以“麻”之名，湖南这支“国家队”撑起我国麻类种质资源保护大后方
时间:2023-06-30 来源： 汉麻CBD 作者：中国·汉麻谷
农作物种质资源记录了农作物千万年演变和进化的秘密，是一个国家的重要战略资源。位于长沙市麓谷片区的中国农业科学院麻类研究所(以下简称“中麻所”)内有一栋小楼，一楼内的冷库就是国家麻类作物种质资源中期库。而在该所位于沅江市的国家麻类作物种质资源圃里，各种苎麻、剑麻、罗布麻多年来一代代繁衍生息。 经过几代科研人员半个多世纪的努力，中麻所建成了全球数量最多、多样性最丰富、研究最系统的麻类种质资源研究中心，为麻类育种研究提供了丰富的材料来源和广阔的创新空间。去年8月，农业农村部公布首批72个国家农作物种质资源库(圃)和19个国家农业微生物种质资源库名单，中麻所的这一库一圃入选国家农作物种质资源库(圃)。 走进国家麻类作物种质资源中期库，一排排高大的可移动柜里密密麻麻摆放着一个个小密封罐，里面装着形态各异的麻种，透过它们可以进入缤纷多彩的麻世界。 1958年，原国务院科学规划委员会批复同意在苎麻主产区沅江市建立中麻所(2001年总部迁至长沙)，以麻类作物研究为重点，立足湖南，面向全国，致力于提升我国麻类产业的稳定和发展及国家农业科技水平。 “为麻编写‘家谱’可不容易。”87岁的中麻所原所长孙家曾回忆，1960年，刚从中国农业大学毕业的他被分到所里，作为该所最早一批麻类科研人开启了对麻种的探索。 “自‘七五’计划开始，麻类种质资源研究每年被列入国家重点科技攻关项目。我们所为此牵头成立了全国工作协作网，到处考察、收集麻类资源。”孙家曾介绍，那些年他们跑了19个省、25个国家，最远到达非洲和南美洲，共收集麻类种质资源2934份、野生近缘植物种33份。 考察收集过程如同大海捞针，不仅得挨家挨户“访”，还得到野外“偶遇”，任何收获都视若珍宝。某年秋天，孙家曾去云南收集黄麻种子，回到所里发现有些种子已经丧失了发芽率，随即组织团队着手研究种子保存技术。“放布袋、放温室、放低温室、放干燥器……能想到的办法都试过了。每个月翻看一次，检测它们的发芽率，最后总算找到了能让它们保持100多个月活力的办法。”他说。 截至1996年6月底，资源圃保存苎麻种质资源达1300余份，其中国家二级野生保护植物2种5份。然而1996年7月，沅江市不幸遭遇特大洪水袭击，资源圃被淹没长达49天，造成900余份种质丧失，大家不得不紧急投入到资源圃恢复重建工作中。 “当时所里先后派出多名科技人员分赴四川、云南、贵州、湖北、江西等地进行种质资源抢救性补征，直到将苎麻主要分布区的种质基本补充征集回来，资源圃才浴‘水’重生。”中麻所原苎麻资源课题组组长郑长清说。 经过60多年的积累，目前国家麻类作物种质资源中期库共收集保存5科7属68种(含变种、亚种)17000余份种质资源，包括稀有、珍稀和野生近缘植物资源1000余份，其中80%已经野外或生产绝种;国家麻类作物种质资源圃共活体保存近2200份，其中苎麻属植物19种8变种2117份、罗布麻种质2种32份、剑麻种质31份。 “收集回来的材料量是很少的，有时只有几颗，需要先扩繁再进行鉴定评价等研究。”在中国农科院麻类种质资源创新团队首席科学家粟建光的口中，种子被统称为“材料”。 每种材料在入库或入圃之前，需要将多年多代鉴定得清清楚楚，拥有合法的“身份证”。然而，编制这张“身份证”谈何容易，其背后涵盖了生育期、适宜生态区、形态特征、经济性状、抗疫能力、保存需求等70多项数据。以生态适应性这项指标为例，每份材料要在3至5个不同生态区，历经3个种植季节，最后取平均值才能得到一份数据。 “经过这些步骤，入库保存一份一年生作物种质需要3到5年时间，入圃保存一份多年生作物种质需要7到10年时间。”粟建光坦言。 令人喜忧参半的是，麻的生物产量特别大，一方面证明其作为生物基材料应用前景广阔，另一方面也使科技工作者鉴定评价的工作量不知翻了多少倍。2008年进入中麻所工作的栾明宝主要从事苎麻属进化研究，据他介绍，苎麻1年长3季，分别在6月、8月、10月收割，每一兜苎麻里有几十株。为了评价其形态特征，他们需要给每一株测量株高、茎粗、皮厚。“麻长得又高，盛夏穿梭在里面可热了!” “苎麻是我国的特产，也是纤维品质优良的纺织原料。然而评价苎麻的纤维细度和强度特别麻烦，需要对它进行脱胶梳理，1克麻能梳理出约2000米纤维，费时费力得很。”栾明宝说。 每一份资源的评定背后，都有道不尽的辛苦和繁琐。孙家曾打趣道，当年身边人压根不知道他们整天在忙什么，便调侃说“中麻所的小伙子白天在田里，晚上在实验室里，一个个麻黑的，没有姑娘愿意嫁哦”。 资源库(圃)不仅是保护地球生物多样性的备份，更为未来人类的开发利用提供材料保障。工业大麻中的四氢大麻酚(THC)含量低于0.3%，不具备毒品利用价值，在我国有着悠久的使用历史，可用于纺织、食品和健康产业等领域。如何发挥工业大麻优势功能造福人类社会，成为许多科学家追逐的目标。 “为了选育出功能优异且THC含量低的‘硬核’品种，种质创新人员利用国内优良地方品种与野生资源杂交，经过无数次杂交和回交试验，从近万个优良后代单株中获得了一些优异创新种质。比如工业大麻DMG245，它不仅THC含量低于0.3%，某些功能活性成分含量还高出市场主推品种5倍，在产业链里具有核心竞争力。”中麻所种质资源研究室副主任戴志刚介绍。 值得一提的是，2021年5月，中国农科院麻类种质资源创新团队首次成功运用农杆菌介导法获得工业大麻稳定的基因编辑植株，这意味着他们已经具备技术基础来培育THC含量低甚至为0的工业大麻品种。 20多年来，中麻所育种学家有效利用库圃资源，共培育麻类新品种100多个。越来越多“酣睡”的麻类优异基因被唤醒，释放活力。如中黄麻18号、中黄麻26号是环保专用黄麻种质，可吸附工业废水中的镉、铬等重金属离子，为治理南方重金属污染土地开辟绿色新途径;青饲苎1号是利用野生种青叶苎麻和栽培种中饲苎1号基因组“组装”而成，是我国首个青叶型饲用苎麻品种，可为养殖产业提供优质蛋白饲草原料;曾列入2008年北京奥运会运动员食谱的“帝王菜”，是通过引进的优异黄麻资源“摩维1号”与国内食用地方品种“厚叶绿”杂交而成，具有高钙、高硒、高氨基酸、高膳食纤维等特点…… “种质没有‘差’的概念，种质资源工作者没有‘扔’的概念。”粟建光表示，“那些还在沉睡的种子守护着各种优势基因，随着科技的发展，等到它们被充分挖掘和利用，一定会绽放出更多让人意想不到的光彩。”
