位於“世界文化景觀”“世界地質公園”廬山的中國科學院廬山植物園,正在全力申請成為國家植物園。作為中國中東部地區重要的植物遷地保護基地,廬山植物園必須有自己的“種子庫”。廬山植物園於2023年啟動建設“廬山方舟”野生植物種子庫,600余種野生植物種子已“酣睡”於此。
小小種子,有何重要意義?“廬山方舟”又是什麼樣子?請隨記者一起走進廬山植物園一探究竟。

廬山植物園的實驗苗

孔丹宇團隊的番茄種質資源圃
小小獼猴桃種子引發一場“果業”大博弈
4月的廬山自然保護區,綠意蔥蔥,山林深處有一座神秘的苗圃,珍藏着眾多稀缺瀕危植物的種質資源,不遠處的辦公樓裏也擺滿了各式植物實驗苗……
擔任中國科學院廬山植物園主任、中國植物學會副理事長、國際植物園協會秘書長的黃宏文,曾先後在中國科學院武漢植物園、華南植物園任主任。
説起黃宏文的研究,不得不提到我們熟知的新西蘭奇異果——實際上起源於中國的獼猴桃。
1904年,新西蘭女教師伊莎貝爾從中國湖北宜昌收集了一把獼猴桃種子。不久後,新西蘭的園藝學家用這把種子開展了系統的育種工作。1930年,“海沃德”獼猴桃品種開始在新西蘭大面積推廣,1976年其出口量首次超過內銷,並逐漸成為新西蘭的支柱産業。
當時,全球各國均開展獼猴桃産業化栽培,獼猴桃逐漸成為一個全球性的水果産業,而全球90%以上的獼猴桃,都是從中國帶走的那一把種子的“後代”。
此後至2001年,新西蘭佳沛的獼猴桃正式以“奇異果”的名字實現對華反向出口,但在價格方面,新西蘭奇異果卻是中國獼猴桃的近三倍。在全球出口市場,新西蘭奇異果更是一騎絕塵。
一種小小的野果竟然能産生如此大的能量?
新西蘭獼猴桃産業的發展給中國人上了一課。為了選育出比“海沃德”更加優良的栽培品種,20世紀70年代開始,以黃仁煌研究員為首的第一代科學家跋山涉水,在崇山峻嶺中進行獼猴桃資源調查,選育出“武植3號”“金桃”“金艷”等一系列享譽中外的獼猴桃優良品種,並進行大面積推廣應用。
作為第二代科學家的翹楚,黃宏文研究員的國際視野為獼猴桃的收集保育和科研工作開拓了新的領域和方向。2003年,在黃宏文的帶領下,我國的“金桃”成功實現了全球的商業化推廣。
對照國家植物園規範提升物種保育數量
中國科學院廬山植物園由老一輩著名的植物學家胡先骕、秦仁昌、陳封懷於1934年創建,為我國第一座科學植物園。2019年,廬山植物園正式由江西省人民政府和中國科學院共建,由著名植物學家、獼猴桃育種學家黃宏文出任主任。
2021年12月和2022年5月,國務院分別批復在北京設立國家植物園、在廣州設立華南國家植物園,為推進國家植物園體系建設邁出堅實步伐。
2022年9月26日,江西省政府正式向國家林草局商請設立廬山國家植物園。同年12月16日,江西省創建廬山國家植物園領導小組成立。2023年,江西省科技廳發布《科技興贛六大行動實施方案(2023—2025年)》,明確指出“推進廬山國家植物園申建,到2025年力爭廬山國家植物園獲批”。
根據《國家植物園設立規範(試行)》(以下簡稱《設立規範》),由國家批准設立和主導的植物園,需要在植物遷地保護、科學研究、植物資源可持續利用、科普宣教和園林園藝展示等方面處於國際先進水平。
按照江西省人民政府和中國科學院共建廬山植物園要求,廬山植物園正在全面推進人才隊伍引進與學科建設、科研支撐&&建設、園林及基礎設施建設等工作,現已建成廬山本部、鄱陽湖分園、山南分園和南昌科研中心四個園區(一園四區)。同時,對照《設立規範》3個一級指標、10個二級指標、30個三級指標,廬山植物園全力開展各項工作,重點提升物種保育數量、提升野生植物遷地保護能力。
廬山植物園瀕危植物與保育遺傳研究組組長馮晨告訴記者,如今,在廬山植物園一批批科研人員的努力下,一座命名為“廬山方舟”的野生植物種子庫正在有序建設中。南方紅豆杉、香果樹、長柄雙花木、鵝掌楸等一大批珍稀、瀕危植物,以及具有經濟價值、生態價值和科學研究價值的特有植物種子、野生近緣植物種子將在此落戶。
在“廬山方舟”,不僅物種安全能夠得到保障,野生生物種質資源快速高效研究利用也成為可能,且將在作物改良和創新、生態恢復和野外回歸方面發揮顯著作用。
培育江西本土番茄良種
保護“神奇種子”、構建生物多樣性“安全網”,其意義不僅在於解決收集、保存難題,更包括對種質資源的可持續利用。除了野生生物種質資源保護與研究,廬山植物園還有許多與人們生活相關的育種工作正在有序推進中。
在南昌科研中心的實驗室內,孔丹宇的團隊正在忙碌地進行番茄選種。
“新研究的番茄,耐澇性較好,具有更好的根係及水分利用能力;還有一種番茄抗病性、耐熱性好。”在眾多番茄品係中,隨便選一顆,孔丹宇都能一眼辨出其品係,並對它們的特性如數家珍。
孔丹宇是廬山植物園經濟植物研究組組長。2020年的冬天,孔丹宇剛來到江西不久,便組織了番茄優異種質篩選與改良橫向項目,重點培育適宜江西本土種植的櫻桃番茄。
“番茄是一种經濟效益比較高的蔬菜作物,但過去適合在江西種植的番茄很少,很大一部分要從山東、廣東、福建等外省購買。”孔丹宇介紹,江西的氣候特點是春季多雨,夏季高溫高濕,這種天氣比較容易對作物産生脅迫,也容易引起病蟲害,因此需要篩選和培育出抗逆、抗病的番茄優良種質。
目前,她的研究組已經建有包括野生種、農家種和栽培種在內的數百種番茄種質的資源圃。
有了種子,要培育出性狀優良、穩定的品種,還得經歷一段漫長的過程。在南昌科研中心的試驗田裏,育種學家們通過對培育中的番茄品係不斷進行田間篩選,尋找適合江西氣候的最佳品係。
在江西的氣候條件下,每年可以在田間種植兩季櫻桃番茄,1月至2月播種,5月至6月就能成熟。從2021年初到現在,經過三年多的不斷篩選、自交、雜交、回交,研究人員已經培育出了多個優良品係。“去年篩選到的小番茄顆顆色澤亮麗、酸甜多汁,耐儲存,是比較大的突破,未來將它與高抗品係雜交應該能得到很好的品種。”孔丹宇笑着説。
現在,第四年的櫻桃番茄已被種入泥土,等待開花結果,為廬山植物園的春天帶來勃勃生機。
一座“廬山方舟”留下一批植物“火種”
“廬山植物園是全國唯一一座建在兩處自然保護區(廬山自然保護區、鄱陽湖自然保護區)的植物園,對於就地保護瀕危物種有着得天獨厚的優勢。”馮晨介紹説,廬山植物園的植物區係具有明顯過渡性,並具有從亞熱帶到暖溫帶過渡的特性。這裡自然環境複雜多樣,是第四季冰期北方植物南移的“避難所”,也是間冰期南方植物向北延伸的棲息地。
廬山植物園廬山本部涵蓋海拔從16米到1360米、地帶性分佈的黃山松林、落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、針闊葉混交林及高山灌叢等五個自然植被類型。區內野生植物達600余種,孕育了國內最早的植物多樣性遷地保育基地,同時為研究森林植物群落提供了理想樣地。
“廬山植物園自2023年開始建設‘廬山方舟’野生植物種子庫。”廬山植物園種子植物研究組組長王利松説,然而多達36%的“極危”物種種子不適合通過低溫脫水的方式保存,因此需要在更多地點、用更多方式來儲存。
江西是長江中下游生物多樣性極其豐富的地區,擁有眾多獨特的植物資源,如廣泛利用的油茶、竹藤、柑橘以及大量傳統藥用植物。“廬山植物園野生植物種子庫有望為江西生態文明試驗區建設提供新的‘江西樣板’。”王利松&&。
記者卜玉瑩