茶食兼用型菊花遗传育种、栽培管理及产业开发研究

唐桂梅　李卫东　肖晓玲　杨吉龙　刘洋　赵凡

摘要：茶食兼用型菊花广泛应用于茶饮、药物、食品、景观等领域，在促进乡村产业提质增效方面发挥着重要作用。为进一步提高茶食兼用型菊花的产量和品质，加强其内在功效的研究，提升其生产加工效率，对茶食兼用型菊花的有效成分种类、药理作用以及临床应用进行了分析，探讨了杂交育种、芽变选种、组织培养、诱变育种、分子育种等选育方法，阐述了茶食兼用型菊花的繁殖方法和大田栽培技术，对其产后加工及产品开发技术进行了系统研究，并在此基础上提出了下一步工作建议，以期为茶食兼用型菊花产业健康发展提供理论和技术支撑。

关键词：茶食兼用型菊花；育种；栽培；产业开发

中图分类号：S682.1+1 文献标志码：A

Study on Breeding， Cultivation Management and Industry Development of Chrysanthemum for Food and Tea

TANG Guimei1，2， LI Weidong1，2， XIAO Xiaoling1，2， YANG Jilong1，2， LIU Yang1，2， ZHAO Fan1，2*

（1Hunan Horticultural Research Institute， Changsha， Hunan 410125， China; 2Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha， Hunan 410125， China）

Abstract： Chrysanthemum for food and tea was widely used in tea， medicine， food， landscape and other fields， and played an important role in promoting the quality and efficiency of rural industries. In order to further improve the yield and quality of the chrysanthemum， strengthen the research on its internal efficacy， and improve its production and processing efficiency， this paper analyzed the effective components， pharmacological effects and clinical application of chrysanthemum for food and tea. The breeding methods such as cross breeding， bud mutation selection， tissue culture， mutagenesis breeding and molecular breeding were discussed. The propagation methods and field cultivation techniques of chrysanthemum for food and tea were expounded. The post-production processing and product development technology were systematically studied. On this basis， the future work suggestions were put forward in order to provide theoretical and technical support for the healthy development of chrysanthemum industry for food and tea.

Keywords： Chrysanthemum for food and tea; breeding; cultivation; industry development

菊花（Chrysanthemum morifolium）為菊科菊属多年生草本花卉，是我国传统十大名花之一，品种繁多，在我国栽培已有2000多年的历史。菊花按照功能用途的不同，可分为不同的类型，如茶用菊、药用菊、食用菊、观赏菊等。顾名思义，茶食兼用型菊花兼具茶用和食用功能，具有特殊的用途、文化和传统。据历史记载，在我国唐代，人们就喜欢喝菊花茶，到明清时代，菊花饮品和菊花食品已走入普通民众生活。近年来，随着生活水平的提高，人们对健康、休闲、养生等的关注度不断提高，茶食兼用型菊花的研究也日益受到关注。

1 茶食兼用型菊花有效成分及其功效

1.1 茶食兼用型菊花有效成分

茶食兼用型菊花的有效成分主要包括黄酮类化合物、挥发油成分、有机酸类、氨基酸、糖类、微量元素等（见表1）。同时，不同品种茶食兼用型菊花主要有效成分含量存在明显差异，如滁菊氨基酸含量和必需氨基酸含量都较高，且含有一种含硫的非蛋白氨基酸——牛磺酸；亳菊微量元素Mg、Fe和Al含量较高，是其他品种的数倍[1]。

1.2 茶食兼用型菊花功效

近年来，研究者对茶食兼用型菊花的药理作用和临床应用做了深入的研究，认为菊花具有散风热、清肝、明目、降火之功效，对心血管有很好的保护作用，在对抗肿瘤、调血脂、护肝、抗菌消炎、抗衰老等方面均有较好疗效[14-15]，如菊花所含黄酮类化合物对HIV病毒具有抑制效果，能有效防止血栓的形成[16]；所含的蒲公英烷型三萜醇类对人类肿瘤细胞的消除作用也非常明显；菊花还含有具有抗炎功效的三萜类化合物，抗菌消炎效果显著[17]；菊花中含有的水溶性多糖对人体的免疫系统具有积极作用，能促进淋巴细胞免疫增殖功能提升，增加人体免疫调节能力[18]；菊花中所含挥发油成分能降低血压，保护人体神经系统和肝脏，同时具有抗氧化、抗衰老、抗疲劳、止镇痛的作用[19]。前人的这些研究成果为菊花资源选育及产品开发提供了方向和理论支撑。

2 茶食兼用型菊花育种

2.1 传统育种研究

2.1.1 杂交育种

菊花栽培品种属基因型较为复杂、杂交后代易分离的高度杂合异源多倍体。虽然自然授粉也是菊花获得新品种的有效途径之一，但自然授粉并不能按照育种目标获得新品种，存在一定的偶然性，而杂交育种可按育种目标配置杂交组合，通过人工操作的方式获得杂交新品种[20]。“中农夏妆”彩色茶菊品种是由李胜兰等以“中农红袖”和“粉翎”为亲本，经常规杂交选育而成[21]。郭子燕等利用茶用地被菊白色品种“TY51”“YY3”和多个优良的黄色地被菊早花品种组合作为杂交亲本，配置多个地被茶菊杂交品种组合，开展人工杂交，最终筛选出符合国家标准的黄色茶用地被菊新品种材料“YZ18”[22]。冯晓燕等选育出了一系列早花高产茶药兼用品系，以茶菊品种“七月白”“杭白菊”“滁菊”为亲本，建立了茶菊亲本材料综合评价模型[23]。中国农业大学通过人工杂交选育出了“雪映霞光”“中农杏芳”等茶赏兼用品种[24]。北京市农林科学研究院通过杂交选育出茶食兼用型菊花品种“玉台1号”“白玉1号”“粉黛1号”“金黄1号”“燕山白玉”“燕山金黄”等，大大促进了茶食兼用型菊花的繁殖和产业推广[25]。

2.1.2 芽变选种

在栽培过程中，由于性状分离、环境改变等因素容易使菊花产生芽变，所以变异性状可以通过扦插等无性繁殖方式获得，在芽变发生时先观察，待其变异性状稳定后即可形成新的菊花品系。目前已有多个优良新品种通过芽变选种获得。据报道，杭白菊1号、金菊2号是科研人员从早小洋菊的优良芽变株系选育出的新品种；河北省林業和草原科学研究所在“白玉1号”的芽变株系中选育出茶药食兼用新品种——“金冀1号”[26]。

2.1.3 组织培养

菊花组织培养主要是通过分离菊花的组织、器官、细胞、原生质体等，在无菌条件下，将外植体接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养，以获得再生的菊花植株。菊花组织培养所用的外植体材料一般非常小，可结合使用诱变剂进行处理，吸收也比较快，很容易得到均匀一致的诱变群体[27]。通过组织培养，上海市园林科学研究所将“金背大红”通过组培进行了花色的分离，并获得了成功；试验主要利用该品种上红下黄的花瓣作为组培的材料，使花瓣的两种花色产生分离，由此诞生了新的变种[28]。

2.1.4 诱变育种

菊花诱变育种主要有两种，一种是辐射育种，另一种是航天育种。在进行菊花辐射育种时，利用射线对菊花材料进行照射诱发菊花遗传性的改变，产生新的优良品种。研究表明，以菊花愈伤组织诱变效果最好，其次为植株、脚芽、枝条。由于菊花辐射诱变具有随机性、嵌合性等特点，因此，在菊花的辐射育种过程中，一般采用辐射育种与组培相结合的方法进行操作，比如，对菊花材料的愈伤组织以及组培试管苗进行辐射，可产生突变嵌合体分离[29]。航天育种即利用卫星将菊花的种子送入太空，再通过返回式卫星将种子送回地球，种子经历太空特殊的环境后产生诱变和变异。由于航天育种成本很高，目前利用率较低。另外，还有化学诱变育种和单倍体育种等方法。

2.2 分子育种研究

分子育种是在菊花育种中应用分子生物学技术进行分子层面的育种。随着遗传学、分子生物学等学科的不断发展，菊花育种广泛应用了分子标记和基因工程技术，并培育出一批菊花新品种，菊花的花型、花期、花色、株型及抗病虫等性状可通过基因工程技术进行改变[30]。CHENG等[31]认为过表达油菜素内酯BR信号响应基因CmBES1可能通过抑制下游CUC2、CYC4等器官边界基因的表达增加舌状花融合程度和舌状花相对数量。HUANG等[32]将CmERF110和拟南芥自主途径同源基因CmFLK蛋白互作模块通过生物钟共同参与秋菊花期调控。TANG等[33]发现CmMYB6的表观遗传甲基化修饰是决定菊花花色变异的重要原因。ZHAO等[34]通过与CmKNAT7互作拮抗调控木质素的生物合成，推测CmHLB过表达转基因可能影响茎秆性状，使菊花植株变矮、茎杆增粗。WANG等[35]认为，菊花核因子CmNF-YB8能改变叶片表皮气孔状态和角质层厚度，通过调控丝/苏氨酸蛋白激酶基因CmCIPK6和角质生物合成调控因子CmSHN3，进而影响菊花植株的抗旱性。通过利用CMWRKY15抑制ABA合成与信号路径相关基因的表达。FAN等[36]研究了菊花黑斑病抗性调控机理。FAN等通过利用CmWRKY15抑制ABA合成与信号路径相关基因的表达，从而调控菊花黑斑病发生，增加菊花抗性。LI等[37]使用CmWRKY48通过JA信号转导路径调控菊花的抗蚜性。菊花分子标记辅助育种是通过检测到的分子标记，达到选择目标性状的育种技术，该技术主要利用了分子标记与确定目标性状基因紧密连锁的特点。分子标记辅助育种的优点是快速、准确，而且可以缩短育种周期，不会受到环境条件的干扰。SU等[38]基于高通量SNP标记的GWAS分析发掘出6个耐涝性关联位点，开发出dCAPS功能标记，与菊花耐涝性状共分离。CHONG等[39]将GWAS分析检测到的关联SNP转化成与花径大小和开花时间相关的dCAPS标记。但就目前来看，距离真正进入育种应用，菊花分子标记辅助选择育种研究尚有一定距离[40]。

3 茶食兼用型菊花栽培管理技术

3.1 繁殖技术

茶食兼用型菊花繁殖技术有播种、扦插、组培、分株、压条等，其中，扦插繁殖和组培快繁是应用较多的技术。王琪等[41]研究了金丝皇菊工厂化育苗技术，实验以细河沙为扦插基质生产金丝皇菊苗，该育苗方法效率高、价格低廉，适合大部分地区进行金丝皇菊规模化生产育苗。王茹华等[42]认为珍珠岩是食用菊花扦插繁殖最适合的基质，同时明确了菊花插穗长度、生根粉使用量等技术要求。崔乐源等[43]研究了金丝皇菊的组培快繁技术，以金丝皇菊当年生茎段为外植体，进行组培快繁研究，为金丝皇菊优质高效产业化栽培用苗生产以及种苗脱毒提供了技术支持。唐焕伟等[44]以珍珠岩为基质，研究了食用菊花组培苗瓶外生根技术，应用该技术生产的组培苗生根成活率达到了90%以上。

3.2 大田栽培

大田栽培技术主要包括田间管理、肥料配施、种植密度、轮作、病虫害防治等技术。程群等[45]、李水祥等[46]、徐扬等[47]阐述了茶用菊高产、高效、优质栽培技术，并对茶药用菊种植密度进行了研究。刘建廷等[48]阐述了婺源黄菊产量和品质与施肥的关系，认为在施用相同有机肥时，婺源黄菊单株产量出现了先增后减的现象，该现象是随着氮素施用量的增加而产生的。肖新等[49]对滁菊轮作方式及施用生物有机肥的影响进行了研究，发现生物有机肥的合理轮作和增施，可以有效促进滁菊生长，缓解连作障碍。唐焕伟等[50]、赫明涛等[51]对食用菊花的栽培模式和技术进行了研究，从品种选择、育苗模式、田间管理等多个方面入手，提出了菊花麦后种植、高产高效的技术方法。以黑斑病、霜霉病、白粉病和立枯病等病害为研究对象，伏建增等[52]、许雅洁[53]、张怡等[54]对茶食用菊的重要病害和虫害的发生规律及防治技术进行了分析，筛选出了毒性低、效果好的杀虫剂。

4 茶食兼用型菊花加工技术及产品开发

4.1 加工技术

茶用菊花在采收后需要进行干燥处理，以便保存和运输。烘干加工工艺对茶用菊花成品的品质影响较大，目前，菊花主要采取自然烘干和热风烘干两种烘干方式，采用“杀青+烘干”的方式进行烘干[55]。饶军等[56]对茶用菊花的原料选择、工艺流程等加工操作技术进行深入的研究，发现大部分茶菊品种最佳初始烘干温度以45 ℃为宜，最高烘干温度不高过60 ℃为宜，加工时间约为8 h。孙东宇等[57]、宋媛媛等[58]、梁俊宇等[59]围绕杭白菊、金丝皇菊等茶食兼用型菊花，研发了新型杀青技术，验证了烘烤菊花的最佳时间和温度，以及不同热风干燥模式下菊花干燥工艺的特性；科研人员认为，恒温干燥条件下金丝皇菊干燥时间缩短，但复水特性、结水能力及色泽等品质变差；蒸汽热烫预处理能提升干燥速率，预处理后再进行干燥菊花色泽保持较好。曹琼和穆兵[60]就食用菊花保鲜技术以及鲜食菊花保鲜效果进行了探讨，从不同包装方式、不同浓度的苯甲酸钠保鲜剂、不同浓度的抗坏血酸、不同浓度的氯化钙等方面进行了比较，总结了食用菊花保鲜工艺。

4.2 产品开发

随着生活水平的提高，人们对养生、保健和食疗等方面的关注不断提升。菊花的传统利用方法是以菊花采摘后直接烘干制作菊花茶，或直接作为烹饪原料食用，菊花产品的附加值较低。近年来，为了提高菊花的综合利用价值，其相关产品已经被陆续地开发出来，如菊花酒、菊花茶饮、菊花糕点、菊花精油、菊花化妝品等。通过将鲜枸杞、麦汁等与菊花浸提液一起发酵，可制成菊花发酵酒[61-62]；以菊花、天麻、罗汉果、茶叶等为原料，能制作具有降压降脂、消炎止痛、清肝明目保健功效的复合饮品[63-64]。贾小丽等[65]在制作糕点时，在其中添加菊花脑，研制出了菊花脑糕点。杨希和叶明[66]用奶粉、菊花提取液和枸杞提取液，通过适当的工艺制成具有抗氧化、降血糖功效的菊花枸杞酸奶。杨志芬等[67]、吴彦等[68]运用超声提取技术，结合复凝聚法和喷雾冷凝法，用怀菊花做原料，制成精油微胶囊；并使用在化妆产品和洗浴产品上，使产品具有菊花特有的芳香，增香效果卓著；在化妆品的制作过程中加入适量的菊花萃取液精华，还可以增加其保健功效。高端等[69]研制出有防晒功效的化妆品，其主要利用山银花和野菊花的萃取物作为主要原料。有团队研发出菊花唇膏，该唇膏是以团队自己培育的一款暗红色菊花为原料，将色素和精油提炼出来加入其他材料研制而成[1]。除上述菊花类加工产品外，菊花还可以制作多种食用产品，如菊花锅底、菊花汁内酯豆腐、菊花纸型蔬菜、菊花粥、菊花果冻等。

5 问题与展望

茶食兼用型菊花不仅营养丰富，还具有保健作用，广泛应用于茶饮、药物和食品等领域。近年来，对茶食兼用型菊花的研究不断深入，但是也存在诸多不足，比如：对其功效成分的药理作用机制研究不够深入；新品种的培育较少；对连作障碍和抗逆性栽培技术研究不多；茶食赏兼用型菊花品种在园林景观中的应用研究缺乏；茶食兼用型菊花采后加工研究理论基础尚显不足、加工工艺有待进一步优化等。

未来茶食兼用型菊花的研究建议加强以下几方面的工作：①在功效研究方面，加强茶食兼用型菊花化学成分分析以及药理作用机制研究；②在新品种选育方面，首先进行种质资源保护与创新利用，其次建立科学高效的传统育种与现代生物技术育种相结合的育种新策略；③在栽培管理技术方面，进一步优化茶食兼用型菊花的栽培管理技术，提高茶食兼用型菊花的产量和品质，同时，加强茶食兼用型菊花抗逆性研究，探讨茶食兼用型菊花在不同生态环境和气候条件下的生态适应性和栽培技术；④在采后加工及产品开发利用方面，应进一步优化茶食兼用型菊花的加工工艺，进一步研究茶食兼用型菊花的各种加工产品，为更好地开发新型菊花产品提供思路。

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责任编辑：李菊馨

基金项目：湖南省林业生态保护修复及发展专项资金（花卉苗木产业发展）项目（湘财资环指〔2023〕5号）；湖南省重点研发项目（2022NK2062，2021NK2008）；湖南省农业科技创新资金项目（2022CX49）。

第一作者：唐桂梅（1979—），女，博士，高级工程师，研究方向为观赏园艺及城乡规划设计研究，Email：tgmm1010@qq.com。

*通信作者：赵凡（1993—），女，硕士，工程师，研究方向为园林植物应用与园林设计研究。

收稿日期：2023-10-21