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[三月份] 2018年物种日历 3月17日 矮牵牛

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发表于 2018-3-18 16:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
一提起矮牵牛,第一印象便是花坛第一霸主。的确,矮牵牛是当下最完美的花坛植物,它可以用种子进行大量繁殖;育苗时间短,花期却非常长。栽种到花坛里后也方便管理,矮牵牛耐旱耐热,对土壤的要求也比较低,所以只要不遭遇霜冻,即使是露天花坛,矮牵牛也能所向披靡。

制霸花坛的矮牵牛们。图片:tropical.theferns.info
毛乎乎的美洲来客
看到拥有如此强悍适应力的花,大家下意识总会觉得它来自美洲。事实也正是如此,矮牵牛与抗性极好的玉米、番薯等作物一样,也是来自美洲大陆。
矮牵牛产自盛产茄科植物的南美洲,其别称为“碧冬茄”,这音译于矮牵牛的属名“Petunia”。“petun”为烟草的意思,这是因为矮牵牛全身密被柔毛,未开花之前的小苗与烟草小苗非常相似。

叶片形态可以用于区分矮牵牛与真正的牵牛。图片:Rocksmoker 007 / Wikipedia
矮牵牛虽然名字里带“牵牛”,但它和牵牛花关系并不大,仔细观察矮牵牛与牵牛的花蕾,牵牛的花蕾花瓣螺旋折叠,而矮牵牛的花却是对折且相互叠压的,这也是旋花科和茄科的最大不同。

真正的牵牛花你未必见过。图片:KENPEI / Wikipedia
矮牵牛属(Petunia)早在16世纪就被西班牙人发现,但西班牙人觉得这种矮小的植物并没有什么价值而完全没有理会,只是留下了一个记录。
300年后,一份标注“Petunia parviflora”的标本被送回欧洲,矮牵牛属正式建立。1823年,矮牵牛属中花朵最大的种类,夜香矮牵牛“Petunia axillaris”引入欧洲,这种矮牵牛花朵大而洁白,味道芳香,可以做很好的观赏植物。但是夜香矮牵牛只在晚上开花,使得其观赏价值大打折扣。

大而洁白的夜香矮牵牛。图片:Magnus Manske / Wikipedia
1834年,英国的一位名叫Atkins的园艺师培育出一种全天开大花的杂交矮牵牛。就此,矮牵牛正式进军园艺界。
此后的园艺家们都十分喜欢矮牵牛,这种花卉不但抗性好,颜值高,园艺变异也异常丰富。仅仅过了几十年的时间,就依次发现了复瓣变异和四倍体大花变异的个体,使得矮牵牛的观赏价值大大提升。此外,矮牵牛花色的变化也异常丰富,条纹、镶边等异色花纹,使得矮牵牛愈加美丽。

不同花型的矮牵牛。图片:作者见图注 / Wikipedia
遗传学模式物种
优秀的园艺矮牵牛的出现,让人们对它的育种产生了浓厚的兴趣,这也让矮牵牛歪打正着地成为了遗传学模式物种之一。
园艺师Atkins杂交出杂种矮牵牛之后,并没有公布这个杂种的亲本。为了寻找育种方向,研究者开始尝试寻找杂种矮牵牛的亲本。直到1982年,植物学家Wijsman,才终于发现了杂种矮牵牛的亲本,是夜香矮牵牛和同属的另外一种开紫色小花的匍匐紫花矮牵牛(Petunia integrifolia)。

拥有和亲本匍匐紫花矮牵牛相似花色的矮牵牛。图片:Pixabay
此后,为了得到新的杂交品系,Wijsman在整个矮牵牛属植物中进行了尝试。他发现了,在矮牵牛属中,有两类矮牵牛是无法杂交的。一种是染色体数为2n=14的核型,这个类群正是我们常见的杂交矮牵牛,而另外一种是染色体数为2n=18的核型,这个群类的花普遍多而且小。Wijsman依据这些发现提出了一个大胆的观点:不同核型的矮牵牛,因为存在生殖隔离应该分成两个属来处理。
大花与小花
为了说明Wijsman的观点,不得不提及另一种深受喜爱的盆花——百万小铃。

你或许也见过这种花盆中的mini“牵牛花”。图片:余天一
这种看上去比矮牵牛小一号的植物,与矮牵牛的关系剪不断理还乱。百万小铃的名称源自上世纪八十年代日本园艺公司推出的一个叫做“million bells”的矮牵牛品系,这个矮牵牛品系的特点是花小而繁多,非常适合作为盆栽栽培。虽然早期的大花矮牵牛们也可以作为盆栽育种,但是后期更多地是作为花坛植物进行栽培了。“百万小铃”这个品系的出现,让很多人又燃起了盆栽矮牵牛的欲望。

惹人喜爱的百万小铃。图片:cbgrfx123 / gardeningknowhow
然而新出现的百万小铃并不是什么新鲜事物,它的亲本正是矮牵牛属中核型为2n=18这一系的杂交品种。百万小铃与普通的大花矮牵牛在形态上并没有太大的不同,但是两者无法杂交,也就此形成了两个完全不同的栽培品系。
植物的分类依据
其实在植物分类中,种与种间的界定,常常不会以是否有生殖隔离为判断依据,因为植物的种与种之间发生杂交非常常见。
不过,在自然状态下,大多数的种是很少发生自然杂交的。因为每一个自然物种,会在不同的环境下利用不同的传粉方式而出现物理隔离,例如花期的不同,或是传粉媒介的不同,都会造成生殖隔离。
夜香矮牵牛花开白色,夜间开放,它的传粉昆虫是蛾类;而杂种矮牵牛的另外一个亲本匍匐紫花矮牵牛则是白天开放,依靠蜂类传粉。如此一来在自然条件下,两种矮牵牛并不会产生杂交,于是它们之间便出现了物理生殖隔离,它们也就可以认定为不同的两个种。

白天开放的匍匐紫花矮牵牛。图片:David Stang / ZipcodeZoo.com
而比种范围更大的分类单位属,生殖隔离更不是必要条件,它更倾向于形态上的相似性和亲缘关系的单一性,尤其是属中各种之间的遗传亲缘关系,尽量要保证单系的结构。
百万小铃和矮牵牛在基因上明显分为两个系列,可是从形态上却极为近似。这样的关系,使得很多人并不赞同wijsman将矮牵牛属进行拆分的观点。
是园艺宠儿,更是研究宠儿
不过不进行拆分的原因还有一个,那就是矮牵牛属的模式种是Petunia parviflora,而它的核型是2n=18。如果进行拆分,大花类的矮牵牛将全部移出矮牵牛属而另立门户,新立门户必然要改新名字,而这将迫使已经成为园艺宠儿的矮牵牛重新换名字。
矮牵牛作为园艺植物,已经深入人心,分类学家只能想办法调整矮牵牛属的模式种以保留矮牵牛的名字。最终,人们选择了核型2n=14的Petunia nyctaginiflora作为矮牵牛的模式种,而核型2n=18的种类则另立门户为小花矮牵牛属(Calibrachoa)。而百万小铃,则成为了小花矮牵牛属的园艺名。

模式种Petunia nyctaginiflora。图片: Hinterland Oy / Imageria.com
矮牵牛简洁的基因,以及明快的基因表达,使其成为了遗传学研究的模式种。相信很多遗传学学生都很头疼矮牵牛,因为矮牵牛开什么颜色的花是遗传学测试中最经典的选择题案例。
除了矮牵牛本身丰富的花色表达基因,人们还通过转基因技术,使矮牵牛获得了更多不可思议的花色。

超级矮牵牛“霓虹灯”。图片:余天一
1987年,人们采用外源基因培育出了砖红色的矮牵牛,并以此为基础培育出了红色至纯黑色的品系;1998年,通过直接导入外源基因的方法获得了黄色品系的矮牵牛。
如今全色系的矮牵牛已经不再是梦想,而人们在矮牵牛基因研究的道路上,还一步一步地揭示出了植物内在的运作机制。

超级矮牵牛“爱神。图片:余天一
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让岁月凝结成文明,让我遇见你。2018年《物种日历》,每日零点,一同品鉴文明。

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