文\海南日報記者 邱江華 圖片/視頻拍攝 張茂 視頻剪輯 吳文惠

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橡膠樹是海南種植面積最大的樹,行走在瓊州大地,人們經常能看到成片的膠林。但你是否留心過,橡膠樹是怎么長大的?

“橡膠種子埋在地里,開始抽芽,長成樹苗,再慢慢長成枝葉繁茂的大樹……”你的腦海里也許會浮現這樣的場景,這是原始而傳統的橡膠種植方法。在中國熱帶農業科學院(以下簡稱中國熱科院),橡膠種植有了新的打開方式——組培橡膠苗。

橡膠苗長在試管里

上萬支試管緊密有序地擺在實驗室貨架上,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嫩葉,有的已長成有模有樣的小樹苗。橡膠苗長在試管里,這是海南日報記者近日在中國熱科院天然橡膠新型種植材料創新基地看到的新鮮事。

培養在植物生長培養基上的橡膠樹花藥(左),發育成能夠誘導胚胎的愈傷組織(右)。

“這是橡膠樹組培苗,又叫自根幼態無性系或體胚苗,是橡膠樹第三代種植材料。它們相當于橡膠苗里的‘克隆軍’。”中國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到10厘米左右,就可以移栽到溫室大棚內,再長到60厘米,就可以移到地里定植。

高溫天氣,工作人員用濕簾風機系統給橡膠樹組培苗降溫。

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生苗和芽接苗。橡膠實生苗是指直接用橡膠種子播種萌芽,這樣長大的植株具備生長快、經濟壽命長等優點,但產量不高。目前這種種植材料已基本被淘汰。橡膠芽接苗則是指將優良母樹的芽片接到種子苗上,借助芽片繁殖優良膠樹,芽接苗能保持母樹干膠產量較高的特點,但其生長慢、經濟壽命短。橡膠樹組培苗兼具實生苗和芽接苗的優點,推廣種植價值高。

中國熱科院橡膠研究所的實驗員用機器定量分裝植物生長培養基,為組培橡膠苗做準備。

移栽橡膠花藥體細胞植株

為了找到一種生長快、適應性強、產量高的橡膠樹種植材料,從20世紀六七十年代開始,全球范圍內的橡膠育種專家們不約而同開始了探索。

“那時候,植物組織培養技術迅猛發展,橡膠組培研究隨之開啟。”黃天帶解釋說,植物的組織培養可以理解為離體培養,是近幾十年發展起來的一項無性繁殖新技術。具體路徑為:從植物體分離出符合需要的組織、器官或細胞等,通過無菌操作,將之接種在含有各種營養物質及植物激素的培養基上,進行培養以獲得再生的完整植株。

中國熱科院橡膠研究所的實驗員在篩選長大的橡膠樹組培苗。

相關資料顯示,1977年前后,中國熱科院的橡膠育種專家成功獲得了橡膠花藥體細胞的完整植株,并移栽成活。這是世界上第一批移栽成活的橡膠花藥體細胞植株。

如今,記者在中國熱科院天然橡膠新型種植材料創新基地實驗室看到的“試管橡膠苗”,是中國熱科院橡膠研究所科研人員用優良母本的花藥,應用該所獨立研發的組織培養技術培育出的種苗。黃天帶表示,橡膠樹組培苗具有完整繼承母株特性、生長速度快、抗性優良等優點,相較于橡膠樹芽接苗,能增產10%到30%。

煉苗 橡膠樹組培苗被移至溫室的苗床上煉育。

突破橡膠樹組織培養技術瓶頸

橡膠樹組培苗技術成功研發后的幾十年里,全球從事橡膠育種的專家們在這一領域不斷有新的研究成果,但始終無法解決大規模生產的難題,因此該技術未能走向實際應用。

為此,中國熱科院橡膠所于2006年專門組建了橡膠樹組培與轉基因育種團隊,由中國熱科院橡膠研究所所長、天然橡膠產業體系首席科學家黃華孫和研究員華玉偉領銜,專門攻關橡膠樹組培苗工廠化生產技術。

“如何將一株橡膠苗變成一萬株?如何將實驗室里細心呵護的橡膠苗,變成室外能抵抗風雨的橡膠樹?我們一直在找這兩個問題的答案。”回憶起那些年的攻關經歷,黃天帶感觸很深。她是華玉偉的妻子,比丈夫早幾年進入中國熱科院橡膠研究所工作。“組建團隊后,我們一心撲在了科研上。”

取胚 工作人員夾取橡膠樹胚胎,為組培橡膠苗做準備。

橡膠樹有花期。為了選擇最理想的橡膠花用于體胚培養,每次臨近花期,黃天帶和華玉偉白天做實驗,下班后就立馬鉆進膠園里觀察橡膠花。“把科研做出了趕農忙的感覺!”黃天帶笑道,就連在飯桌上,她和丈夫也經常談論科研中遇到的難題。

“到2008年的時候,成活率依舊很低。實驗室里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。”黃天帶嘆了一口氣說,前幾年科研沒做出成果,大家心里都堵堵的。

后來,一次偶然的機會,華玉偉受到法國相關科學研究的啟發,開始采用另一種實驗方法——他將橡膠花藥誘導的體胚切成小塊,轉入愈傷誘導培養基,再進一步誘導體胚發生。沒想到,這樣操作居然獲得了大量正常的體細胞胚!

備液 工作人員稱取化學藥品粉末配制植物生長培養基(液體)。

華玉偉和黃天帶為此欣喜若狂,他們在此基礎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近40年的技術瓶頸。這一成果獲得了2012年海南省科技進步獎二等獎。

“過去一個工人一年能生產200株橡膠苗,我們就認為他非常能干了。我們的新技術應用后,到了2019年,一個工人一年能生產兩萬株橡膠苗,產量足足提升了100倍!”黃天帶自豪地說。

我國率先實現橡膠樹組培苗規模化生產

“你看,這就是我們認為最優質的苗,主根粗壯,須根也很發達,根尖白白的正用力地往下扎……”黃天帶時不時就會去實驗室里轉兩圈,看一看橡膠樹組培苗的生長情況。這些茁壯成長的橡膠苗,是中國熱科院幾代橡膠育種專家辛勤耕耘、默默奉獻的結晶,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,中國熱科院天然橡膠新型種植材料創新基地今年7月才建成投入使用,具備年產橡膠樹組培苗100萬株的能力,在世界上首次實現了橡膠樹組培苗的規模化生產,其生產技術國際領先,吸引了法國、印度、緬甸等國家的科研人員前來“取經”。

“相比過去,現在的科研條件好很多。”黃天帶記得,她剛剛參與橡膠樹組培苗工廠化生產技術研究時,實驗環境簡陋,達不到無菌的條件。“每年四五月份梅雨季節,空氣潮濕,實驗材料容易受污長霉,一旦長霉就意味著前功盡棄,耽誤了我們不少時間。”

培苗 在試管中,橡膠樹胚胎植入培養基后長成橡膠樹組培苗。

為了克服困難,中國熱科院橡膠研究所的科研人員專門發明了一種透明的培養皿,這種培養皿有密封圈和透氣裝置,既能產生密封的效果,又能透氣,大大降低了實驗材料發霉的概率。

如今,在新建成的天然橡膠新型種植材料創新基地,從進門到抵達實驗室要經過好幾個消殺環節,有專門的實驗服,也配備了專門的大容量高壓滅菌鍋用于實驗材料滅菌。科研人員在里面有條不紊地開展各項工作。目前,他們生產的橡膠樹組培苗已經種到了海南、云南、廣東三大植膠區,推廣面積達2萬多畝,明顯地提高了當地橡膠樹的產量,促進了膠農增收致富。

成林 橡膠樹組培苗被移栽至野外后,逐漸長成高大的橡膠樹。

圖片均由海南日報記者 張茂 攝

標簽: 海南 周刊