橡膠樹是海南種植面積最大的樹,行走在瓊州大地,人們經(jīng)常能看到成片的膠林。但你是否留心過,橡膠樹是怎么長(zhǎng)大的?
“橡膠種子埋在地里,開始抽芽,長(zhǎng)成樹苗,再慢慢長(zhǎng)成枝葉繁茂的大樹……”你的腦海里也許會(huì)浮現(xiàn)這樣的場(chǎng)景,這是原始而傳統(tǒng)的橡膠種植方法。在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)熱科院),橡膠種植有了新的打開方式——組培橡膠苗。
奇
橡膠苗長(zhǎng)在試管里
上萬支試管緊密有序地?cái)[在實(shí)驗(yàn)室貨架上,里面是一株株顏色青翠、嬌小可愛的橡膠苗。它們有的剛從胚芽里吐出一點(diǎn)嫩葉,有的已長(zhǎng)成有模有樣的小樹苗。橡膠苗長(zhǎng)在試管里,這是海南日?qǐng)?bào)記者近日在中國(guó)熱科院天然橡膠新型種植材料創(chuàng)新基地看到的新鮮事。
“這是橡膠樹組培苗,又叫自根幼態(tài)無性系或體胚苗,是橡膠樹第三代種植材料。它們相當(dāng)于橡膠苗里的‘克隆軍’。”中國(guó)熱科院橡膠研究所良種良苗研究室主任黃天帶介紹說,這些橡膠苗在試管里長(zhǎng)到10厘米左右,就可以移栽到溫室大棚內(nèi),再長(zhǎng)到60厘米,就可以移到地里定植。
為何要在試管里培育橡膠苗?黃天帶告訴記者,以前種植橡膠樹使用的樹苗主要有實(shí)生苗和芽接苗。橡膠實(shí)生苗是指直接用橡膠種子播種萌芽,這樣長(zhǎng)大的植株具備生長(zhǎng)快、經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但產(chǎn)量不高。目前這種種植材料已基本被淘汰。橡膠芽接苗則是指將優(yōu)良母樹的芽片接到種子苗上,借助芽片繁殖優(yōu)良膠樹,芽接苗能保持母樹干膠產(chǎn)量較高的特點(diǎn),但其生長(zhǎng)慢、經(jīng)濟(jì)壽命短。橡膠樹組培苗兼具實(shí)生苗和芽接苗的優(yōu)點(diǎn),推廣種植價(jià)值高。
探
移栽橡膠花藥體細(xì)胞植株
為了找到一種生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高的橡膠樹種植材料,從20世紀(jì)六七十年代開始,全球范圍內(nèi)的橡膠育種專家們不約而同開始了探索。
“那時(shí)候,植物組織培養(yǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展,橡膠組培研究隨之開啟?!秉S天帶解釋說,植物的組織培養(yǎng)可以理解為離體培養(yǎng),是近幾十年發(fā)展起來的一項(xiàng)無性繁殖新技術(shù)。具體路徑為:從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞等,通過無菌操作,將之接種在含有各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上,進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株。
相關(guān)資料顯示,1977年前后,中國(guó)熱科院的橡膠育種專家成功獲得了橡膠花藥體細(xì)胞的完整植株,并移栽成活。這是世界上第一批移栽成活的橡膠花藥體細(xì)胞植株。
如今,記者在中國(guó)熱科院天然橡膠新型種植材料創(chuàng)新基地實(shí)驗(yàn)室看到的“試管橡膠苗”,是中國(guó)熱科院橡膠研究所科研人員用優(yōu)良母本的花藥,應(yīng)用該所獨(dú)立研發(fā)的組織培養(yǎng)技術(shù)培育出的種苗。黃天帶表示,橡膠樹組培苗具有完整繼承母株特性、生長(zhǎng)速度快、抗性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),相較于橡膠樹芽接苗,能增產(chǎn)10%到30%。
拼
突破橡膠樹組織培養(yǎng)技術(shù)瓶頸
橡膠樹組培苗技術(shù)成功研發(fā)后的幾十年里,全球從事橡膠育種的專家們?cè)谶@一領(lǐng)域不斷有新的研究成果,但始終無法解決大規(guī)模生產(chǎn)的難題,因此該技術(shù)未能走向?qū)嶋H應(yīng)用。
為此,中國(guó)熱科院橡膠所于2006年專門組建了橡膠樹組培與轉(zhuǎn)基因育種團(tuán)隊(duì),由中國(guó)熱科院橡膠研究所所長(zhǎng)、天然橡膠產(chǎn)業(yè)體系首席科學(xué)家黃華孫和研究員華玉偉領(lǐng)銜,專門攻關(guān)橡膠樹組培苗工廠化生產(chǎn)技術(shù)。
“如何將一株橡膠苗變成一萬株?如何將實(shí)驗(yàn)室里細(xì)心呵護(hù)的橡膠苗,變成室外能抵抗風(fēng)雨的橡膠樹?我們一直在找這兩個(gè)問題的答案?!被貞浧鹉切┠甑墓リP(guān)經(jīng)歷,黃天帶感觸很深。她是華玉偉的妻子,比丈夫早幾年進(jìn)入中國(guó)熱科院橡膠研究所工作?!敖M建團(tuán)隊(duì)后,我們一心撲在了科研上?!?/p>
橡膠樹有花期。為了選擇最理想的橡膠花用于體胚培養(yǎng),每次臨近花期,黃天帶和華玉偉白天做實(shí)驗(yàn),下班后就立馬鉆進(jìn)膠園里觀察橡膠花?!鞍芽蒲凶龀隽粟s農(nóng)忙的感覺!”黃天帶笑道,就連在飯桌上,她和丈夫也經(jīng)常談?wù)摽蒲兄杏龅降碾y題。
“到2008年的時(shí)候,成活率依舊很低。實(shí)驗(yàn)室里1000多株橡膠樹組培苗,移栽到室外僅存活了10棵,成活率在1%左右?!秉S天帶嘆了一口氣說,前幾年科研沒做出成果,大家心里都堵堵的。
后來,一次偶然的機(jī)會(huì),華玉偉受到法國(guó)相關(guān)科學(xué)研究的啟發(fā),開始采用另一種實(shí)驗(yàn)方法——他將橡膠花藥誘導(dǎo)的體胚切成小塊,轉(zhuǎn)入愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基,再進(jìn)一步誘導(dǎo)體胚發(fā)生。沒想到,這樣操作居然獲得了大量正常的體細(xì)胞胚!
華玉偉和黃天帶為此欣喜若狂,他們?cè)诖嘶A(chǔ)上抓緊完善了橡膠出苗、移栽等程序,建立了橡膠樹次生體胚再生體系,突破了制約橡膠樹組織培養(yǎng)近40年的技術(shù)瓶頸。這一成果獲得了2012年海南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
“過去一個(gè)工人一年能生產(chǎn)200株橡膠苗,我們就認(rèn)為他非常能干了。我們的新技術(shù)應(yīng)用后,到了2019年,一個(gè)工人一年能生產(chǎn)兩萬株橡膠苗,產(chǎn)量足足提升了100倍!”黃天帶自豪地說。
贊
我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)橡膠樹組培苗規(guī)?;a(chǎn)
“你看,這就是我們認(rèn)為最優(yōu)質(zhì)的苗,主根粗壯,須根也很發(fā)達(dá),根尖白白的正用力地往下扎……”黃天帶時(shí)不時(shí)就會(huì)去實(shí)驗(yàn)室里轉(zhuǎn)兩圈,看一看橡膠樹組培苗的生長(zhǎng)情況。這些茁壯成長(zhǎng)的橡膠苗,是中國(guó)熱科院幾代橡膠育種專家辛勤耕耘、默默奉獻(xiàn)的結(jié)晶,大家看著它們,就像看著自己的孩子一般,眼中充滿了柔情與憐愛。
黃天帶告訴記者,中國(guó)熱科院天然橡膠新型種植材料創(chuàng)新基地今年7月才建成投入使用,具備年產(chǎn)橡膠樹組培苗100萬株的能力,在世界上首次實(shí)現(xiàn)了橡膠樹組培苗的規(guī)?;a(chǎn),其生產(chǎn)技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,吸引了法國(guó)、印度、緬甸等國(guó)家的科研人員前來“取經(jīng)”。
“相比過去,現(xiàn)在的科研條件好很多?!秉S天帶記得,她剛剛參與橡膠樹組培苗工廠化生產(chǎn)技術(shù)研究時(shí),實(shí)驗(yàn)環(huán)境簡(jiǎn)陋,達(dá)不到無菌的條件?!懊磕晁奈逶路菝酚昙竟?jié),空氣潮濕,實(shí)驗(yàn)材料容易受污長(zhǎng)霉,一旦長(zhǎng)霉就意味著前功盡棄,耽誤了我們不少時(shí)間?!?/p>
為了克服困難,中國(guó)熱科院橡膠研究所的科研人員專門發(fā)明了一種透明的培養(yǎng)皿,這種培養(yǎng)皿有密封圈和透氣裝置,既能產(chǎn)生密封的效果,又能透氣,大大降低了實(shí)驗(yàn)材料發(fā)霉的概率。
如今,在新建成的天然橡膠新型種植材料創(chuàng)新基地,從進(jìn)門到抵達(dá)實(shí)驗(yàn)室要經(jīng)過好幾個(gè)消殺環(huán)節(jié),有專門的實(shí)驗(yàn)服,也配備了專門的大容量高壓滅菌鍋用于實(shí)驗(yàn)材料滅菌??蒲腥藛T在里面有條不紊地開展各項(xiàng)工作。目前,他們生產(chǎn)的橡膠樹組培苗已經(jīng)種到了海南、云南、廣東三大植膠區(qū),推廣面積達(dá)2萬多畝,明顯地提高了當(dāng)?shù)叵鹉z樹的產(chǎn)量,促進(jìn)了膠農(nóng)增收致富。公式