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“不飞毛”的悬铃木:源自28年的坚守

核心提示:近日,我校与武汉市花木公司合作研发的悬铃木新品种“华农丽风”已通过国家林业和草原局的审查,被授予了植物新品种权证书。这个消息一出很快成为了大家热议的焦点。

“暮春飞毛随风起,行人匆匆尤避之”,这个场景对于武汉人来说却也真实。每到4月底、5月初,武汉街头的空气中,悬铃木的飞毛从空中螺旋式而下,污染地面环境不说,经过的人轻则出现皮肤瘙痒、流眼泪,严重的还会引起咳嗽、打喷嚏,好不困扰。

江夏区舒安乡繁育基地里正在生长的悬铃木

位于江夏区舒安乡繁育基地里正在生长的悬铃木

近日,一则好消息传来,迅速成为了大家热议的焦点。我校与武汉市花木公司合作研发的悬铃木新品种“华农丽风”已通过国家林业和草原局的审查,被授予了植物新品种权证书。“这意味着未来推广运用后,将大大缓解悬铃木的飞毛问题,让大家重新爱上这种行道树”,项目研发团队负责人、园艺林学学院包满珠教授欣喜地说道。

爱“你”在心口难开

悬铃木与鹅掌楸、椴树、七叶树、银杏并称为世界五大行道树。因用量最大、分布区域最广,悬铃木是五大行道树中的“第一大”。不仅生长快、耐修剪、抗污染,悬铃木还冠大荫浓,遮阴效果尤为突出。此外,从亚热带到温带均可生长的悬铃木,适应区域广泛,成为了响当当的“行道树之王”。包满珠坦言,“因为突出的优点,悬铃木作为行道树,确实具有不可替代性。”

看似“完美”的悬铃木却有一个让人“讨厌”的缺点——落果飞毛。悬铃木的果球由种子聚合而成,每个秋果有一千多粒种子。飞毛的“毛”其实是悬铃木种子的冠毛。暮春时节,每个聚合果纷纷脱落,种子连同冠毛一起下落,这些“不老实”的冠毛随风飞舞,使空气中的果毛大幅度增加,弥散在空气中的“细毛”不仅很容易与人们的眼睛粘膜、鼻粘膜、口腔粘膜和皮肤接触,更容易被吸入上呼吸道,流眼泪、打喷嚏、皮肤过敏也就在所难免了,甚至造成上呼吸道感染、哮喘等严重问题,着实令人“讨厌”,也使得悬铃木让人爱在心里口难开。

让悬铃木不“飞毛”的“可行”方法

怎样才能让悬铃木不“飞毛”呢?上个世纪90年代,这是一个让众多的园林工作者和科研人员试图解决的问题,包满珠就是其中之一。经过多年的研究实践,包满珠率领科研团队先后采用实生选育、倍性育种、辐射育种、分子育种等手段,对其进行遗传改良和新品种培育。其中,实生选育、倍性育种是包满珠最先使用的。

实生选育是在广泛调查自然界中存在的遗传变异,通过野外实地调查及多年的连续观测统计,搜集到悬铃木晚花少果或无果的变异株系的基础上,进行引种,或扦插,或嫁接到结果量大的成年植株、早花植株进行试验,并陆续完成特异种质的高接试验及区域试验,完成其育性鉴定。待晚花少果或无果且性状稳定之后再申报国家新品种保护。

“叶形优美似枫叶,秋季叶色泛金黄”的“华农丽风”就是通过实生选育获得的晚花少果新品系。此外,还有“华农瑞风”、“华农清风”、“华农云龙”等3个晚花少果新品系也是通过该方法选育并获得了国家新品种权。

倍性育种则是通过秋水仙素处理原本是二倍体的悬铃木的种子,获得染色体加倍(四倍体)的植株。由于染色体加倍往往会导致染色体联会发生紊乱,提高染色体区段的异染色质化程度,从而引起性状变异。利用诱导的四倍体悬铃木育性下降的特性,培育出少果或无果的悬铃木新品系。

目前,通过倍性育种法的培育,“华农青龙”、“华农白龙”、“华农游龙”等3个晚花少果新品系也已获得国家新品种保护,可推广种植。

一次启发和一次体验

晚花少果悬铃木新优品种的培育,是包满珠一直坚持的事,而促使他立志研究悬铃木,却源于一次启发和一次体验。

彼时,包满珠还在北京林业大学读书。一次《园林植物育种学》课堂上,任课老师程金水教授讲到“悬铃木是全世界最好的行道树之一,但有落果飞毛的问题”时,包满珠受到了启发。“我们可不可以让悬铃木‘不掉毛’呢?”,也就是在那个时候,悬铃木的初始印象便深深印在了了他的心里,冥冥之中打下了烙印。

“选择做悬铃木,不仅是大学时的那个启发,还有对悬铃木的认同。”1984年,包满珠从北京林业大学毕业后到华中农业大学工作。8月下旬的武汉酷暑难耐,当包满珠下了22路公交车走进华农校园时,一股凉意让他倍感神清气爽,抬头一看,原来是道路两旁的悬铃木将烈日遮挡了。“那种感觉是不可言状的,因为悬铃木在北京用量是比较少的”,这次“独特”的体验,让后来读完博士的包满珠潜意识里要把悬铃木作为了自己的一个研究重点。1993年,他开始着手做相关准备;1994年,他带的第一个硕士研究生把选题定在了悬铃木。

为一只“薛定谔的猫”而坚守

28年只为一个目标:不再让悬铃木如此“讨厌”。如今。目标终实现,背后却是包满珠教授和他团队的坚守和执着。

选择研究悬铃木是一个“艰难”的选择。众所周知,大型乔木遗传改良的研究,周期长、见效慢,没有10年以上的坚持,断然不会有结果,但包满珠选择了让他认可的悬铃木,并坚持下来,这就是他自己说的“只为最本真的科研初心”。

为了这个初心,包满珠甚至在选择之初便做好了30年、40年甚至永远没有任何成果产生的心理准备。“悬铃木遗传性状改良的研究就像是一个‘黑箱’,黑箱里有两种可能,一是成功,一是失败,只有完全‘打开’才知道是什么结果”,包满珠选择打开这个“黑箱”。

放眼全球,悬铃木“落果飞毛”的问题一直存在,但几乎没有人愿意为之钻研。没有参考,没有参照系,只有初心是远远不够的,包满珠只能“白手起家”。从最开始在实验室做组培快繁形成遗传改良体系,到悬铃木特异种质资源的收集、保存、创制、扩繁和选育工作,包满珠和他的团队先后从河南、湖北等多个省市野外实地调查收集到包括多个晚花少果优良株系在内的悬铃木特异种质资源500余份,并在试验圃地扦插、嫁接繁育。2000年,包满珠和他的团队又以悬铃木种子为试材,秋水仙素处理,通过染色体加倍首次在国内外获得了四倍体悬铃木,并栽培了20余年,这其中就有2个株系至今未见开花结果,有3个株系表现出花果量极少的性状。

包满珠(右四)在基地查看悬铃木生长情况

包满珠(右四)在基地查看新品种悬铃木生长情况

包满珠和他的团队在未知里探索,在困难中前行,并为“黑箱”里那只“薛定谔的猫”坚守了近30年。用包满珠的话说,做科研就是需要有“死磕”到底的决心和贵在坚守的初心如磐。

当前,已有“华农丽风”在内的7个晚花少果悬铃木新优品种获得了植物新品种授权,很快将逐步推广市场,让人们不再受到悬铃木“飞毛”的困扰。未来,包满珠和他的团队还将继续坚守,通过辐射育种、分子育种等方法,培育出更多优质的悬铃木新品种,造福社会。

“即使未来退休,我会‘人休心不休’,继续把悬铃木做下去。”包满珠和记者这样说。

(本文作者系党委宣传部新闻中心记者 徐行 审核人 包满珠)

责任编辑:徐行