大家好，我是田彩环，来自中国农业科学院蔬菜花卉研究所，从事牡丹的遗传育种工作。今天跟大家分享的故事是《培育最美的中国牡丹》。

我与牡丹的第一次结缘要追溯到我很小的时候。记得有一年秋天，爸爸骑着一辆自行车，车的后座上带着一个大土坨，上面有几根枯枝。当时他非常兴奋，回到家就跟我和妈妈说：“我弄到了一棵宝贝！”

从此，家里的半个院子就成了这棵牡丹花的家。到了冬天，我总是盯着干巴巴的枝条问妈妈：“这能活吗？这能活吗？”我妈就说：“你再等等，耐心等等。”

到了第二年春天，妈妈给这棵牡丹花松了土，围了一个大土圈，给它浇了满满一大桶水，还把家里不喝的啤酒一罐一罐地浇给了它，说牡丹仙子爱喝酒，喝饱了，花就开了。

果不其然，不出2个月，硕大的牡丹花朵就在枝头上绽放开来，每一朵基本上都有我的脸盘那么大。花瓣层层叠叠的，很是漂亮。花香也很浓郁，吸引了左邻右舍的人都来观看。

在那个照相机还不是特别普及的年代，能跟这株盛开的牡丹花有一张合影是我们家顶奢侈的一件事。每次都要等到在城里的大伯带着相机回来，我们才能有这个拍照的机会。我因为在外面上学，每次都赶不上，只有在花落的时候才能照上一张照片。于是就有了右边这张。看我的小表情就知道了，还是给我留下了很大的遗憾。

后来我上了大学，学了生物学专业，毕业之后一直从事模式植物拟南芥的基础科学研究。本来以为与牡丹的缘分就到此为止了，没有想到命运还会让我们再次相逢。

在我面临职业选择的时候，我就在思考，到底是继续在模式植物上做基础科研，还是回归我做科研的本心，把学到的知识应用到产业上去呢？

这个时候，有“牡丹花痴”之称的张秀新研究员找到了我，跟我聊了她和牡丹的故事，还有她们团队在培育牡丹上做的一些工作。

她有一句话深深触动了我：“牡丹是我们的国花，虽然很难，但是它值得、也应该被好好研究！”就因为这句话，虽然前路困难重重，但我还是毅然决然地选择了牡丹。

加入了牡丹团队之后，我对牡丹有了更深层次的理解，发现牡丹是名副其实的中国之花。牡丹有9个野生种，这9个野生种全部来源于中国。就跟大熊猫一样，不管大家是在国内还是在国外看到的牡丹花，它的祖先都是中国的。

但是，就是这种名副其实的中国国花，现在却遭到了国外品种的大量冲击。这两张图分别是中国的“牡丹之都”菏泽和中国的“牡丹之乡”洛阳，这两个地方是我们牡丹的主战场。就在他们的牡丹园里，国外牡丹品种的占有率在逐年攀升，大量的国外品种成片盛开，吸引了大量的游客。

牡丹在公元794年随着遣唐使进入到了日本之后，又辗转到了英国美国各地，因独特的花型和花色受到了全世界人民的喜爱。国外的育种家利用了我们中国的牡丹繁育了多种多样的品种。大家可以看到，这些花还是非常美丽的，这也是它们能够占有较大市场的原因之一。而我们国内一些品种的市场竞争力就显得有些弱了。

在一次给菏泽花农进行技术培训的交流会上，一位花农就跟我们分享了她的故事。她们家一直在种植牡丹，传承了好几代人，好些品种都是祖上传下来的国产品种。最开始的时候，她们家的牡丹品种非常受欢迎。但随着这些年国外品种的引入，她们家牡丹品种就少有人问津了。说到这里，她都忍不住哭了出来。

听到这些，我们牡丹育种人的心里也是百感交集。因为我们目前面临的最大的问题，就是如何培育有市场竞争力的自有品种。

我们首先看一下国产品种到底存在哪些问题。我们国家自古以来比较崇尚红色，所以我们的品种大多是红色系的，很多都是红色、紫色，“争赏街西紫牡丹”就是这样来的。而我们的一些传统名贵的品种，比如‘姚黄’，它其实不是纯正的黄色，只是白色中泛着黄，也就是所谓的“姚黄不黄”。

还有很多品种由于枝条比较纤细，撑不住硕大的花朵，会出现出垂头或者藏花的现象，影响观赏性。另外，牡丹的抗寒性和耐热性都比较差，所以它的生长区域比较狭窄，只在中原地区，比较寒冷的黑龙江、吉林和比较炎热的两广地区都没有分布。

那我们能否用现有的牡丹杂交来做新品种的培育呢？这是育种比较常用的一种方式。于是我们搜集了全世界各地具有优良性状的牡丹品种，做了上千份杂交，杂交之后获得的种子也非常多。但是结果表明，它们子代的性状跟亲本的性状都差不多。因为这些牡丹就是我们现有牡丹品种来来回回反复地杂交形成的，它的遗传多样性已经非常低了。所以这条路是走不通的。

我们必须要引入新鲜的血液，去寻找一些之前没有参与过杂交的野生牡丹。

根据中国植物学家对野生牡丹的调查，紫牡丹和黄牡丹分布在云南地区，而大花黄牡丹分布在西藏地区，矮牡丹分布在四川地区，这些品种还没有参与到现有品种的杂交过程中。于是我们跟随他们的脚步，深入到深山老林中去追寻牡丹花的踪迹。

在巡山的过程中，我们也会碰到一些突发状况。一次在四川绵阳的调查过程中，当时是梅雨季节，环境比较潮湿，有很多虫子。有一个小伙伴走着走着，突然觉得身上凉飕飕的，脱了鞋袜一看，鲜血正在汩汩地往外流，一条蚂蝗正在他的腿上。经过了简单的处理之后，我们又继续踏上了寻找牡丹的道路。

找到了野生牡丹并了解了它们的秉性，对遗传育种工作来说并不够，我们还要对它进行后续的杂交。如果它一直在深山老林中，我们去研究也不方便，杂交之后收种子也比较困难，所以我们必须要给它们安排新家。那这个新家要安在哪？怎么安呢？安了这个新家它能存活吗？这是摆在我们面前最棘手的一个问题。

因为我们实验室在北京，于是我们从它的发源地开始，一路上建了很多很多个牡丹的新家。在有的家里，可能今年我撒上种子，长出第一片叶子，到了明年因为环境不适合，这一整片就都没了。很幸运的是，还有一些地方这些野生的牡丹能存活了下来，给我们提供后续遗传育种的机会。

最终，我们在山东的青岛和菏泽、甘肃的临夏，以及四川的中江等地都构建了不同的种质资源圃，给牡丹安了家。特别是在河北的承德地区和北京的延庆地区，这些地区距离实验室比较近，方便我们后续的遗传工作的开展。于是我们在这里建立了200多亩地的种质资源圃，收集了迁地保护野生种质资源2万多份，保存了优异的活体植株8万余株。

大家可能不知道什么叫活体保存。牡丹跟其他的粮食作物、蔬菜作物不一样，那些是种子繁殖的，只要收一把种子，什么时候想种都可以。但是牡丹必须用活体的形式保存，必须把牡丹种在那里，今天去施肥，明天去浇水，要一直照顾着它，让它长大。等它长大了之后分株繁殖，这样牡丹才能一直延续下去。所以培育牡丹的工作量是非常大的。

这是我们基地的一些工作情况。很多人以为我们研究花卉的人就是在花园里欣赏着美丽的花，其实不然。在它的生长季和开花季，我们小伙伴们在基地里一待就是一个多月。很多时候席地而坐，再加上一个简易的饭桌，一顿中午饭就这么解决了。

大家可以看得出来图片里哪些是科研人员吗？有时候都已经分不清楚了。一天工作下来其实很累，但是每当想到夕阳西下种质资源圃里的牡丹、芍药随风摇曳的美丽场景，一天的疲劳也就消散了，第二天打起精神，继续工作。

安好新家之后，就要让它们好好地生长了。

大家看到今年开过花的牡丹花，明年还会再开花，因为这些都是成年期的牡丹。

如果我们从种子开始算，牡丹花从种子到开花需要大约5年的时间。牡丹有一年一片叶的说法，这是说种子第1年播下去，第2年只会萌发1片叶子，到了秋天这片叶子会枯掉。到了第3年，会生长1-2片叶子。到第4年，可能长到4-5片叶。到第5年才会出现一朵花。

5年的时间对于遗传育种来说太长了。怎么办呢？我们想尽了各种各样的办法，打破了它的上胚轴休眠和下胚轴休眠，把它的童年期缩短到极限。终于，我们把它从一粒种子到开花结果的时间缩短到了18个月，这对牡丹的育种来说是一个巨大的突破。因为本来从种子到开花需要5年的时间，现在只需要1年半，节约了大一半的时间。有了这个突破，我们后续的遗传育种工作才得以顺利开展。

苗子准备好了，就要开始做杂交了。杂交就是把两朵花凑在一起，把一朵花的雄蕊去掉，再把另一朵花的雄蕊取过来授粉到这朵花的雌蕊上。是不是很简单？但是问题恰恰就出在这里。

每朵花的开花时间是不一样的，正所谓“恨不相逢未嫁时”，我开你未开，你开我已经谢了。所以要让它们能够杂交，必须要解决牡丹花期不遇的问题。

这个问题难倒了一堆小伙伴，后来经过了各种各样的摸索，我们发现可以把花粉先在成熟期采下来，然后利用低温储藏的方式保存。等要做母本的花开花的时候，再用低温储藏的花粉去授粉，这样就解决了它们花期不能相遇的这个问题。

做完了为它们牵线搭桥的媒婆之后，它们就要相亲了。但是大家知道，两个人相亲其实挺别扭的，花也是这样。花会有一种自我保护机制，只识别跟它相似的或者同一种花的花粉，而其他种的花粉是不能被识别、不能进入子房产生后代的。这就是所谓的种间生殖隔离。

但是我们要进行远缘杂交，就必须解决生殖隔离，也就是要解决它杂交不亲和的问题。怎么办呢？它在清醒的时候不能杂交，咱就让它半醉半醒吧！给它搞点迷惑措施，让它以为这就是它本身的花粉。

于是，我在它还没有到达授粉的时候，先给它涂一点自己的花粉，让它以为自己的花粉都来了，可以准备接受花粉开始生小宝宝了。这个时候，我再给它涂上一点别的种的花粉，它就在半醉半醒间接受了这样一个状态。

或者，我们还可以多次给它授粉。为什么呢？花总有把门不严格的时候，会有机会让漏网之鱼进去。就这样，我们把杂交不亲和的问题解决掉，让它能够接受外源的花粉，并完成授粉过程。授粉结束之后，我们就能静待花开了。

这是牡丹花的一个果荚，可能很多人都没有见过，因为大多数的牡丹花是不结种子的。这是一个非常饱满的牡丹花的果荚，我们做一次杂交之后，这个果荚大约能产20-30粒的种子，已经算最多的了。

但实际上，我们很多时候会拿到这样的果荚。大部分的果荚里都没有种子，可能只有那么一两个果荚里头有一两颗种子。但我告诉大家，如果能拿到这样的果荚已经是非常幸运了，这一两颗宝贝也是很难得的，就可以去找后代是不是有优异的表型。

因为在绝大多数情况下，我们得到的是这样的。大家能找到果荚在哪吗？根本就没有，果荚完全没有形成。这就是远缘杂交种子不育的情况，这个情况占绝大多数。我们总共组配了8000多个组合，但种子结实率不足1%，这个比例是非常非常低的。

我们想尽了一切的办法，监控它种胚发育的历程，在种胚停止之前给它营养，让它能够正常地发育。还尝试把它放到比较冷凉的地区，延缓种子发育的过程，希望它的种子发育更饱满一些。

用了各种各样的办法后，我们将特定组合的种子结实率提高到了20%，得到了一些杂交后的种子。这对远缘杂交育种来说已经是非常高的比例了。

这些种子再种下去，从小苗长成大苗，又经历了差不多三五年的时间。终于到了我们可以寻找表型的时候。

这个工作量非常大，因为种子会长成满满的一大片，这个时候要去找新的品种应该怎么找呢？

你脑子里要有所有已知品种的性状，只有这样，你才能找到那个最新、最奇、最特别的品种。发现这个花色原来没有，好像跟其他的都不一样；发现那个花型很独特。我们每年的工作都在这么重复着。

这是我们团队育成的一些新品种。我们的新品种都是以“秾”字开头的，“秾”字代表人们对美好生活的一种祝福，也代表了我们中国农科院。

在这些品种的名字当中，我们还嵌入了团队小伙伴们的努力。像‘秾璟晓月’就是我们团队薛璟祺老师育的种。‘秾苑新秀’则取自张秀新老师的名字。

‘秾苑虹妆’是一个橙色的品种。橙色系在牡丹中是非常稀有的，我们这个品种的育成填补了国内橙色系牡丹的空白，市场前景非常好。

大家看到‘秾苑清风’，是不是有一种一缕清风袭来的感觉？看到‘秾苑骄阳’，是不是感受到了骄阳似火？看到‘秾苑春’，是不是有种春天的感觉？

还有‘秾苑金科’。刚才提到“姚黄不黄”，那我们想要的就是这个黄。黄色也是在牡丹里非常稀缺的颜色，目前有一个国外的品种在黄色牡丹里的市场占有率已经达到了90%以上，相当于我们国家的黄色牡丹基本上被它垄断了。我们这个品种的育成就可以和它竞争，慢慢地实现品种国有化。

还有‘秾滟香语’‘秾苑国色’‘秾星拢月’等一系列的品种。

大家看我们的照片，可能觉得很漂亮，一个品种就这么诞生了。但是反过来看整个流程，从种质资源开始，到杂交育种，获得新品种，之后还要给它扩繁达到一定的数量，这才可以去申请一个新品种权。所以非常保守地估计，一个完整的育种周期是8-15年，但一个牡丹品种的育成周期通常是在15-20年。所以每一个品种都饱含了育种家们背后辛苦的工作。

非常幸运的是，我们‘秾’系的牡丹品种也开始在全国各地投放市场，绽放英姿。

这是我们在山东青岛国际牡丹园展示的新品种。‘秾苑彩凤’是一个油赏两用的品种，可以观赏，也可以用来榨牡丹籽油。

大家可以看到，美丽的牡丹背后还藏着各种优良性状。有的可以食赏两用，有的可以药赏两用；可以在很寒冷的地方种，也可以在很湿热的地方种。

我们也跟随着牡丹去到了世界各地，国外的科学家对我们的牡丹非常感兴趣。

我们的牡丹也即将在“一带一路”国家绽放。2023年我去国外参加国际会议的时候，正赶上他们那里种植牡丹。我推掉了很多的日程，火急火燎地赶到他们那边对栽培和后期养护进行了指导。那边的负责人也加了我的联系方式，现在我们几乎每个星期都要聊一下牡丹的生长状态。

这就是前段时间他给我发的照片，硕大的牡丹花苞已经形成，相信不出两个礼拜，美丽的牡丹花就要在“一带一路”国家绽放了。他一直跟我说，欢迎你来赏花品茶。但这段时间我可能去不了，因为现在正好也是我们国内牡丹育种最忙的时候。于是我跟他说，等花开的时候一定要把最美的照片发给我。他给我回了3个字：“必须的”。

我不知道大家能不能感同身受，看到我们心爱的牡丹花在异国他乡安了家，心里的那种油然而生的自豪感。

刚才我讲到的是杂交育种，但在分子生物学快速发展的现在，我们可以去了解这些优异性状背后的控制基因，以及它的形成的机制。

于是，我们可以用分子设计的方式育成想要的品种或性状，进入到育种4.0的时代。我们现在也正在利用牡丹的基因组鉴定它漂亮的花色、不同的花型以及浓郁的芳香背后的分子机制。

希望在不久的将来，我们用分子生物学手段育成的牡丹花能够走进千家万户，走到世界各地的各个角落。

讲到这里，不知道大家还记不记得我前面那张撅着小嘴巴的照片？那是我小时候的一个遗憾。这些照片里的是我的女儿，她弥补了我童年不能和盛开的牡丹合照的遗憾。因为过去牡丹花的花期一般都是春季4月份的时候。但是我们现在能够做到一年四季都可以看到牡丹花开。所以我家女儿想什么时候跟牡丹花合影都可以。

这是我们学生们的毕业照片，都是在美丽的花丛中拍摄的。

如果你对牡丹花感兴趣，也想欣赏这份美，欢迎加入到我们团队，一起把培育中国更美的牡丹花。

谢谢大家！