【科學故事會】小花農的種花經

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

“武則天貶牡丹”的故事

傳說，在一個大雪紛飛的冬日，武則天突發奇想：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。當第二天她步入花園時，所有花都聽話地開了，但唯獨牡丹，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。原以為牡丹會因此凋零，但出乎意料的是，當春暖花開之時，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。

這個傳奇故事展現了牡丹的堅韌與美麗，不過呢，從科學的角度來講，要想調控牡丹的花期可不是件容易的事兒；并且牡丹也不是個隨遇而安的主兒，它的“豪宅”選址可是相當挑剔，生長區域窄得讓人直呼“高冷”。

你問我怎么知道的？因為我是對牡丹了如指掌的小花農。牡丹的每一個生長小秘密，都逃不過我的火眼金睛。從最初的懵懂探索，到現在讓它們隨心所欲地綻放，我可是費了不少心思。

四季不歇的牡丹育種之路

由于牡丹在中國已有幾千年的栽培歷史，目前品種大多為近親繁殖，導致后代無新的優良性狀出現。為了突破這一瓶頸，我們必須擴大育種范圍，引入新的野生品種進行遠緣雜交。

可是牡丹對環境很挑剔。太冷和太熱都不行，它們喜歡生長在氣候適中、土壤肥沃的地區。因此，在育種過程中，我們得努力培育出具有更強適應性的品種，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，當牡丹盛開之際，便是我們最忙碌的時刻。首先，我們需要在花叢中挑選性狀最為優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間，進行授粉工作。隨后，便是等待果實的成熟，收集種子。

而到了九、十月份，隨著秋季的到來，我們會將收集到的種子播種到土里，期望它們在來年能夠發芽。牡丹生長速度很慢，從一棵種子播下去到開花大約需要3~5年的時間。所以考慮到牡丹強烈的季節性，我們必須根據季節變化安排不同的工作。種子的播種、苗子的移栽、分株，每一項工作都需精心策劃，以確保植物能夠健康生長。

我們每年都會在地里觀察這些種子到小苗再到開花的生長性狀。我們期待從中發現新的品種，它們或許擁有獨特的花形花色，或許在生長習性上有所突破。

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控技術。通過科學的手段，讓牡丹在元旦、春節等節日期間盛開，為節日增添喜慶氛圍。

科技催開“富貴花”

在育種方面，牡丹的研究正經歷著從傳統到現代的轉變。育種技術經歷了從1.0時代的自然選育，到2.0時代的雜交育種，再到如今3.0時代的分子育種。隨著分子生物學的快速發展和組學數據的積累，我們有了更多的技術手段來加速育種進程，提高品種改良的效率。

未來，牡丹育種有望迎來革命性突破——設計育種時代！這意味著，我們可以根據需求，設計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雜，其大小約為人類基因組的4倍。它的染色體數量少，但每條染色體上所承載的遺傳信息卻相當于5個水稻基因組的容量。想要讀懂它，先得摸清它的底細，理解牡丹長成啥樣、有啥特性，背后都是哪些基因在“指揮”。

更有挑戰性的是，牡丹的遺傳轉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，牡丹生長慢悠悠的，研究起來特別耗時費力。

但我們沒有灰心，我們正一步步攻克難關，調整策略，優化方法，只為早日解鎖牡丹育種的新篇章。雖然路還長，但我們滿懷信心，期待不久的將來，能給大家帶來更多驚喜！

牡丹全身都是寶

你可能會有疑問：為什么要對牡丹進行育種呢？育種之后的新品牡丹有什么特點？

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

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值。

在未來的育種工作中，我們會注重牡丹多種價值的挖掘和提升，培育出更多具有優良藥用性狀的新品種。同時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進行相關產品的開發。

牡丹作為富貴的象征，一直深受人們喜愛。盡管過去牡丹因價格昂貴而難以普及，但如今我們期待通過科技進步，降低其種植成本，讓這富貴之花能夠走進千家萬戶。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（中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員，中國園藝學會分子育種分會副理事長）

來源 /《科學故事會》2025年12月刊

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編輯：汪黃寧

審定：鄒　貞

審定：陳　玲