莲是我国最具特色、栽培面积最大、品种资源最丰富的水生经济作物，它不仅可供食用、药用，还是十大名花之一，栽培历史悠久。莲是一种古老植物，距今一亿三千五百万年前，在北半球许多水域地区已有生长分布。在浙江省余姚县发现的“河姆渡文化”遗址中发现了莲的花粉化石，经检测至今已有7000余年；在河南省郑州市“仰韶文化”房基遗址中发掘的两枚莲子，经检测距今已有5025±100年的历史。早在公元前6世纪的《诗经》中就有“彼泽之陂，有蒲与荷”的记载。
新中国成立后，在很多地方都发掘出古代莲子。1951年，出土了辽宁普兰店古莲子，老一辈园艺家孙可群、王英华等应用园艺技术措施，通过精细培育，‘中国古代莲’获得新生。1959年中国科学院武汉植物园得到5棵‘中国古代莲’莲子，以王秋圃等为代表的苗木繁育组科研人员将其成功繁育出苗，并扩繁形成荷塘景观。从1959年至今，我园已经连续对莲开展了长达57年的全面系统研究，经过三代育种人的坚守和层层接力，培育和推广出一批又一批的优良品种。他们艰苦探索，从无到有；他们传承衣钵，青出于蓝；他们发扬光大，努力奋进；他们勇于创新，不断超越，始终引领着荷花研究方向。
艰苦探索，从无到有（以王秋圃等为代表）。继1959年王秋圃领导的苗木繁育组科研人员将中国古代莲繁育成苗后，1963年，武汉植物园有幸获得10粒由日本大贺一郎博士赠送给中国科学院郭沫若院长100粒日本古代莲“大贺莲”的种子；1964年破壳发芽、栽培成株；1965年夏，武汉植物园科技人员将这两种古莲‘中国古代莲’（♀）与‘日本大贺莲’（♂）杂交，培育出象征国家间友好关系的‘中日友谊莲’，并由此揭开了武汉植物园莲育种史的帷幕。
传承衣钵，青出于蓝（以倪学明、黄国振、黄应华、陈纯章等为代表）。1977-1978年，武汉植物园开始系统地在全国各地调查、收集莲品种，当时共获得莲种质资源294份，其中包括多份原始的珍贵莲品种资源，如唐招提寺青莲（白君子小莲）、唐招提寺莲（玉绣莲）、‘千瓣莲’（并蒂莲），以及地方野生莲品种，如‘石家庄白莲’、‘玄武湖红莲’、‘月牙泡莲’。1979年，又引进印度品种‘尼赫鲁莲’，其为印度释迦摩尼诞生地的莲花品种；同年，获赠日本《花莲》一书及15个原始品种，包括‘渔山红莲’、‘樱莲’、‘藤壶莲’、‘即非莲’、‘红万万’、‘白芍莲’、‘红芍莲莲’、‘爪红茶碗莲’等。为了更好地开展荷花遗传育种研究，1980年武汉植物园建立了“资源收集保育室”和“荷花遗传育种室”。此后，科研人员连续多年对其形态特征、生物学特性进行详细记载；为了更好地对莲品种进行区分，开展了品种的分类和演化研究；还对莲的染色体数目和结构进行显微观察，以及通过组织培养、花药离体培养、秋水仙素处理发芽的莲子分别开展快繁、单倍体和多倍体育种研究。至80年中期，我园已收集、保育莲品种125个，其中：藕莲44份，花莲51份，籽莲10份。
1982年，通过对莲的花朵结构、雌雄蕊成熟时间及昆虫授粉特性的观察，我园黄国振研究员提出了以育种（品种选育）为目的的莲“杂交不去雄”理论（园艺学报，1982），基于此，武汉植物园开始了大量组合的杂交育种，也迎来了莲新品种培育的春天。经过开展大量的杂交试验，1984年我园已筛选出包括‘迎宾芙蓉’、‘樱粉莲’、‘白樱莲’、‘白天鹅’、‘重水华’、‘粉玉莲’等在内的130余个新品种。1985年，应美籍华人企业家朱太龙及其夫人刘淑清女士的邀请，黄国振老先生及其助手徐立铭高级实验师携带100个杂交组合种子，来到美国加州Modesto莲园开展莲种苗培育、新品种选育及推广工作。在与加州Modesto莲园开展合作的数年间，我园科研人员培育出了黄色、重瓣、大花的优良新品种‘友谊牡丹莲’，因其独特的花型、独有的淡黄色、层层叠叠的花瓣等特征，一直被荷花界奉为“经典品种”；还培育出适宜不同水深栽植的大、中、小型荷花品种120多个，如‘功勋莲’、‘嫦娥莲’、‘织女莲’、‘凤凰莲’、‘粉牡丹’。
1987年，武汉植物园倪学明研究员在前期收集、大量观察记载及细胞学研究的基础上，编写了我国第一部莲的专著《中国莲》，极大地推动了中国乃至世界荷花育种研究与发展。《中国莲》一书对我园收集的125个莲品种特性进行了详尽描述，还对20个莲品种的染色体数目和结构进行了首次报道。该书内容涉及莲的起源地、艺莲史话、地理分布、形态特征、染色体结构、生物学特性与生态习性、经济用途和栽培技术等；同时，还以品种自身演化观点为依据，并结合生产应用的实际需求，首先将莲分为花莲、籽莲和藕莲，再依据花型、花色、有花或无花提出了一个新的莲品种分类系统，即“二个系统三类21个品种群”。
随着《中国莲》的出版，我园科研人员又培育出在全国推广栽植面积超过100万亩的高产优质藕莲新品种‘武植二号’（3000公斤/亩）。该品种通过了湖北省农作物品种审定，并获湖北省科技进步三等奖，目前该品种已在全国（湖北、湖南、广东、广西、浙江、江苏、山东、河南、北京、天津、安徽等）16个省市进行了推广栽培。
90年代初，经过第一代、第二代育种人的努力，武汉植物园培育的新品种数量已达260个，保育的莲种质材料近400份。
发扬光大，努力奋进（以赵家荣、徐立铭、陈路等为代表）。在新品种选育的同时，我园加强了新品种、新技术、新成果的推广与转化力度，以赵家荣、徐立铭、陈路等为代表的第三代荷花育种人主要致力于荷花新品种的推广与应用，即以莲为主体打造生态旅游农业、湿地公园以及生态水景营建等。1990年，利用‘武植二号’藕莲在江汉平原进行了涝洼地高效农业可持续发展的示范试验；又与公司合作，建立了洪湖蓝田生态园和一万多亩的野藕汁原料生产基地。此外，还先后主持了河北白洋淀荷花大观园、北京上庄湿地公园、江苏洪泽湖湿地公园、洛阳水生园、苏州市相城区“荷塘月色”湿地公园、芜湖县陶辛镇荷花精品园以及山东藤州国家湿地公园等生态旅游项目的规划与实施。
通过这些项目的成功实施，不但使我园培育的荷花新品种开遍了祖国的大江南北，还迅速推进了地方单位和个人的育种热潮，加快了以荷花为主体的生态旅游农业的发展。经过严格筛选与培育，我园科研人员又育成莲新品种31个；同时也加大了对各家莲育种单位及个人培育新品种的引入，至2003年我园已保育莲品种600余份。
勇于创新，不断超越（以刘艳玲、杨美、杨平仿、杨东等为代表）。随着分子生物学的发展，我园荷花新四代育种人走向了将传统的杂交育种与分子标记、基因组测序、遗传图谱构建与QTL定位、转录组测序、关联分析、蛋白质组分析等新技术相结合的研究道路。莲作为重要的观赏水生植物，于酷夏绽放（6-8 月），错过了春秋两季赏花好时节，未能充分体现其观赏价值，因此我园第四代育种人主要致力于长花期秋荷品种选育、莲经济性状的遗传规律及机制解析。
2007年，我园将荷花种质收集的眼光放宽至全球分布范围内，并先后赴泰国、印度、俄罗斯、澳大利亚和美国采集亚洲莲、美洲黄莲野生种质，共获得77个居群材料，其中泰国35个居群、印度11个居群、俄罗斯8个居群、澳大利亚8个居群、美国15个居群。通过对这些野生莲在武汉地区的驯化栽培发现，泰国莲种质具有“花朵可自由绽放至霜降”的独特优势，和地下茎难以自然成藕且在华中及长江以北地区无法露地越冬的缺陷，但这给我园长花期秋荷品种的培育带来了曙光，即以其为母本、中国莲种质为父本开展杂交选育工作。
中国莲品种繁多，2008年我国花莲品种已接近800份，为了进一步摒弃现有莲品种中同物异名、遗传背景相近或相似的材料来源，以最小的莲资源保存最大限度的遗传多样性，刘艳玲副研究员开展了“莲属植物及其品种的DNA指纹图谱构建”研究，利用AFLP、SSR分子标记初步建立了我国花莲种质的核心种质库，明确了不同来源莲种质间的亲缘关系及演化方向，为进一步开展莲的分子生物学研究及长花期秋荷育种奠定了坚实的基础。
2009年，刘艳玲、徐立铭等以泰国热带莲种质为母本、中国温带莲种质为父本，开展了大量的杂交组合；之后，又经过子代或多代自交和回交，获得了很多地下茎膨大且花期可延至国庆节的秋荷优良单株。披星戴月，历经5载，我园已培育包括‘秋星’、‘秋艳’、‘秋玉’、‘秋姿’、‘秋夜繁星’、‘秋日红花’、‘秋风荷香’等10余个长花期秋荷品种，为我国荷花群体花期的延长及观赏作出了巨大贡献。
2012年，杨美、刘艳玲等科研人员以亚洲莲品种‘中国古代莲’和美洲黄莲品种‘AL1’杂交F1群体为材料，根据‘中国古代莲’基因组序列信息开发的500对SSR分子标记分别构建了‘中国古代莲’和‘AL1’的遗传连锁图谱。这是世界上首次报道莲的遗传连锁图谱，为莲基因组测序及组装提供了参照，同时也加快了莲重要基因的定位与克隆以及分子标记辅助育种的进程。
2013年，武汉植物园与美国、澳大利亚科学家合作首次完成了莲（‘中国古代莲’）的全基因组测序和分析。该基因组图谱的公布有助于更深入地研究莲特异的生物学特征，包含荷叶效应（荷叶表面纳米结构带来的抗水防尘的自洁功能）、荷花的生热作用（加快化学物质挥发，引诱昆虫来授粉）及种子千年不死的长寿秘密等。
花期长短是评价莲观赏价值的重要指标之一。自2014年起，科研人员开始了莲花期遗传机制的研究。杨美、刘艳玲等首次利用泰国莲（热带莲）和中国莲（温带莲）进行了转录组学测序，获得了与花期相关的候选基因（COP1、CCA1、LHY、CO-LIKE、GAI 和FT）。进一步利用关联分析技术对候选基因FT的等位变异与莲花期的关联性进行了验证，发现与莲始花期和群体花期显著关联的SNP和Indel。这些结果为莲花期分子机制研究奠定了良好的理论基础。
在对莲花期研究过程中，发现莲花期持续长短与地下茎膨大早晚有着密切关系。因此于2015年杨美、杨平仿等开始了莲地下茎发育分子机制的研究。他们首先利用长花期、地下茎不膨大的热带莲与正常花期、地下茎膨大的温带莲开展了比较转录组学研究工作，获得了22 个控制地下茎膨大的候选基因，这些候选基因与光周期、植物激素信号传导和淀粉合成相关，其中FT 为候选基因之一。然后以这两个莲品种为亲本所构建的F2分离群体为材料，进行了花期和地下茎发膨大相关QTL位点的定位，利用生物信息学对目标QTL区间内相关基因进行功能分析，期望获得与目标性状紧密连锁的分子标记和候选基因，为长花期莲品种的分子育种提供理论依据。
经过三代科研人员的不懈努力，历经莲种质的收集与保育、杂交育种与种质创新、新品种推广与应用等大量工作，武汉植物园至今已培育新品种300多个，建有保育700余份莲种质的品种资源圃，已成为国内外知名、引领莲研究方向的科研与品种选育中心。
(撰稿人：刘艳玲 杨平仿)
