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特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室:為南川木波羅“解危” 讓金佛山方竹“下山”

  位於南川區南城街道官地村的特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室野外種植基地,丁顯平(左)與同事走在方竹林小道上(攝於2023年2月6日)。記者 謝智強 攝/視覺重慶

  近日,記者漫步在重慶南川區合溪鎮、南平鎮的街頭巷尾,一種隨處可見、名叫“南川木波羅”的樹木很有特色。據了解,2018年,它被正式確定為南川的區樹。

  南川木波羅曾是“極危”樹種,差一點就絕跡了。經過科學家10餘年的不懈努力,南川木波羅最終得救,有了如今欣欣向榮的景象。

  特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室(以下簡稱“特色生物資源重點實驗室”)團隊,就是南川木波羅的“救命恩人”。

  2012年,由四川大學、重慶金佛山高等研究院以及重慶市藥物種植研究所共同組建的特色生物資源重點實驗室正式成立。這是國內首個省際共建重點實驗室,由知名生命科學家、四川大學教授丁顯平擔任實驗室主任。

  “成立實驗室的目的,就是想把川渝兩地的科研力量整合起來,推動特色生物資源的保護、開發和可持續利用,把‘綠水青山’變成‘金山銀山’。”近日,在丁顯平的帶領下,重慶日報記者探訪了特色生物資源重點實驗室。

  物種保護

  化解“傳宗接代”危機,讓南川木波羅“起死回生”

  “金佛山是一個了不起的‘生物基因庫’,擁有8000多種生物資源,其中6000多種植物、4000多種中藥材、40多種道地藥材,甚至有的名貴藥材只有金佛山才擁有。”丁顯平是南川人,對金佛山蘊藏的生物資源如數家珍。他説,儘管如此,如果人們沒有去認識它、研究它、開發它,就不能充分發揮它的巨大價值。

  2011年,經國務院批准同意,南川被確定為全國第三批資源枯竭城市。“過去以煤炭開採為主的發展之路已然行不通。”丁顯平向有關部門提出了川渝兩地共建實驗室的建議,並以引領川渝兩地的“地下資源”向“地上資源”轉移為發展定位。

  2012年,川渝共建重點實驗室由重慶市科委(現重慶市科技局)和四川省科技廳聯合批准成立。

  南川木波羅正是實驗室最早研究的對象之一。

  “南川木波羅是中國特有珍稀植物之一,最早發現是在上世紀60年代,零星分佈在南川及周邊地區。當時沒人認真去數,可能只有幾百株。”在位於南川工業園區的實驗室大樓,丁顯平講述了他們與南川木波羅的故事。

  他回憶,過去,人們對它知之甚少,也不知道如何利用,“當時連林業部門的人都説,這個樹沒辦法,不好繁殖,基本上栽不活,不曉得啷個辦。”

  2004年,南川木波羅被《中國物種紅色名錄》定為“極危”樹種。

  可是,丁顯平不甘心。實驗室一成立,他就把南川木波羅繁育問題作為優先研究課題。

  通過基因分析,破解“遺傳密碼”,僅5年的時間,他們就化解了南川木波羅“傳宗接代”的危機,成功繁育出數萬株,讓這一“極危”的樹種“起死回生”。

  “不論是組培,還是嫁接,我們都成功了,讓南川木波羅被保護下來。如今,在南川,已經有幾十萬株。”丁顯平説,由於南川木波羅高大挺拔、四季常綠,且極具地方特色,逐漸成為優質的城市行道綠化樹種。

  不僅如此。實驗室團隊還完成了南川木波羅的全基因組測序,2022年研究成果發表在國際著名學術期刊《Giga Science》上。

  “目前我們仍然在做南川木波羅的功能基因,發現它具有降血壓、降血糖、抗菌、抗炎、抗過敏、調節胃腸道等功能,具有很高的藥用價值,正在進行深入研究。”丁顯平介紹。

位於南川區的特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室,丁顯平(中)正在查看實驗數據(攝於二○二三年二月六日)。記者 謝智強 攝\視覺重慶

  良種選育

  金佛山方竹低海拔馴化後,竹筍畝産提高10倍

  從南川工業園區驅車出發,半個多小時後,記者跟隨丁顯平來到海拔900多米的南城街道官地村。這裡是佔地100多畝的特色生物資源重點實驗室野外種植基地。

  眼前的一大片金佛山方竹,鬱鬱蔥蔥。“看,這是我們培育的金佛山方竹1號,還有2號、3號。”丁顯平用手指向一片片竹林向記者介紹説,這3個新品種都可以達到3年成林,方竹種苗賣10塊錢一根被搶着要。

  “以前有句廣告詞,‘世界一絕,中國獨有,金佛山方竹筍’,意思就是金佛山方竹筍的品質非常好。”他告訴記者。

  不過,把金佛山方竹種在海拔1400米以下的地區,以前想都不敢想——

  長期以來,金佛山方竹因其生長海拔高,竹筍存在産量低、採摘難、運輸難、加工難等問題,不宜規模化種植,更無法量産。

  當地百姓一直希望能將金佛山方竹移下山,但一種植在低海拔地區,它就會出現變異、枯死等情況。

  為了更好地實現金佛山方竹的規模化種植,擴大經濟效益,從2014年開始,實驗室團隊就在重慶市科技局的專項支持下,利用川渝兩地的科研資源,採用分子遺傳育種等現代生物技術對金佛山方竹進行低海拔馴化。

  這並非易事。丁顯平帶領團隊走訪全國各地,收集到23個方竹品種或種樣本,並對每個樣本進行分子檢測和親緣關係分析,把這些方竹當中與金佛山方竹品質相當,但産量高、可低海拔種植的方竹品種或種找出來。再通過分子遺傳育種技術,最終成功選育出上述3個金佛山方竹品種,讓金佛山方竹在海拔1400米以下地區紮下了根。

  如今,在南川海拔900—1000米的大有鎮、800—900米的南城街道官地村和500—600米的神童鎮,都有金佛山方竹的種植基地。

  “原來金佛山方竹筍的畝産只有兩三百斤,現在可以達到兩三千斤,足足是原來的10倍!”丁顯平説,如今,為了保護好方竹種質資源,實驗室還建立起中國方竹種質資源庫,並在600—1200米海拔範圍內繼續進行優良品種選育應用。

  變廢為寶

  爛果“變身”有機肥,讓耙耙柑産量品質雙提高

  在特色生物資源重點實驗室裏,記者還看到了一個“發酵倉庫”,裏面有6個大型發酵罐正在“工作”,周圍的地上還擺滿了100多個塑料桶,裏面裝有3種不同顏色的液體。

  “發酵罐裏裝的其實是不同類型的細菌群。”丁顯平介紹,微生物也是實驗室的研究對象之一。這些含有不同細菌群的液體,經後期加工,可以製成高端有機肥,或者用來凈化水質治理魚塘、河道等。成都蒲江的耙耙柑就是一個典型的案例。

  成都蒲江是耙耙柑的重要産區,目前,種植面積約18萬畝,年産40萬噸左右。

  每年12月底至次年3月,是蒲江耙耙柑的成熟季。耙耙柑銷路好,為當地帶來增收的同時,也帶來了不小的煩惱。

  “當地的耙耙柑種植基地,每年爛果率在20%—25%。如果採用傳統的深埋處理方式,每年要投入幾千萬元,而且還會對環境造成影響。”丁顯平説。

  為此,實驗室團隊利用爛果、落果或者次果,加入細菌群等,裝入密封的容器中發酵,産生出像“橙汁”一樣的液體,變廢為寶開發出一款高端液態有機肥。

  爛果“變身”有機肥,不僅節約了深埋處理的“鉅資”,解決了當地的爛果煩惱,他們還發現,這款有機肥再用來給耙耙柑樹施肥,可以讓耙耙柑的産量提高10%,果子的甜度提高5%,口感更好、品質更高,經濟效益也會更好。

  丁顯平介紹,目前,當地已經在修建有機肥廠,不久之後將投産。相關技術成果還將在四川葡萄種植基地、新疆棉花種植基地等推廣應用。

  科技成果不斷涌現,實驗室規模也不斷壯大。

  “最開始我們只有幾個人,什麼都要自己幹。”丁顯平稱,實驗室建設之初,丁顯平每個星期都要在成渝兩地來回跑兩三趟。在四川大學上完課後,就趕緊開車奔向南川,處理完實驗室的事情後,又匆匆忙忙往回趕。頭兩年下來,他的車開了近30萬公里。

  “如今不一樣了,我們逐漸聚集了專兼職人才40多人,包括院士、國家級高層次人才、市級優秀人才等,我們還培養了南川首個博士後。”丁顯平&&,各類科學家和優秀人才的聚集,將為川渝兩地特色生物資源研究與開發利用提供源源不斷的智力支撐。

  “科技是第一生産力。科技只有和生産相結合,才能實現其生産力的價值。”丁顯平説,這是實驗室的發展理念,也是建設實驗室的意義,只要依靠科技,推動特色生物資源的保護、開發和可持續利用,就能真正把“綠水青山”變成“金山銀山”。

編輯: 韓夢霖
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