當(dāng)目光掠過(guò)無(wú)棣縣柳堡鎮(zhèn)那一片片廣袤的土地，一塊“綠洲”闖入眼簾。四周都是白花花的鹽堿地，唯獨(dú)這里綠意盎然。這是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院陳翠霞教授團(tuán)隊(duì)的芒草試驗(yàn)地。

他們將用近十年時(shí)間自主選育的芒草抗鹽堿新品種種到這里，到了收獲季節(jié)，畝產(chǎn)整株產(chǎn)量高達(dá)3600公斤。

最近，陳翠霞團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了新的芒草耐鹽堿基因，相關(guān)成果登上了國(guó)際著名期刊《自然·植物》。

中國(guó)學(xué)者的重大發(fā)現(xiàn) 開創(chuàng)領(lǐng)域新局面

在荒地里瘋長(zhǎng)的芒草外形高大，俯拾即是。但這種禾本科植物卻是世界上最具開發(fā)潛力和廣泛用途的重要木質(zhì)纖維素原料作物，可生產(chǎn)生物質(zhì)燃料酒精。

記者了解到，《自然·植物》在線發(fā)表的這篇文章透露了陳翠霞課題組破譯的染色體級(jí)別的五節(jié)芒參考基因組圖譜。他們還解析了芒屬植物基因進(jìn)化歷史，揭示了芒草中纖維素或半纖維素含量高的分子機(jī)制，為種質(zhì)利用和新品種創(chuàng)制提供了理論支撐。

但寫論文并不是陳翠霞的志向。

十多年前，石油價(jià)格大漲，歐美國(guó)家紛紛斥巨資研究可再生能源，木質(zhì)纖維素作物成為焦點(diǎn)。從那時(shí)起，在伊利諾伊大學(xué)香檳分校生物能源所工作的陳翠霞涉足相關(guān)研究。

外表平平，內(nèi)涵萬(wàn)千，這是陳翠霞從芒草中發(fā)現(xiàn)的“新天地”：“抗逆性強(qiáng)，可在荒草地、沼澤灘涂等邊際土地上種植生長(zhǎng)，也是世界上最具開發(fā)潛力的木質(zhì)纖維素原料作物?！?/p>

黃河三角洲，是黃河入?？跀y帶泥沙在渤海凹陷處沉積形成的沖積平原。長(zhǎng)久以來(lái)，土地鹽堿化是這里危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出問(wèn)題。

“鹽堿地和芒草種植'聯(lián)姻’應(yīng)該有前景?！鄙疃日{(diào)研之后的這一判斷，讓陳翠霞團(tuán)隊(duì)立即行動(dòng)，馬不停蹄地收集國(guó)內(nèi)外芒草種質(zhì)資源。他們把找到的200多份種質(zhì)放進(jìn)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)實(shí)驗(yàn)站內(nèi)。

“我們?cè)趯W(xué)校里又通過(guò)雜交育種培育和篩選出300多份芒草雜交種，由此創(chuàng)建了自己的芒屬植物種質(zhì)資源圃?！庇辛恕凹业住保惔湎加X得在鹽堿地進(jìn)行芒草種植研究更有底氣了。

選育出鹽堿地芒草新品種

“渤海糧倉(cāng)科技示范工程”（下稱渤海糧倉(cāng)）是科技部實(shí)施的一項(xiàng)巨大的農(nóng)業(yè)科技工程，主要通過(guò)科技攻關(guān)，改良這些中低產(chǎn)田和鹽堿地，實(shí)現(xiàn)增糧增收的目的。

乘著“渤海糧倉(cāng)”的東風(fēng)，陳翠霞在緊鄰渤海的山東省無(wú)棣縣柳堡鎮(zhèn)找到近20畝中度和重度鹽堿地塊，種植已研發(fā)的芒草新種質(zhì)，篩選并新培育耐鹽堿雜交種。

挑戰(zhàn)在于她選擇的攻關(guān)領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)為數(shù)不多。但陳翠霞有信心：“能在鹽堿地長(zhǎng)好的植物有耐鹽堿、耐貧瘠、耐干旱等多個(gè)優(yōu)良品質(zhì)，芒草有這個(gè)實(shí)力?！?/p>

芒草靠根部繁育。起初，陳翠霞團(tuán)隊(duì)將學(xué)校的芒草根資源運(yùn)到200公里之外的無(wú)棣栽種；到了后來(lái)，她們直接在當(dāng)?shù)剡x育新品種。

一件讓人哭笑不得的事情堅(jiān)定了陳翠霞的信心：“芒草剛長(zhǎng)出來(lái)時(shí)，附近村的牛羊都來(lái)吃，這破壞了芒草生長(zhǎng)，但也讓我們看到了芒草作為畜禽飼料的潛力?！?/p>

如今，這片有3000余株芒草的鹽堿地生機(jī)勃勃，不但成了一處網(wǎng)紅美景打卡地，還受到專家的高度評(píng)價(jià)。

山東省畜牧總站翟桂玉研究員認(rèn)為：“這里各品系植株形態(tài)多樣、錯(cuò)落有致，花序色彩斑斕，且四季皆有景可觀，具備了一個(gè)小型鹽堿地生態(tài)恢復(fù)觀光園的功能?！?/p>

實(shí)際上，陳翠霞團(tuán)隊(duì)新選育的耐鹽能源芒草137、耐鹽綠芒297、耐鹽荻竹101芒草新品種在重度和中度鹽堿地上表現(xiàn)“驚艷”：一畝地整株鮮重年產(chǎn)量分別約為3600公斤、3200公斤、1500公斤。

破譯五節(jié)芒基因密碼，得到“獨(dú)一份”的芒草分子生物學(xué)研究庫(kù)

芒草為什么具有這么強(qiáng)的抗逆性？對(duì)這個(gè)問(wèn)題尋根究底，陳翠霞團(tuán)隊(duì)又走到了基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。但研究芒草分子遺傳學(xué)機(jī)制領(lǐng)域很難。陳翠霞感慨：“當(dāng)時(shí)關(guān)于它的生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)知識(shí)很少，我們的研究可謂'白手起家’，從基礎(chǔ)生物學(xué)相關(guān)內(nèi)容開始。”

芒草自交不親和，基因組很大，也較為復(fù)雜，這給她們的研究帶來(lái)了極大困難和挑戰(zhàn)。

陳翠霞團(tuán)隊(duì)成員、山東農(nóng)大副教授張國(guó)斌告訴記者：“我們通過(guò)二代、三代、10xGenomics等當(dāng)前先進(jìn)的測(cè)序方式，用遺傳圖譜和BioNano數(shù)據(jù)等進(jìn)行修正和驗(yàn)證，并進(jìn)行基因注釋和轉(zhuǎn)座子注釋等，解析芒草基因組?！?/p>

經(jīng)過(guò)近十年潛心鉆研，陳翠霞團(tuán)隊(duì)終于成功破譯芒屬植物代表性物種五節(jié)芒的基因組，有了“獨(dú)一份”的芒草分子生物學(xué)研究庫(kù)。

順著芒草基因組的“藤”，該團(tuán)隊(duì)又找出一些漂亮的“瓜”。他們揭示進(jìn)一步推斷出同為禾本科甘蔗亞族植物的高粱、芒草和甘蔗3個(gè)物種的具體進(jìn)化關(guān)系和時(shí)間；探討芒屬植物之間存在著廣泛種間雜交和漸滲作用的理論支撐；鑒定高粱、甘蔗和芒草機(jī)體內(nèi)纖維素合酶的基因表達(dá)情況。

現(xiàn)在，新的芒草耐鹽堿基因的發(fā)現(xiàn)，讓陳翠霞團(tuán)隊(duì)更有信心了。

陳翠霞說(shuō)：“我們希望能為糧食作物如水稻和小麥等提供基因資源；同時(shí)，將芒草種植打造為鹽堿地生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的典范和樣板。”（《科技日?qǐng)?bào)》王延斌 郭翠華）

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