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克服“水土不服”,这所高校让“南美特产”扎根中国

科技日报记者 王延斌 通讯员 于晓明 王志 董广远

12月6日,马长乐又去了一趟240公里之外的黄河三角洲农业高新技术产业示范区,那里有他心心念念的藜麦。虽然夏播藜麦已经收获,但对这位山东师范大学生命科学学院(以下简称“山东师大生科院”)院长来说,培育优质高产、抗逆性强的藜麦新品种,一刻也不能耽误。

马长乐的另一个身份是山东师大逆境植物省级重点实验室主任、藜麦育种课题团队带头人。转眼间,他和同事们已在藜麦育种领域耕耘了十年。十年来,他们将这一独属于南美洲的特产移植到中国低海拔盐碱地里,并取得成功。

将“太空食品”种植到盐碱地里

外表可呈现白、红、黑三种颜色的藜麦不是麦,却富含营养物质,被联合国粮农组织认为是最适宜人类的完美“全营养食物”,以至于其一度成为宇航员的“太空食品”。

泌盐作物藜麦原产于南美洲,其“耐盐碱、耐贫瘠、耐旱、耐冷”的特性吸引了山师大教授张慧、马长乐等人的目光。2013年成为重要节点——该校正式组建藜麦育种课题团队,开始在山东引种、试种藜麦。

他们赶上了好时代。

也是这一年,科技部“渤海粮仓科技示范工程”启动,针对环渤海低平原中低产田和盐碱荒地,重点突破土、肥、水、种等关键技术,并在当地建立粮食增产示范区。山东师大孕育的藜麦作为“粮仓作物”,也搭上了快车。

科技日报记者走进山东师大逆境植物省级重点实验室时,该团队正在做藜麦叶片的DNA提取工作,取样、加试剂,一步步有条不紊地推进。

对于黄三角盐碱地,他们并不陌生。藜麦播种后,每隔一段时间,课题组成员就要到藜麦种植试验田,开展播种、管理、数据测定、材料采集等工作。

从南美到中国,从高海拔到低海拔,藜麦的落地并不容易。

马长乐向记者细数种种挑战:藜麦不耐高温,30度以上会引起不育;收获时遇到雨季会导致穗发芽,所以他们引种时吃尽苦头——种植时间早,会遭遇冻害;种植时间晚,会遭遇高温或雨季,造成产量低或穗发芽;不同地域,不同气候,不同温度,种植及收获时间差别很大,摸索最佳种植及收获时间成为他们的挑战之一。

失败了,调整;再失败,再调整。张慧已经记不清经过了多少次这样的轮回。

记者问:你们耕耘了10年,往往在黑暗中摸索,很多时候看不到光亮;在成功之后往回看,有何心得感悟?张慧答:坚持,咬牙坚持;只要坚持,初心不改,总有收获。

盐碱地藜麦已装满“渤海粮仓”

种质资源即基因资源,是培育新品种需要的原始材料。研究种质资源的最终目的是创造新作物,选育新品种。这是至关重要的一环。

马长乐说,我们与中国科学院分子植物科学卓越创新中心李圆圆课题组、青岛农业大学郭善利课题组合作,从全球2000多份藜麦种质资源中选育出十几种适合山东本土种植的品种,这为后续工作打下了扎实基础。

经过几年摸索,他们最终确定了合适的种植及收获时间。但虫害、病害……无不困扰着科研人员。

人工选择育种、杂交育种、诱变育种……在近十年里,这些藜麦的育种方法塞满了他们的日常。从藜麦基因组测序、种质资源收集到新品种选育创制、抗逆分子机制研究,他们全心投入,无暇他顾。

当“东风”刮起时,政策跟上了、资金跟上了、团队跟上了,剩下的科研工作就交给时间。

2020年10月24日,对张慧和同事们来说,是终生难忘的一天。

这一天,在山东德州举行的人才双创大会上,张慧团队带来的一棵藜麦成了“明星”。史上首次,该团队打破了藜麦高原种植的局限性,实现了藜麦山东平原地区的规模化试种,这也是全球首个藜麦育种与产业化发展项目。

而此前一年,该团队与东营市共同创建了国内首个盐地藜麦种质创新与产业化开发平台。马长乐说,“我们目前已经在全球3000余份藜麦种质资源中成功筛选出了50多种适宜盐碱地种植的藜麦资源,其中白藜的颗粒更饱满,更适宜食用。”

“今年,藜麦在东营盐碱地上实现了春夏两季播种。”张慧向记者表示,他们将藜麦的生育期缩短至100天,部分品种亩产高达500-600斤。

实际上,这支团队不仅在黄三角盐碱地上播种,还在4000米的高原上种下了藜麦,带动农民年增收6000元以上。从高寒冻土的西藏到地势较低的南疆喀什,从中原大地到海岛崇明,国内有藜麦的地方,都留有他们的足迹。

如今,山东师大人孕育的藜麦已装满了“渤海粮仓”。在山东师大校长张建看来,这是该校聚焦“大平台、大团队、大项目、大成果”建设精准发力,服务国家粮食安全,开展“有组织科研”结出的硕果。

“在黄河国家战略引领下,我们瞄准大项目精准发力,重点培育,搭建平台,学科强校,将科技创新成果转化为推动经济社会发展的现实生产力,带动学校科研水平整体跃升。”山东师大党委书记冯继康说。