在山东省滨州市无棣县柳堡镇的土地上,一块“绿洲”格外引人注目。其四周都是白花花的盐碱地,唯独这里绿意盎然。这是山东农业大学农学院教授陈翠霞团队的芒草试验地。
他们用近十年时间自[文]主选育的芒草抗盐碱[章]新品种,就种在这里[来]。到了收获季节,亩[自]产整株产量高达36[知]00公斤。
最近,陈翠霞团队又[嘛]发现了新的芒草耐盐[答]碱基因,相关成果在[案]线发表于国际期刊《[网]自然・植物》上。陈[文]翠霞课题组破译了染[章]色体级别的五节芒参[来]考基因组图谱,还解[自]析了芒属植物基因进[知]化历史,揭示了芒草[嘛]中纤维素或半纤维素[答]含量高的分子机制,[案]为种质利用和新品种[网]创制提供了理论支撑[文]。
创建芒属植物种质资[章]源圃
在荒地里疯长的芒草[来]外形高大,俯拾即是[自]。这种禾本科植物是[知]世界上极具开发潜力[嘛]的重要木质纤维素原[答]料作物,其用途广泛[案]、可生产生物质燃料[网]酒精。
十多年前,石油价格[文]大涨,欧美国家纷纷[章]斥巨资研究可再生能[来]源,木质纤维素作物[自]成为研究焦点。从那[知]时起,在美国伊利诺[嘛]斯大学香槟分校生物[答]能源所工作的陈翠霞[案]开始涉足相关研究。[网]
外表平平但极具内涵[文],这是陈翠霞对芒草[章]的评价。“它抗逆性[来]强,可在荒草地、沼[自]泽滩涂等边际土地上[知]种植生长,也是世界[嘛]上最具开发潜力的木[答]质纤维素原料作物。[案]”她说。
在实验室被“养育”[网]了多年的芒草,陈翠[文]霞希望它能“有番作[章]为”。
长久以来,土地盐碱[来]化是山东所在的黄河[自]三角洲地区农业生产[知]的突出问题。
“盐碱地和芒草种植[嘛]‘联姻’应该有前景[答]。”深度调研之后,[案]陈翠霞给出判断,团[网]队成员迅速收集国内[文]外芒草种质资源,他[章]们把找到的200多[来]份种质都放进山东农[自]业大学南校区实验站[知]内。
“我们在学校里又通[嘛]过杂交育种培育,筛[答]选出300多份芒草[案]杂交种,由此创建了[网]自己的芒属植物种质[文]资源圃。”有了“家[章]底”,陈翠霞觉得在[来]盐碱地进行芒草种植[自]研究更有底气了。
选育出耐盐碱芒草新[知]品种
“渤海粮仓科技示范[嘛]工程”(以下简称渤[答]海粮仓)是一项农业[案]科技工程,旨在通过[网]科技攻关改良中低产[文]田和盐碱地,进而实[章]现增粮增收。
乘着渤海粮仓的东风[来],陈翠霞在紧邻渤海[自]的柳堡镇找到了近2[知]0亩中、重度盐碱地[嘛],种植已研发的芒草[答]新种质,筛选并培育[案]出耐盐碱杂交品种。[网]
起初,陈翠霞团队成[文]员将学校的芒草根资[章]源运到200公里之[来]外的柳堡镇进行栽种[自],到了后来他们直接[知]在当地选育新品种。[嘛]
一件让人哭笑不得的[答]事,更坚定了陈翠霞[案]扎根盐碱地的决心。[网]“芒草刚长出来时,[文]附近村的牛羊都来吃[章],这破坏了芒草生长[来],但却让我们看到了[自]芒草作为畜禽饲料的[知]潜力。”她说。
如今,这片有300[嘛]0余株芒草的盐碱地[答]生机勃勃,它不但成[案]了网红美景打卡地,[网]还受到了业内专家的[文]高度认可。
“这里各品系植株形[章]态多样、错落有致,[来]且四季皆有景可观,[自]具备了一个小型盐碱[知]地生态恢复观光园的[嘛]功能。”山东省畜牧[答]总站研究员翟桂玉说[案]。
此外,陈翠霞团队新[网]选育的耐盐能源芒草[文]137、耐盐绿芒2[章]97、耐盐荻竹10[来]1芒草新品,在中、[自]重度盐碱地上一亩地[知]整株鲜重年产量分别[嘛]约为3600、32[答]00、1500公斤[案],表现十分亮眼。
破译五节芒基因组
芒草为什么具有这么[网]强的抗逆性?为了解[文]答这个问题,陈翠霞[章]团队又开始研究芒草[来]分子遗传学机制。“[自]当时关于它的生物学[知]、细胞学和遗传学文[嘛]献很少,我们的研究[答]可谓‘白手起家’,[案]从基础生物学相关内[网]容开始。”她回忆道[文]。
芒草的基因组庞大、[章]较为复杂,这给研究[来]带来了不小的挑战。[自]
“我们通过二代、三[知]代等当前先进的测序[嘛]方式,用遗传图谱和[答]BioNano数据[案]等进行修正和验证,[网]并进行基因注释和转[文]座子注释等,解析芒[章]草基因组。”陈翠霞[来]团队成员、山东农业[自]大学副教授张国斌说[知]。
经过近十年钻研,陈[嘛]翠霞团队终于成功破[答]译了芒属植物代表性[案]物种五节芒的基因组[网]。顺着芒草基因组的[文]“藤”,该团队又找[章]到了“瓜”。他们进[来]一步推断出同为禾本[自]科甘蔗亚族植物的高[知]粱、芒草和甘蔗3个[嘛]物种的具体进化关系[答]和时间;探讨芒属植[案]物之间存在着广泛种[网]间杂交和渐渗作用的[文]理论支撑;鉴定高粱[章]、甘蔗和芒草机体内[来]纤维素合酶的基因表[自]达情况。
“我们希望为粮食作[知]物,如水稻和小麦等[嘛],提供基因资源;同[答]时,将芒草打造为促[案]进盐碱地生态保护和[网]高质量发展的‘利器[文]’。”陈翠霞说。
本报记者 王延斌 通讯员 郭翠华