農林漁牧網

您現在的位置是:首頁 > 林業

歷時28年,華中農大包滿珠團隊培育出“不飛毛”的懸鈴木

2022-01-01由 BioArt植物 發表于 林業

白龍球如何修剪

“暮春飛毛隨風起,行人匆匆尤避之”,這個場景對於武漢人來說卻也真實。每到4月底、5月初,武漢街頭的空氣中,懸鈴木的飛毛從空中螺旋式而下,汙染地面環境不說,經過的人輕則出現面板瘙癢、流眼淚,嚴重的還會引起咳嗽、打噴嚏,好不困擾。

歷時28年,華中農大包滿珠團隊培育出“不飛毛”的懸鈴木

位於江夏區舒安鄉繁育基地裡正在生長的懸鈴木

近日,一則好訊息傳來,迅速成為了大家熱議的焦點。我校與武漢市花木公司合作研發的懸鈴木新品種“華農麗風”已透過國家林業和草原局的審查,被授予了植物新品種權證書。“這意味著未來推廣運用後,將大大緩解懸鈴木的飛毛問題,讓大家重新愛上這種行道樹”,專案研發團隊負責人、園藝林學學院包滿珠教授欣喜地說道。

愛“你”在心口難開

懸鈴木與鵝掌楸、椴樹、七葉樹、銀杏並稱為世界五大行道樹。因用量最大、分佈區域最廣,懸鈴木是五大行道樹中的“第一大”。不僅生長快、耐修剪、抗汙染,懸鈴木還冠大蔭濃,遮陰效果尤為突出。此外,從亞熱帶到溫帶均可生長的懸鈴木,適應區域廣泛,成為了響噹噹的“行道樹之王”。包滿珠坦言,“因為突出的優點,懸鈴木作為行道樹,確實具有不可替代性。”

看似“完美”的懸鈴木卻有一個讓人“討厭”的缺點——落果飛毛。懸鈴木的果球由種子聚合而成,每個秋果有一千多粒種子。飛毛的“毛”其實是懸鈴木種子的冠毛。暮春時節,每個聚合果紛紛脫落,種子連同冠毛一起下落,這些“不老實”的冠毛隨風飛舞,使空氣中的果毛大幅度增加,彌散在空氣中的“細毛”不僅很容易與人們的眼睛粘膜、鼻粘膜、口腔粘膜和面板接觸,更容易被吸入上呼吸道,流眼淚、打噴嚏、面板過敏也就在所難免了,甚至造成上呼吸道感染、哮喘等嚴重問題,著實令人“討厭”,也使得懸鈴木讓人愛在心裡口難開。

讓懸鈴木不“飛毛”的“可行”方法

怎樣才能讓懸鈴木不“飛毛”呢?上個世紀90年代,這是一個讓眾多的園林工作者和科研人員試圖解決的問題,包滿珠就是其中之一。經過多年的研究實踐,包滿珠率領科研團隊先後採用實生選育、倍性育種、輻射育種、分子育種等手段,對其進行遺傳改良和新品種培育。其中,實生選育、倍性育種是包滿珠最先使用的。

實生選育是在廣泛調查自然界中存在的遺傳變異,透過野外實地調查及多年的連續觀測統計,蒐集到懸鈴木晚花少果或無果的變異株系的基礎上,進行引種,或扦插,或嫁接到結果量大的成年植株、早花植株進行試驗,並陸續完成特異種質的高接試驗及區域試驗,完成其育性鑑定。待晚花少果或無果且性狀穩定之後再申報國家新品種保護。

“葉形優美似楓葉,秋季葉色泛金黃”的“華農麗風”就是透過實生選育獲得的晚花少果新品系。此外,還有“華農瑞風”、“華農清風”、“華農雲龍”等3個晚花少果新品系也是透過該方法選育並獲得了國家新品種權。

倍性育種則是透過秋水仙素處理原本是二倍體的懸鈴木的種子,獲得染色體加倍(四倍體)的植株。由於染色體加倍往往會導致染色體聯會發生紊亂,提高染色體區段的異染色質化程度,從而引起性狀變異。利用誘導的四倍體懸鈴木育性下降的特性,培育出少果或無果的懸鈴木新品系。

目前,透過倍性育種法的培育,“華農青龍”、“華農白龍”、“華農游龍”等3個晚花少果新品系也已獲得國家新品種保護,可推廣種植。

一次啟發和一次體驗

晚花少果懸鈴木新優品種的培育,是包滿珠一直堅持的事,而促使他立志研究懸鈴木,卻源於一次啟發和一次體驗。

彼時,包滿珠還在北京林業大學讀書。一次《園林植物育種學》課堂上,任課老師程金水教授講到“懸鈴木是全世界最好的行道樹之一,但有落果飛毛的問題”時,包滿珠受到了啟發。“我們可不可以讓懸鈴木‘不掉毛’呢?”,也就是在那個時候,懸鈴木的初始印象便深深印在了了他的心裡,冥冥之中打下了烙印。

“選擇做懸鈴木,不僅是大學時的那個啟發,還有對懸鈴木的認同。”1984年,包滿珠從北京林業大學畢業後到華中農業大學工作。8月下旬的武漢酷暑難耐,當包滿珠下了22路公交車走進華農校園時,一股涼意讓他倍感神清氣爽,抬頭一看,原來是道路兩旁的懸鈴木將烈日遮擋了。“那種感覺是不可言狀的,因為懸鈴木在北京用量是比較少的”,這次“獨特”的體驗,讓後來讀完博士的包滿珠潛意識裡要把懸鈴木作為了自己的一個研究重點。1993年,他開始著手做相關準備;1994年,他帶的第一個碩士研究生把選題定在了懸鈴木。

為一隻“薛定諤的貓”而堅守

28年只為一個目標:不再讓懸鈴木如此“討厭”。如今。目標終實現,背後卻是包滿珠教授和他團隊的堅守和執著。

選擇研究懸鈴木是一個“艱難”的選擇。眾所周知,大型喬木遺傳改良的研究,週期長、見效慢,沒有10年以上的堅持,斷然不會有結果,但包滿珠選擇了讓他認可的懸鈴木,並堅持下來,這就是他自己說的“只為最本真的科研初心”。

為了這個初心,包滿珠甚至在選擇之初便做好了30年、40年甚至永遠沒有任何成果產生的心理準備。“懸鈴木遺傳性狀改良的研究就像是一個‘黑箱’,黑箱裡有兩種可能,一是成功,一是失敗,只有完全‘開啟’才知道是什麼結果”,包滿珠選擇開啟這個“黑箱”。

放眼全球,懸鈴木“落果飛毛”的問題一直存在,但幾乎沒有人願意為之鑽研。沒有參考,沒有參照系,只有初心是遠遠不夠的,包滿珠只能“白手起家”。從最開始在實驗室做組培快繁形成遺傳改良體系,到懸鈴木特異種質資源的收集、儲存、創制、擴繁和選育工作,包滿珠和他的團隊先後從河南、湖北等多個省市野外實地調查收集到包括多個晚花少果優良株系在內的懸鈴木特異種質資源500餘份,並在試驗圃地扦插、嫁接繁育。2000年,包滿珠和他的團隊又以懸鈴木種子為試材,秋水仙素處理,透過染色體加倍首次在國內外獲得了四倍體懸鈴木,並栽培了20餘年,這其中就有2個株系至今未見開花結果,有3個株系表現出花果量極少的性狀。

歷時28年,華中農大包滿珠團隊培育出“不飛毛”的懸鈴木

包滿珠(右四)在基地檢視新品種懸鈴木生長情況

包滿珠和他的團隊在未知裡探索,在困難中前行,併為“黑箱”裡那隻“薛定諤的貓”堅守了近30年。用包滿珠的話說,做科研就是需要有“死磕”到底的決心和貴在堅守的初心如磐。

當前,已有“華農麗風”在內的7個晚花少果懸鈴木新優品種獲得了植物新品種授權,很快將逐步推廣市場,讓人們不再受到懸鈴木“飛毛”的困擾。未來,包滿珠和他的團隊還將繼續堅守,透過輻射育種、分子育種等方法,培育出更多優質的懸鈴木新品種,造福社會。

“即使未來退休,我會‘人休心不休’,繼續把懸鈴木做下去。”包滿珠和記者這樣說。