科学圆桌会·关注春季过敏|北京农学院植物学家：我们研发了防御花粉的新技术

　　在北京的春季，柏树，尤其是圆柏、侧柏，是花粉的“主要贡献者”之一，其花粉飘散期通常从3月中上旬持续至4月中下旬。

　　不过，一场不动声色的花粉“科技防御战”也在上演。今年，我们北京农学院植物科学技术学院研发的“新武器”——一种有机的圆柏花粉固定剂，就早早大显身手，在东城、西城、朝阳、海淀、石景山、丰台以及昌平喷洒投用。

　　为圆柏雄球花罩上科技“沉降膜”

　　它是一种食品级高分子有机化合物，喷洒后能包裹住圆柏雄球花，通过重力作用让已经散播的花粉沉降下来，并延迟其散粉约10至12小时。当这种药剂按比例兑入清水中，就会变成一种半透明的黏性液体。

　　在圆柏散粉高峰期，每一两天用高压水枪喷一次，就能有效沉降、减少散粉数量。我们团队还从圆柏中提取天然成分，使固定剂能抑菌保存，因此它是绿色环保的。

　　跟传统的喷淋水相比，这种喷剂不会造成花粉四散。我们做过测试：喷施3小时之后，收集树下面沉降下来的花粉，花粉沉降总量是喷水做法的17到20倍，之后及时清扫地面，就能彻底“清除”花粉。

　　现在，圆柏花粉固定剂已开始在北京主要城区应用。有单位在应用后说，盛花期应用该产品，两天喷一次，喷后第二天，用竹竿拍打树体，没有明显的花粉飘散。有的街道也打来电话，说效果特别好，又增加了产品订购。

　　与此同时，我们也提出建议，对一些适宜修剪的行道树，可以对外围集中的雄球花进行修剪。就如同理发一样，去一个边，减少雄球花数量。适当修剪、喷施花粉固定剂、清理地面等措施，已经应用到北京市园林绿化局圆柏花粉整体防控方案中。

　　复盘研发全过程

　　怎么想起来做柏树雄球花的花粉防控研究的呢？

　　这还是源自于2022年的3月中旬，当时接到一个电话，邀请我去某个单位座谈，讨论圆柏花粉过敏问题和如何防治。为什么请我呢，说是看到我们开展的其他树种“去雄增雌”的有关研究。

　　正因为如此，我也觉得应该做些什么，以减少北京春季致敏花粉数量，减轻老百姓的过敏反应。说干就干，回学校我们就开始了相关研究。

　　一查参考文献，发现关于圆柏的研究非常少，只有几篇关于繁殖方面的论文。而关于圆柏花粉是如何发育的这种基本研究，都没有公开发表的学术论文，更不要提如何防控花粉了。

　　开展这个研究前，没有想到现在这么多人对圆柏花粉过敏，受到如此大的关注，花粉过敏还成了社会热点问题。后面研究的难度越来越大，团队师生天天或去现场或在实验室。有人调侃，这下好了，压力值先于花粉“爆表”了。

　　但责任所在，箭已离弦，只能开足马力。大家都说，干就是了！

　　在北京农学院的校园中，秦岭教授团队仔细观察花粉治理试剂在圆柏雄株上的使用效果。（受访者供图）

　　我们先在学校里的圆柏雄株树上挂了二维码和采样袋，进行了“一树一档”，包括位置、树体图片、花粉量多少等基本信息。

　　再就是雄球花的基础性研究。如果把雄球花比作一个大房子，里面的小孢子囊就是其中一个个小房子。一个小小的雄球花里，到底有多少花粉？在体视显微镜下解剖，一瞬间，花粉就从“小房子”散了出来，数量之多震撼到我了。这些单个花粉粒径平均只有24.8微米，就是致敏的“元凶”。

　　经过不断地讨论，我们制定了圆柏花粉防控的“三部曲”：第一步就是减少雄球花和小孢子囊的形成，瞄准“治本”；第二步是直接让雄球花脱落；第三步是应急，就是快速降低空气中的花粉密度。

　　通过持续的细胞解剖学和生理生化的分析，我们明确了雄球花原基的分化时期，也就是开始花芽分化的时间节点，学术名词称花芽分化临界点。

　　这就好比一个“开关”节点，为后续调控雄球花的形成奠定了基础。依此理论，我们研发的“圆柏抑花1号”，2025年中试取得初步效果，能有效使雄球花数量减少80%以上。也就是说，在头一年处理后，第二年春天我们看到树上原本会有100个雄球花，控制后只剩下了20个。目前，我们还在继续中试。

　　关于专利、安全性等的说明

　　现在应用的这个花粉固定剂，研发较为成熟了，已经开始以技术秘密的形式进行转化生产。

　　有些媒体问，我们是否申请了专利，目前还未安排对圆柏花粉固定剂申请专利，因为专利申请的窗口期至少三年，过敏人群等不起。所以，团队一致决定，先推动科研成果落地，让老百姓尽快受益。

　　秦岭（中）和邢宇（左一）在实验室指导学生进行实验操作。（受访者供图）

　　关于这个花粉固定剂的安全性，还有一个有趣的插曲。

　　我们首选了食品级的主原料，同时成膜效果要持续有效，浓度还要合适，价格还要低。都记不得多少次的失败后，终于有几个候选的组合后，我才终于放下心来。

　　后来，北京市园林绿化局相关人员来实验室调研时，特别反复问起产品成分的安全性。我一着急，当场用手指蘸了一些试剂放进嘴里。大家先是一愣，然后都笑了。

　　后续就是对花粉和雄球花的针对性研究，包括浓度，喷施时间，喷施量等，最后确定了现在的工作液浓度。第三方检测机构也从产品安全性，以及对植被生物量、盖度及光合作用等影响，给出了良好结果。至此，我们才松了一口气。

　　但我也知道，这个产品仅仅是应急用的，只能让形成的花粉沉降下来，减少空气中的花粉密度。未来我们希望从根本入手，减少圆柏雄球花的形成基数，有效控制雄花量，通过科技的力量打赢这场“花粉防御战”。

　　为做好这个成果的转化应用，我和团队的邢宇教授不放心，就在企业现场盯着设备组装，调整生产线。流水线完整“走一遍”的那一天，我们和工人们下班已经是深夜了。连加工企业的技术员都说：你们真是太认真了，服了。

　　这几天恰是北京圆柏花粉的高发期。我之前几年一直没有过敏，而这两天感到眼睛不舒服，虽然每天用洗眼器冲洗，但由于天天在圆柏树下做试验，也达到了阈值，不得不去医院开了眼药水。团队师生都很心疼我，我也担心学生过敏，但是看到研究应用了并取得效果，真是由衷地感到自豪。

　　记得从工厂回来的途中，邢老师跟我说，这个成果应用比自己发几篇高水平论文都觉得值。我们都认为，这就是把论文写在了大地上，是件特别有意义的研究。

　　在这个研究过程中，也接到很多电话咨询，很多人不仅对圆柏，还对蒿草、葎草等过敏，提出了更多需求。我从事板栗雌雄同株的去雄研究有20余年了，已完成深入的分子机制研究和技术应用，不仅能减雄还能增雌。这几年集中到圆柏雄株的花粉控制，可以说是“降维打击”，但也存在许多难点，我们会加快研究、中试、应用的脚步。

　　看到这么多“过敏星人”，真是感同身受。我也正在考虑如何进行延伸研究，现在已对接并纳入后期的研究计划。期待用科技的力量，守护大家的健康。（作者系北京农学院植物科学技术学院教授、博士生导师秦岭）