近日，草花所菊花团队在Horticultural Plant Journal（中科院一区TOP期刊、IF=7.1）在线发表题为“Genetic Analysis of the Overlapping Degree of Ray Florets and the Doubleness of Capitula in Chrysanthemum”的研究论文。本研究探究了菊花这一遗传背景复杂、杂合度高的多倍体物种关键花部性状的遗传结构，尝试从定性的视觉描述转向定量评价体系。特别是引入了“舌状花重叠度（ODRF）和盘花外露度（DDE）”的量化方法，创建了舌状花重叠程度与重瓣性分级标准。同时，运用主基因－多基因混合遗传模型揭示重瓣性相关数量性状的遗传调控模式，为菊花种质评价及重瓣性定向育种提供理论依据与技术支撑。

菊花（Chrysanthemum × morifolium Ramat.）是我国传统名花，同时也是北京市市花，在花园城市营建、城市园林绿化及家庭园艺产业中占据重要地位，兼具极高观赏价值与产业经济价值。花型是决定菊花商品品质与市场竞争力的核心观赏性状，头状花序重瓣性直接决定菊花的花型外观；舌状小花轮数、露心程度是评判重瓣性的关键指标，不同轮次舌状小花的长度差异造就了花序形态的丰富变异。针对上述科学问题，本研究围绕菊花舌状小花重叠程度与头状花序重瓣性开展系统遗传解析，为菊花优异种质创新、花型定向改良，以及服务花园城市绿化场景的分子设计育种提供重要理论依据。

图1 菊花定向杂交群体构建

本研究选取两个杂交群体及父母本共497份绿化小菊为实验材料，针对传统指标无法完整表征多轮次菊花重瓣性的问题，定义了舌状花轮间长度差（LORF-LIRF）、舌状花重叠程度（ODRF）、露心程度（DDE）等量化评价指标，并证实ODRF、DDE、舌状花轮数（NWRF）三者具有独立的遗传变异特征。

图2 杂交亲本示意图

此外，10个花部性状遗传分析表明：LORF-LIRF与ODRF离散程度高、受环境影响大；NWRF、DDE等性状受遗传与环境共同调控；头状花序直径（ID）、舌状小花长度相关性状遗传稳定性高，可作为核心鉴定指标。

图3 ODRF与重瓣性之间的变异

基于ODRF将菊花头状花序划分为重叠型、半重叠型、渐变型、散射型4类，结合DDE与NWRF进一步将重瓣性划分为半重瓣、重瓣露心、重瓣半露心和重瓣不露心4个等级，同时发现杂交群体中重叠型与半重叠型植株占比最高，散射型个体数量最少，多数后代舌状花轮数集中在3-9轮，轮数≥10的植株较少，且未出现轮数小于3轮的后代。

图4 ODRF与NWRF和DDE的等级分布

主基因+多基因遗传模型分析结果表明菊花舌状小花长度与重瓣性性状均为典型数量性状。其中外轮舌状花长度（LORF）、ODRF等7个性状均由两对主基因加性-显性效应调控，NWRF、DDE、舌状花平均长度（MRFL）受两对主基因等加性效应控制，多数性状遗传模型在不同群体中稳定，仅少数性状存在遗传背景差异。各性状主基因效应类型多样，多数舌状小花长度性状主基因遗传力超80%、遗传稳定性高，其余性状遗传力为50% ~ 80%，受遗传与环境共同调控，且部分性状遗传力受亲本背景影响显著。

潘博为该论文的第一作者，高康为该文的通信作者，北京市农林科学院陈庆兵、王瑶瑶、陈利杰、张世龙、王丽丽、苏国辉、陈菲、陈东亮、罗昌以及华北水利水电大学范永明、李海英参与了本研究，北京林业大学戴思兰教授和北京市农林科学院黄丛林研究员为本研究提供重要指导。该研究获得北京市自然科学基金（6244044）、北京市科协人才基金（BJJQ2024）和北京市农林科学院花园城市场景建设需求导向的特色林果花草品种选育与应用（KJCX20261006）项目的资助。