左兆河科研团队十八年磨一“芋”——
从一株“洋姜”到“超级植物”的逆袭
你记忆里的“洋姜”,是什么样子?
是田埂边无人问津的野草,还是瓷坛里黑黢黢的咸菜?在泰安,有一群人用18年的时间,给出了一个颠覆性的答案。他们把一株株野生“洋姜”,也就是菊芋,从野草“驯化”成了改良生态的“猛将”、守护人类健康的“胰岛果”,甚至为国家粮食安全提供支撑的“后备军”。
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初夏时节,记者走进山东益得来生物科技有限公司育种基地。放眼望去,东边的“杂一代试验场”,“洋姜”植株长得“随心所欲”,参差不齐、杂乱无章,充满原始的野性;越往西走,苗子愈发挺拔、整齐划一。这些被驯化的菊芋,正是益得来生物科技有限公司董事长、首席科学家左兆河带领科研团队18年孜孜以求、创新求变,突破植物遗传壁垒培育的适合规模化产业化的新品种。
近日,左兆河科研团队的“非粮菊芋高值化利用技术”成功入选国家非粮生物基材料产业创新发展典型案例,全国仅有25项技术入选。这株曾经长在田埂边的“野洋姜”,用18年时间,完成了一场从野草到“超级植物”的逆袭。
01
上千次比对 等一株苗长大
“菊芋是‘超级植物’,但也是个倔脾气。”左兆河告诉记者,它体内有三种自然植物遗传特性,藏着102条染色体,是地球上含天然果聚糖最丰富的植物。然而,它开花不结实,雄雌同蕾,想要让它“听话”,最好的方法就是杂交出新品种。
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这是一条没人走过的路。从2008年团队初创,到2014年,连续多年无果,左兆河急在心里,“正因为是‘超级植物’,抗逆性太强,它有很大能力对抗大自然和人类对它的改变,不围堆、难驯化,培育新品种太难了。”
难,但并非不可为。在育种田里,记者感受到一个枯燥而漫长的过程。这里被精细地划分为数个“优势小区”,每个小区种有40株苗。技术人员要从这40株里,凭借不断地比对、观测,找出5株“优势单株”,作为来年迭代杂交的父本和母本。
每一株被选中的苗,根部都挂着一个醒目的粉色“身份证”。左兆河轻轻托起一片叶子,指着牌子说:“上面记录着它的父本、母本、上季的性状、对土壤的改良能力,甚至全部遗传信息。从移栽到收获,每年我们要做几十次信息采集,分析30多项指标。”
“孕育出一个能稳定扩繁的新品种,需要14到16年,其间要进行上千次的比对,才能从后代中,筛选出那个完美的基因组合。”阳光打在左兆河的侧脸上,他眼角的皱纹深深浅浅,刻满了时间的故事。如今,这片土地已育成新品种500多个,其中130个在国家种子资源库正式登记。
02
直面盐碱度考验 向极限要答案
如果说育种是时间的艺术,那抗逆培育就是一场向极限发起的挑战。
走进一个看似普通的实验小区,左兆河跺了跺脚下的土地,向记者透露了一个“秘密”:“这片土是我们拉来了原生海水浇灌而成的,模拟盐碱地。”
常规农作物,在盐碱度千分之三的环境下便奄奄一息。而这里的菊芋,在千分之八、千分之十的重度盐碱地上,依然根系深扎,茎秆挺拔,遗传稳定,产量可观。更令人欣喜的是,在千分之二十五的极端盐胁迫试验中,这批菊芋依然交出了欣喜的“成绩”。
奥秘何在?左兆河随手捧起一把土,那土壤松软、湿润,散发着泥土特有的清新气息。“你看土质多好,每年收获时,这里就成了鸟儿的天堂,各种飞鸟都跑来捉虫、捉蚯蚓。”他笑着说,“它是养地的,体内有强大的内生固氮机制,通过叶片吸收、茎秆传导、根系固定,形成‘上面一把伞,下面一张网’,阻断了水分蒸发和盐碱积累的通道。”
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这种生物改良的力量,让中国边缘土地——盐碱地、沙漠地、板结地,有了重获生机的新希望。记者了解到,目前这项技术已在新疆开展试验,成效初显。除耐盐碱品种外,抗风沙、耐旱等新品种也扎根荒漠,固沙锁土,正让每一寸可利用的边缘土地,都绽放生命的力量。
03
从泥土到餐桌 一条更远的路
左兆河团队对这株菊芋的抱负,不止于生态修复。从泥土中拔出来,“超级植物”另一段守护生命健康的旅程才刚刚开始。
在益得来菊芋产业链技术创新中心,食品应用部的技术人员正在将一个个其貌不扬的菊芋块茎,变成一袋袋洁白的粉末。这,是菊芋的又一次华丽变身。
“这不是一般的淀粉,这是新糖源。”益得来菊芋产业研究院院长田宝兰介绍,菊芋是世界上含天然果聚糖最丰富的植物,被称为“胰岛果”。这种粉末是从菊芋中天然提取的水溶性膳食纤维与益生元,甜度是蔗糖的30%到50%,热量却不到蔗糖的十分之一,血糖生成指数接近0,不升糖,还能双向调控血糖、减脂控重。
经国家“十三五”重大科技专项验证,这种菊芋多糖的持油力和代谢能力,远超21种海生、陆生植物多糖。它能像“肠道清道夫”一样,作为益生元滋养有益菌群,解决当下人们因饮食过精过细导致的代谢问题。
这场绿色革命,从土壤开始,贯穿植物、动物,最终抵达人类的餐桌。菊芋还被制成微生态制剂,拌进饲料,用于畜禽水产养殖,实现了无抗替抗,进一步保障肉蛋奶的品质与安全。过去被忽略的茎叶、根茎,经过发酵和提取,也能替代部分酿酒、养殖所需的粮食,降低传统酿造业和饲料业对粮食的依赖,为保障粮食安全提供重要支撑。
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“看,这是第八十九个品种,是个抗旱的好苗子。”在基地的田埂上,左兆河蹲下身,从一株挺拔的菊芋根部拿起粉色标牌,细数着团队的创新梦想。18年,他们像菊芋一样,把根深深扎进这片土地,用汗水与技术,浇灌着“超级植物”不断开花结果。从一株“洋姜”出发,一条崭新的菊芋生态健康产业链已然成型。这条路,是一株植物的进化史,更是一群科研人脚踩泥土的奋斗史,是新时代中国农业科技工作者向创新要答案、向土地要未来的生动注脚。
中华泰山网记者:李皓若
摄影:陈阳
编辑:宋晓彤
审核:陈茂荣
终审:朱新宇
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