突破资源的“卡脖子”难题？看一株小草的科技硬核担当

被誉为“黄金草”的橡胶草。 资料图片

轮胎、手套、医用器材、电线电缆……我们的生活离不开天然橡胶，但长期以来，橡胶几乎都来自热带橡胶树。而一种形似蒲公英的植物——橡胶草，因其根系能分泌优质的天然橡胶，正成为全球关注的战略作物。

今年6月，中国科学家通过基因编辑技术将橡胶草的橡胶含量提升至近30%，为我国天然橡胶自主可控提供了重要的技术支撑。为什么说橡胶草是“黄金草”？中国科学家靠这株不起眼的小草，如何突破橡胶的“卡脖子”难题？

草本植物是产胶高手

天然橡胶，与石油、钢铁、煤炭并称为“四大工业原料”，广泛应用于汽车制造、航空航天、医疗卫生等领域，在保障国民经济和国家安全方面具有重要的战略意义。虽然如今可以生产合成橡胶，但是天然橡胶依然是不少尖端科技产品的重要用料之一。

现在，自然界中能合成天然橡胶的植物超过2000种，但真正具备工业利用价值的只有三类：巴西橡胶树、银胶菊以及橡胶草。

全球橡胶产业的核心供给，都高度绑定于橡胶树这种热带植物，一旦其种植遭遇病害暴发、极端天气等冲击，橡胶产业链也会面临严峻考验。而橡胶草是草本植物里的“产胶高手”，有人将路边的橡胶草当作蒲公英吹，或者将它的根放在嘴里咀嚼，非常有嚼劲，就像在吃口香糖，殊不知它是一株宝藏植物。

作为产胶的草本植物，橡胶草本身具备许多优势。

橡胶草是一种“草”，是菊科蒲公英属的多年生草本植物。橡胶树通常需要数年成林，一次种植、多年采收，而橡胶草的生长周期较短，当年种植即可收获提胶，更契合现代化农业的生产方式。

橡胶草的橡胶主要产自根部，而且产生的橡胶化学结构与巴西橡胶树的天然橡胶高度相似，都具有高弹性、耐磨耗、耐冲击等性能，可以直接用于工业级橡胶制品。

最让人惊喜的是，橡胶草“四海为家”，种植区域广泛。由于它耐寒、耐旱、耐贫瘠又耐盐碱，能够在温带、寒温带的大片边际土地上正常生长。我国大部分地区处于温带，非常适合橡胶草的规模化种植。这也意味着，橡胶草有望从根本上打破橡胶树只能在热带生长的地域限制，成为最具潜力的替代胶源之一。

路边的橡胶草

从“走红”到被遗忘

那么，橡胶草又是如何被发现的？

真正让橡胶草“走红”的，源于战争年代的天然橡胶紧缺。第二次世界大战期间，随着东南亚主要产胶区被占领，全球约90%的天然橡胶供应被切断，军工和工业生产骤然面临原料断供危机。许多国家都在寻求可以生产橡胶的替代办法。

当时，苏联启动了“寻找橡胶植物”运动，科学家在现哈萨克斯坦南部地区发现了一种植物，其根部含有天然橡胶和菊糖成分，完全可以用来生产橡胶。苏联进而在现哈萨克斯坦、白俄罗斯、乌克兰等地大量种植，为前线的坦克、军靴、轮胎等军事物资的制造提供了关键支撑。

几乎同一时期，美国、英国、德国等纷纷寻找本土产胶植物，美国在1942年启动了“紧急橡胶项目”。我国也在20世纪50年代在新疆地区发现了橡胶草，并从中提取橡胶，成功试制出汽车轮胎、自行车胎和胶鞋等产品。

在战争的特殊年代，橡胶草作为关键的战略备用资源，充分证明了其战时应急的重要价值。

“二战”结束后的一段时间内，许多国家都放弃了种植橡胶草，相应的研发应用也都停止。橡胶草迅速退出主流舞台。一方面，由于橡胶树的种植面积和种植技术不断提升，把天然橡胶价格大幅拉低，形成了绝对的成本优势。另一方面，橡胶草自身的不足和限制因素慢慢体现出来。

作为一种尚未得到有效“驯化”的野生植物，橡胶草存在明显的种质短板。它的植株生物量小、抗杂草能力弱，而且其根部的橡胶含量普遍偏低，一年生的橡胶草干根含胶量仅约6%，整体投入产出比远不及成熟的橡胶树。在激烈的市场竞争中，橡胶草自然落了下风，研发与应用一度被各国叫停。这株草本植物逐渐被人遗忘。

新世纪有新发现

进入21世纪以后，局面悄然扭转。橡胶草又重新成为世界各国的资源角逐焦点。

一方面，随着新能源、高端装备、精密制造等新兴产业快速发展，全球对高品质天然橡胶的需求持续攀升，橡胶树的供给缺口不断扩大。另一方面，由于橡胶树的热带产区频发极端灾害，以及橡胶树病害的流行，使得橡胶树的种植面积不断缩小，天然橡胶又成为全球紧缺的战略资源。就这样，橡胶草重新登上历史舞台。

中国科学家还发现，令一些经济作物望而生畏的盐碱地，是橡胶草的黄金生长地。相较于非盐碱地，盐碱地上生长的橡胶草其胶质含量可高达2至3倍，凸显了其在逆境中的生长优势。就这样，我国科学家历经数十年的接续攻关，在盐碱地里走出了一条天然橡胶的科技突围之路。

我国约有15亿亩的盐碱地，目前可利用的约5亿亩。此前，我国对开发利用盐碱地进行了大量研究，实现了盐碱地上种水稻的突破，如今橡胶草的加入，使得我国的盐碱地进一步被利用。

据统计，新疆的盐碱地约占全国的40%，可以说是橡胶草得天独厚的种植区。一旦实现规模化生产，新疆大片的盐碱地将变废为宝，实现令世人瞩目的经济效益。科研人员也在研究橡胶草与其他经济作物的间种模式，比如一些同样适合新疆地区种植的果树，这种种植模式可以形成更好的生态循环，对当地的环境起到改善作用。

这场征程刚开始

专家认为，要让橡胶草真正与橡胶树同台竞争，必须先迈过产量这道关口。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队，就在这道难题上取得关键突破。据中国科学院的官网消息，科学家通过大量研究，揭示了蔗糖分配与橡胶合成的竞争机制，并且通过敲减菊糖合成的关键基因，实现了产胶量的增产，将含胶量从野生型约6%提升至近30%，最佳产能可达野生型的4倍之多，达到工业化应用标准。

在专家看来，这项成果意味着在橡胶草种质的创新赛道上，我国已凭借自主创新实现了与发达国家的并跑，为橡胶草的工业化应用按下了加速键。

研究人员同时发现，大幅度的代谢重构也会打破植株原有的次生代谢与激素平衡，从而产生典型的代谢权衡效应，即当植株把更多资源优先投向橡胶合成时，其根系的营养生长会受到影响，使得根的生物量有所下降。

这也提示我们，实现这株“黄金草”的量产，不能只盯住某个基因，还需要进一步研究突破，推动育种的改良。

不管怎么说，这只是一个开始，验证了一种路径的可能性。橡胶草的征程，是一场关于替代与突围的探索。这样的探索，远远没有画上句号。

原标题：《突破资源的“卡脖子”难题？看一株小草的科技硬核担当》