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日本三得利培育出蓝玫瑰
发布时间: 2006-1-4 13:17:27   点击: 2812
日本三得利培育出蓝玫瑰
 
 
  在英语中“Blue Rose”有一个意思是“不可能、从未见过的事物”。长期以来,世界各地的育种专家都在挑战开发蓝玫瑰。今年6月,日本三得利宣布开发出了蓝玫瑰。

  玫瑰与菊花、康乃馨是全球销量最大的三种花卉之一。观赏用玫瑰的栽培历史悠久,据说早在5000多年前人类就开始栽培。现存的玫瑰有6000~7000种,经过育种专家的培养,目前已经出现了2万5000多种玫瑰。
  普通玫瑰没有产生蓝色色素的功能,只能通过红色与橙色色素形成五彩斑斓的花瓣。其中也有有些发蓝的玫瑰上市,但实际上这只是花瓣细胞中的红色与橙色色素分布不均匀产生的暗色,或者是花瓣表面因凹凸不平出现的阴影,多种偶然因素聚集到一起,看起来有些发蓝而已。

历时14年终于结出硕果
  
  目前的结论是:杂交方式无法培育出蓝玫瑰。因此,三得利公司决定利用基因重组技术,经过长达14年的研究,终于成功地让玫瑰具备了制造“翠雀花素(Delphinidin)”这种蓝色色素的能力。今后在经过3年的环境安全性试验后,蓝玫瑰在2007年有可能上市销售。
  制造翠雀花素的蓝色基因植入玫瑰的步骤如下图。首先,将玫瑰叶的碎片放在含有植物荷尔蒙和糖分等营养成分的琼脂培养基中培养。碎叶片会生长成为名为“胼胝”的细胞体。
 
  然后将从黑色紫罗兰中提取到的蓝色基因注入到细菌体内,并让细菌“感染”胼胝。这样一来蓝色基因就被输送到胼胝的细胞核内,与玫瑰的DNA(脱氢核糖核酸)融合到一起。通过继续对胼胝进行培养,便会长出叶和根,形成植株。将其放在与外界完全隔离的温室内栽培,使其开花。

  三得利的蓝玫瑰的开发项目于1990年启动。首先是详细研究了开蓝色花朵的牵牛花基因,在全世界首次成功测定出了蓝色基因的碱基序列。同时,还确立了从植物中提出蓝色基因的技术。三得利最初是将牵牛花的蓝色基因植入到玫瑰,但花瓣没有变蓝。而同样方法却使得康乃馨开出了蓝花,并于1997年商品化。

  采用与玫瑰属性相近的植物又会怎样呢?三得利随后又对龙胆、薰衣草等10多种植物的蓝色基因进行了逐个测试。经过严格的试验,于1996年发现植入紫罗兰基因的玫瑰能制造出翠雀花素。随后,又将紫罗兰的蓝色基因植入到更多品种的玫瑰中,终于开发出了花瓣色素几乎100%为蓝色色素的玫瑰。

  但“蓝玫瑰的研究还远远没有结束”(尖端技术应用研究所高级专家田中 良和)。此次培育的蓝玫瑰有些偏紫,还需要做进一步改良。自然界中的蓝色花朵具有将翠雀花素与糖等结合起来的色素,它与名为“黄酮”的化合物一起可以形成结晶构造,从而呈现出深蓝色。三得利已经发现与这一现象有关的基因,计划“2007年上市更蓝的玫瑰”(田中良和)。

  如果蓝玫瑰能够实现投产的话,将其作为母本,还可以培育出不同花瓣类型与颜色的多种蓝玫瑰,扩大玫瑰的种类。开发蓝菊花也被列入三得利公司的计划。该公司估计“蓝玫瑰相关业务的规模将达到300亿日元”(佐治 信忠社长)。

  蓝色基因还有各种意想不到的用途。如三得利公司与神户大学联合开发的“环境监控植物”。如果吸收了环境荷尔蒙或二恶英等环境污染物的话,花的颜色就会发生变化。在工厂与农田等地方保持景观的同时,还能以低廉的成本来检测土壤方面的安全性。

  如果超过一定量的污染物进入植物体内,就会导致一些基因与蓝色基因相结合。如粉红色牵牛花在受到污染后就会开出紫色的花来。三得利的目标是2009年前后上市。
还可以自由设计花卉形状

  除蓝玫瑰外,其他多种有关高附加值新品种的研究也在推进之中。东京农工大学的小关 良宏教授一直致力于改变花卉形状的研究。 花卉形状与一个名叫“转座子”的基因有密切关系。转座子基因具有在DNA上移动的特性,它可以象刀一样刺到DNA的某个特定部位,使得这个部位的基因功能停止。对于不能像动物那样进行移动的植物来说,转座子原本是为了适应气候等周围环境变化而改变DNA结构的一种功能。

  小关教授认为:“如果能控制转座子的话,就可以让花瓣特定部位的颜色变淡,进而创造出带斑点或斑纹的花朵来”。尽管转座子中也有各种各样具有不同性质的类型,但小关教授在去年秋天找到了只改变花瓣图案的转座子。通过对现有花卉品种中这一基因进行重组,就可以创造出带有花斑的鲜艳花朵。据说这些花“在花店里要比普通品种贵5至10倍”(小关教授)。小关教授目前正与民间种苗公司合作,计划在5~6年后上市。

  为提高鲜花的商业价值,不仅需要花朵美丽,尽可能延长花朵寿命也非常重要。独立行政法人花开研究所成功开发出了花期相当于普通品种约3倍的康乃馨。如果顺利的话到2007年,就能在花店里亮相。

  在花卉研究所进行的试验中,普通康乃馨完全开放后5~7天就开始枯萎,而新开发的康乃馨“筑波1号(暂称)”一直到第19.5天也没有枯萎。从上面照片就可以明显看出来。“如果是在气温较低的冬季,可以保持1个月以上”(生理遗传部部长柴田 夫)。

  花期长短的关键在于“乙烯”。大家都知道,将苹果放入冰箱后,苹果释放出乙烯会降低蔬菜的新鲜程度。实际上花朵在开放一定时间后,如果授过粉的话,自身就会释放出乙烯促使花瓣枯萎。这是为了保存后代而将体内能量集中到果实或种子的缘故。

通过技术水平来拓展需求

  筑波1号产生的乙烯大约只有普通康乃馨的1/20,因此可以保持很长的花期。花开研究所从1992年开始开发,对适合商业生产的6个品种进行杂交,选出花期较长的品种,然后再对它们进行杂交。经过反复试验,终于成功地培育出了筑波1号。

  争相开发高附加值花卉也反映出了业界的困境。自从泡沫经济崩溃后,支撑花卉市场的法人消费锐减。如果不能紧紧抓住喜好变化激烈的个人消费者的心理,将很难在这个市场上立足。廉价的中国产鲜花的大量进口,也使得日本的市场价格竞争更加激烈。

  与此同时,针对中国的高收入阶层将高品质鲜花出口到中国的日本企业也开始出现。“日本的花卉研究处于世界领先水平”(小关教授),如果能开发出从未有过的鲜花,就很有可能会激发出国内外的潜在需求。
 
(作者:吉冈 阳  来源:日经BP社)
 


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