贮运性评价，66项指标则涵盖植株生长习性、切花枝高度、花型、花色、成花枝数、修剪至采收所需天数、耐失水能力、耐贮运性和瓶插寿命等内容，每项指标均制定了明确的量化评分标准。针对每个杂交后代，逐一完成全部66项指标的量化评估后，即可获得其综合评分，从而实现对综合性状优良个体的有效筛选^［4］。该精细化评价体系显著提升了选择的精准度，推动了育种流程的规范化和科学化，为培育切合市场需求的高品质新品种奠定了坚实基础。

2.3　月季抗衰老耐低温基因挖掘

前人通过转录组学、蛋白质组学及分子生物学方法，系统解析了月季花朵衰老与低温响应的调控机制。研究表明，泛素化与磷酸化修饰共同参与乙烯诱导的花朵开放及衰老过程，构成双重调控机制，揭示了花朵衰老的启动、执行与终止过程；同时，蔗糖参与乙烯与生长素的互作调控花瓣脱落^［6］。在此基础上，筛选获得ETR3^［7］、SAF^［8］、MPK9等，构建了乙烯与细胞分裂素、赤霉素和生长素等激素互作的调控网络。针对低温胁迫引发的花器官发育异常，通过多组学联合分析筛选出关键基因AGAMOUS^［9］、RhAGL6^［3］，通过整合表观遗传和植物激素通路调控月季花发育。进一步研究发现，生长素介导了低温信号，通过组蛋白修饰途径下调花器官发育关键基因表达，从而引发花朵畸形^［10］。团队挖掘抗衰老基因24个、高产基因6个和耐低温基因7个。上述工作为功能基因挖掘及分子标记开发提供了理论基础，也为培育低温不敏感、耐贮运的切花新品种奠定了基因储备。

2.4　月季抗衰老耐低温分子标记开发

通过构建染色体水平的高质量四倍体月季参考基因组，并结合群体基因组学分析，率先绘制出现代月季的精细基因组图谱，从基因组层面解析了其起源与演化过程，明确了中国古老月季在现代品种改良中的重要遗传贡献^［11］。在所收集的种质资源中，团队创建了包含788份资源的DNA指纹图谱及月季高效基因编辑技术，为全基因组选择定向分子育种奠定了基础。针对花朵衰老相关性状，通过数量性状位点（Quantitative Trait Locus，QTL）、全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study，GWAS）联合分析，发现了12个抗衰老数量性状位点，明确抗衰老基因主要定位在2号和3号染色体上。开发出53个可用分子标记，用于育种实践，效率提高1倍。

针对月季基因组复杂和分子标记筛选效率低的问题，团队创建了多性状快速聚合标记育种技术体系。在前景选择中，采用竞争性等位基因特异性PCR（KASP）标记对目标基因进行等位特异性捕获，实现多性状协同导入与遗传背景回复的同步优化，突破了传统回交育种中基因掩盖效应与连锁累赘的瓶颈。利用抗衰老、耐低温和高产等核心亲本进行轮回杂交，通过早代大群体选择、主效基因全过程追踪及高代稳定品系评价，实现多性状快速聚合，育种周期由9~10年缩短到4~5年。同时，结合大规模杂交与分子标记辅助选择策略，在幼苗阶段利用分子标记筛选携带目标等位基因的个体并进入田间评价，有效提升了多性状协同改良效率。

上述工作为月季基因组选择育种和分子设计育种奠定了坚实的技术基础，显著提升了我国月季分子育种的自主创新能力和效率。

3　月季切花抗衰老耐低温高产系列新品种培育

3.1　月季切花新品种选育

近5年来，累计获得优株优系1 500个。每年完成杂交组合2 000余个；收获种子10万粒以上，培育幼苗5万余株；每年初选单株1 000余个，优选株系300个以上。创制兼具抗衰老、耐低温、高产及抗病性的优良新材料86份。获得国家植物新品种权31个，另有29个品种已申报DUS测试。

3.2　月季切花新品种花色系列

3.2.1　红色系列

共有8个红色系新品种获得品种权，包括‘期希’‘欢歌’等。代表品种‘期希’（图1）于2025年获国家林草局优良品种称号及昆明花博会品种大赛前三名，2026年成为云南省主推品种。该品种株高80~120 cm。花朵直径10~12 cm，高芯型，淡香；重瓣，花瓣数45~55枚。花瓣红色，边缘具放射状白色条纹；萼片边缘延伸程度高，花梗长约9 cm。复叶为1~5小叶，叶脉清晰、绿色，叶片表面光泽度强。茎秆绿色，具皮刺，数量中等，上部1/3无皮刺。该品种低温耐性强，在12 ℃栽培环境下花苞亦可正常发育，无憨苞花畸变；切花抗衰老耐贮运，枝条不易折断或机械损伤，长达一周的冷链运输后，瓶插期16~18 d左右。

3.2.2　橙色系列

共有5个橙色系新品种获得品种权，包括‘浪漫珊瑚’‘云裳’等。代表品种‘中农烁舞1号’（图2）亦属该色系。该品种株高75~95 cm。花朵直径10~11 cm，高杯状或盛开盘状，淡香；重瓣，花瓣数50~60枚。花瓣呈复古橙色。萼片边缘延伸程度低，花梗长约10 cm。叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度中等。茎秆绿色，皮刺稀疏，上部1/3无皮刺。该品种产量高、抗衰老耐贮运，瓶插寿命为12~14 d。

3.2.3　粉色系列

共有8个粉色系新品种获得品种权，包括‘清凉夏日’‘粉蝶舞’等。代表品种‘清凉夏日’（图3）于2025年获国家林草局优良品种，具有花型大和开放性好等特点。该品种株高90~95 cm，花朵直径12~13 cm，高芯型，淡香；重瓣，花瓣数65~75枚。花瓣呈粉色。萼片边缘延伸程度较低，花梗长约10 cm。叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度中等。茎秆绿色，皮刺数量较少，上部1/3无皮刺。该品种生长势强，萌芽力强，耐修剪，抗病性强；产量高，每公顷产达220余万枝，冬季生产不易畸变；抗衰老耐贮运，适合长时间运输，瓶插期为12~16 d。

3.2.4　黄色系列

共有3个黄色系新品种获得品种权，包括‘落日熔金’‘金丝云雀’等。代表品种‘中农晨缘1号’（图4），株高75~95 cm，花朵直径11~12 cm，高杯状，淡香；重瓣，花瓣数40~50枚。花瓣呈复古杏黄色。萼片边缘延伸程度较高，花梗长约9 cm。叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度中等。茎秆绿色，皮刺稀疏，上部2/3无皮刺。该品种高产、抗衰老耐贮运，瓶插寿命12~14 d。

3.2.5　紫色系列

共有1个紫色系新品种获得品种权。代表品种‘菲韵’（图5）为2025年云南省主推品种。该品种株高50~80 cm，花朵直径10~12 cm，高芯型，淡香；重瓣，花瓣数55~65枚。花瓣外瓣银白色、内瓣粉紫色。萼片边缘延伸程度较低，花梗长约9 cm。复叶具5~7小叶，叶片大，叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度强。茎秆绿色，皮刺数量中等，上部1/3无皮刺。该品种叶幕好，抗病性极强，适合肥水循环栽培。并且耐低温，在12 ℃栽培环境下花苞正常发育，无憨苞花畸变；产量高，每公顷225万余枝；抗衰老耐贮运，瓶插期14 d以上。

3.2.6　白色系列

共有1个白色系新品种获得品种权。代表品种‘玉重楼’（图6）花大型，纯白色，产量高。该品种株高90~110 cm，花朵直径10~12 cm，高芯翘角型，淡香；重瓣，花瓣数70~80枚。花瓣白色。萼片边缘延伸程度低，花梗长约12.8 cm。叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度中等。茎秆绿色，皮刺相对稀释，上部1/3无皮刺。该品种耐低温，在12 ℃栽培环境下花苞正常发育，无憨苞花畸变；产量高，每公顷200万枝以上；抗衰老耐贮运，瓶插寿命18~20 d。

3.2.7　复色系列

共5个复色系新品种获得品种权，包括‘冰茶’‘曼丽’等。代表品种‘冰茶’（图7）品质高，株高80~100 cm，花朵直径12~13 cm，高芯型，无香；重瓣，花瓣数60~80枚。花瓣边缘粉色、内部呈蜜桃粉色，外瓣多有绿晕。萼片边缘延伸程度较低，花梗长约9.7 cm。叶脉清晰，叶片绿色，表面光泽度中等。茎秆绿色，皮刺数量中等，上部1/3无皮刺。该品种耐低温，冬季栽培无畸变；抗衰老耐贮运，长时间贮运后复水能力好，瓶插期12~15 d。

4　展 望

中国农业大学培育的切花月季抗衰老耐低温品种具有广泛的适应性，已在云南、河北、山东和新疆等地进行了推广应用，具有广阔的发展空间；在分子辅助育种技术方面取得的创新成果，对于我国未来月季育种具有重要的推动作用。目前，月季育种正逐步由单一性状改良向多性状协同与精准调控方向转变；月季切花主栽品种由国外垄断向国内外并重的方向发展。未来在多性状协同改良技术等方面需要加强，重点做好以下研究工作。

一是继续加强功能基因组学研究，丰富分子标记资源。深入解析耐低温、抗病及高产等关键性状的分子调控机制。结合全基因组关联分析及转录组、代谢组等多组学手段，系统挖掘重要功能基因，构建更高密度的分子标记体系，以提高多性状聚合育种的精准性^［12］。

二是创建高效普适的基因编辑定向育种技术。针对已鉴定的关键调控基因，利用CRISPR/Cas9等技术创制优异材料，实现目标性状的定向改良，进一步压缩育种周期，提高育种效率^［13-14］。

三是继续推进新品种生产性评价及配套技术研发。应根据不同品种的生理生态特性，完善相应的栽培管理措施，优化水肥供应、环境控制、病虫害绿色防控及采后贮运技术等，以充分发挥品种潜力。

四是加强新品种新技术成果转化与推广。月季新品种的产业化应用涉及多个环节。今后应加强产学研用结合，构建稳定的协同创新与推广机制，建立多区域相结合的新品种示范推广基地网络，提高品种应用的可靠性。稳步提升月季切花新品种的国际市场竞争力。

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基金资助

国家自然科学基金重点项目(32230094)