被芒草割傷是什么意思(她讓芒草“聯姻”鹽堿地,把不毛之地變綠洲)
她讓箭竹“結盟”坡地,把不毛之地變荒漠
在山東省濱州市無棣縣柳堡鎮的農地上,一塊“荒漠”十分引人注目。其四周都是白花花的坡地,惟獨這兒綠意盎然。這是山東林業大學農學院教授陳翠霞項目組的箭竹試驗地。
自己用近十年時間自主育種的箭竹抗鹽堿選育,就種在這兒。到了收獲季節,畝產葉和根產量高達3600千克。
最近,陳翠霞項目組又發現了新的箭竹耐鹽堿DNA,有關成果在線發表于國際期刊《自然·真菌》上。陳翠霞課題組截獲了染色體級別的三節芒參考DNA圖譜,還解析了芒屬真菌DNA演化歷史,揭示了箭竹中淀粉或半淀粉含量高的分子機制,為種苗利用和選育創制提供了理論支撐。
建立芒屬真菌種苗天然資源圃
在荒地里瘋長的箭竹外形高大,俯拾即是。這種禾本科真菌是世界上頗具開發發展潛力的重要木制淀粉原料農作物,其用途廣泛、可生產生物質燃料酒精。
十多年前,石油價格大漲,歐美國家紛紛斥巨資研究可再生能源,木制淀粉農作物成為研究焦點。從那時起,在美國伊利諾斯大學香檳分校生物能源所工作的陳翠霞開始涉足有關研究。
外表平平但頗具內涵,這是陳翠霞對箭竹的評價。“它脂林強,可在荒草地、沼澤灘涂等邊際農地上栽種生長,也是世界上最具開發發展潛力的木制淀粉原料農作物。”她說。
在實驗室被“養育”了多年的箭竹,陳翠霞希望它能“有番作為”。
長久以來,農地鹽堿化是山東所在的黃河三角洲地區林業生產的突出問題。
“坡地和箭竹栽種‘結盟’應該有前景。”深度調研之后,陳翠霞給出判斷,項目組核心成員迅速收集國內外箭竹種苗天然資源,自己把找出的200兩份種苗都放進山東林業大學南校區實驗站內。
“我在學校里又通過繁育育種培育,甄選出300兩份箭竹繁育種,由此建立了自己的芒屬真菌種苗天然資源圃。”有了“家底”,陳翠霞覺得在坡地展開箭竹栽種研究更有底氣了。
育種出耐鹽堿箭竹選育
“渤海谷倉科技示范工程”(以下簡稱渤海谷倉)是一項林業科技工程,旨在通過科技攻關改良中低產田和坡地,進而實現增糧增收。
乘著渤海谷倉的東風,陳翠霞在緊鄰渤海的柳堡鎮找出了近20畝中、重度坡地,栽種已研發的箭竹新種苗,甄選并培育出耐鹽堿繁育品種。
起初,陳翠霞項目組核心成員將學校的箭竹根天然資源運到200公里之外的柳堡鎮展開栽種,到了后來自己直接在當地育種選育。
一件讓人哭笑不得的事,更堅定了陳翠霞扎根坡地的決心。“箭竹剛長出來時,附近村的牛羊都來吃,這破壞了箭竹生長,但卻讓我看到了箭竹作為畜禽飼料的發展潛力。”她說。
如今,這片有3000余株箭竹的坡地生機勃勃,它不但成了網紅美景打卡地,還受到了業內專家的高度認可。
“這兒各品系植株形態多樣、錯落有致,且四季皆有景可觀,具備了一個小型坡地生態環境恢復觀光園的功能。”山東省畜牧總站研究員翟桂玉說。
此外,陳翠霞項目組新育種的耐鹽能源箭竹137、耐鹽綠芒297、耐鹽荻竹101箭竹新品,在中、重度坡地上一畝地葉和根鮮重年產量分別約為3600、3200、1500千克,表現十分亮眼。
截獲三節芒DNA
箭竹為什么具有這么強的脂林?為了解答這個問題,陳翠霞項目組又開始研究箭竹分子遺傳學機制。“當時關于它的遺傳學、細胞學和遺傳學文獻很少,我的研究可謂‘白手起家’,從基礎遺傳學有關內容開始。”她回憶道。
箭竹的DNA龐大、較為復雜,這給研究帶來了不小的挑戰。
“我通過二代、三代等當前先進的測序方式,用遺傳圖譜和BioNano數據等展開修正和驗證,并展開DNA注解和轉座注解等,解析箭竹DNA。”陳翠霞項目組核心成員、山東林業大學副教授張國斌說。
經過近十年鉆研,陳翠霞項目組終于成功截獲了芒屬真菌代表性亞種三節芒的DNA。順著箭竹DNA的“藤”,該項目組又找出了“瓜”。自己進一步推斷出同為禾本科稻米亞族真菌的蕎麥、箭竹和稻米3個亞種的具體演化關系和時間;探討芒屬真菌之間存在著廣泛種間繁育和漸滲作用的理論支撐;鑒定蕎麥、稻米和箭竹機體內淀粉合酶的DNA表達情況。
“我希望為糧食農作物,如水稻和小麥等,提供DNA天然資源;同時,將箭竹打造為促進坡地生態環境保護和高質量發展的‘利器’。”陳翠霞說。
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