湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫,唐瀟博士在檢查架子上的種子。
農(nóng)業(yè)“芯片”
穿著蓑衣一樣的靖州蓑衣梁、拖著長長尾巴的野生稻,還有小如芝麻的野生大豆、長得像外星生物的隆回油莎豆,它們生長在怎樣的鄉(xiāng)間田野中?那里的人和氣候如何?人們與食物結(jié)下了怎樣深厚的友誼呢?
我是一個植物迷,對種子更是如此。
我去過有“末日方舟”之稱的中國西南野生生物種質(zhì)資源庫,在昆明植物研究所內(nèi)的一座山包下,三分之一中國種子植物的種子躺在這座“凹”字形大樓的地下室中。進入它的內(nèi)部要穿羽絨服,戴棉手套,地下室內(nèi)一年四季保持在-20~1℃。這座中國西南神秘的種質(zhì)庫所在地海拔1958米,即使全球氣候變暖,海平面上升也不會將它淹沒,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以抵得住8級地震,植物的種子可以在低溫、干燥的環(huán)境中保存上千年,甚至上萬年。
在湖南,也有這樣的一座種質(zhì)庫,它雖然沒有西南野生生物種質(zhì)資源庫那么出名,但也有自己的特色。它是全國最大的辣椒種質(zhì)庫,主要保存的是農(nóng)作物的種子,目前已收集到全球59個國家(地區(qū))3萬多份農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源。一些湖南本地稀缺的老種子也被保存其中,它們像湖南老鄉(xiāng)一樣充滿個性。
湖南是種業(yè)大省,雜交水稻的發(fā)源地,中國辣椒的中心,而這些成就都離不開一顆好種子。種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”,種子是夯下農(nóng)業(yè)硅谷的奠基石,而位于湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)的種質(zhì)庫就是保存這樣一顆顆好種子的地方。
01
江永香米:差點失傳的香味基因找回來了
位于湖南農(nóng)科院實驗樓地下車庫里的種質(zhì)庫,看起來很不起眼,它的總建筑面積約800平方米,大概有兩個籃球場那么大,卻保存著3萬多份種質(zhì)資源,其中辣椒種子數(shù)量全國第一。
有些老種子已經(jīng)“沉睡”了40年,對于農(nóng)業(yè)科研人來說,它們就是礦脈。
湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫庫房。▼
如何延長種子的“壽命”
打開厚重的保溫門,一股寒氣襲來,走進湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫庫房,看到的是一排排4米高的種子架,架子上碼著一層層圓形的鐵盒子,里面裝的就是各種農(nóng)作物的種子。有赫赫有名的超級稻,也有默默無聞的野生種子。
在很多人印象中,種質(zhì)庫是個神秘的地方,它一般建在地下,躲避著喧囂,種子在低溫與干燥的地下室深鎖著,這一睡可能幾十年甚至數(shù)百年。
湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫研究員段永紅介紹,湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫占地800平方米,有350平方米是低溫控濕區(qū),庫內(nèi)的溫度常年設(shè)定在-18℃~4℃。長期庫的溫度最低,那里貯存的是具有顯著優(yōu)良特征的種質(zhì)資源,例如一些骨干親本(在雜交育種中起骨干作用,衍生的推廣品種數(shù)量較多,對生產(chǎn)貢獻較大的育種材料)或者是通過省級以上審定的農(nóng)作物品種等。
一些有特色的地方農(nóng)作物種子也會進入種質(zhì)庫。例如分布在湖南各地的辣椒、水稻種子,或其他當(dāng)?shù)睾导Z、蔬菜的老種子。
種子庫中的水稻種子。▼
作為農(nóng)業(yè)育種的基礎(chǔ)材料,這些包含著優(yōu)秀遺傳基因的種子就是一筆寶藏。湖南是種業(yè)大省,袁隆平院士用了50多年時間,把一粒野生稻種變成了世界受益的“超級稻”。而這一切的基礎(chǔ)都需要一顆帶有優(yōu)良性狀的好種子。發(fā)現(xiàn)它是種子采集者的事,如何保存則是種質(zhì)庫的事。
段永紅介紹,大部分農(nóng)作物的種子都適合進入低溫、除濕的環(huán)境中保存,在這種狀態(tài)下,種子會進入類似“休眠”的狀態(tài),當(dāng)需要它們時,工作人員會將它們喚醒。而延長一顆種子壽命的秘訣就在于降低種子的水分。
當(dāng)然一些頑拗型的種子不能低溫干燥儲存,例如板栗,它需要相對濕潤、溫暖的環(huán)境,針對這樣不容易保存的種子,可以留存它的植株,以完整地保存它的遺傳特性。
一顆種子從采集到入庫貯存可能要經(jīng)過十多個步驟,精心挑選與干燥處理會占用一段時間,即使種子入庫“休眠”后,隔段時間也會抽查它們的活性,即依靠發(fā)芽實驗來獲知種子的狀態(tài),以保證種子的活力。種子入庫后并不是一勞永逸。
種子的發(fā)芽實驗。▼
找回江永香米的香味
“種質(zhì)庫對選址和布局很講究”,大學(xué)畢業(yè)后就進入種質(zhì)庫工作的段永紅說,“選址需要充分考慮安全、抗震、防內(nèi)外澇等因素,布局要考慮節(jié)能,我們的種質(zhì)庫在設(shè)計時都兼顧了這些特點。比如現(xiàn)在種質(zhì)庫采取了'回’字形的布局,即用低溫庫包圍低溫庫,溫度更低的庫房(核心區(qū))四周為低溫環(huán)境,未直接面對常溫環(huán)境,有效降低了能耗?!?/span>
在農(nóng)科院實驗樓,并沒有一個醒目的標(biāo)志提醒種質(zhì)庫的位置,雖然看起來默默無聞,在育種工作中,湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫已經(jīng)做出了很多突出的貢獻。
收集來的種子。▼
2017年地處湘桂交界之地的江永縣在申請一縣一特農(nóng)產(chǎn)品時,發(fā)現(xiàn)江永三香之一的香米不香了,失去了傳承已久的那口香味,讓本地人十分沮喪。
江永香米是一種具有濃烈芳香的軟稻米,一直以來僅產(chǎn)于江永縣源口鄉(xiāng)富源村的48丘田內(nèi),是一種傳統(tǒng)特產(chǎn),從唐代開始種植,至今已有一千多年的歷史。這種香米稻,禾稈細(xì)長,高1.2~1.8米,稻谷呈象牙色,煮熟后,清香四溢,經(jīng)久不散,歷代被定為貢米。
香米香味的丟失與本地農(nóng)民自留種有關(guān)。段永紅介紹說,雖然一些地方農(nóng)作物種子保持著優(yōu)秀的遺傳因子,但這些基因是一直在變的,因為環(huán)境在變。而且對于普通的村民來說,它們會依靠自己的經(jīng)驗與喜好來決定留下來的種子,像江永香米,村民們可能會選擇看起來落色好的種子留種,而忽略了它的香味這一特點。無形之中,香米的香味就慢慢消失了。
為了找回江永香米的香味,湖南省水稻研究所的工作人員先從基因出發(fā),確定了香米的香味基因,發(fā)現(xiàn)這個香味基因與此前已經(jīng)發(fā)表的玉針香的香味基因序列相同。再利用分子標(biāo)記調(diào)查了湖南省種質(zhì)資源庫保存的1982年、2007年和2017年三個年份香米的香味基因純度情況,發(fā)現(xiàn)純度下降十分明顯,由1982年的65%下降到2017年的3%。造成這一現(xiàn)象的原因是江永香稻受外來花粉的影響,純度下降,而當(dāng)?shù)胤N植戶在缺乏相關(guān)提純技術(shù)的情況下,年年自行留種,最終造成香味消失。為此,省水稻研究所利用分子標(biāo)記提純了保存在種質(zhì)庫的1982年的江永香米,并從中選取代表型優(yōu)勢單株擴繁,香味籽粒純度達到了100%,恢復(fù)了江永香稻原來的香味。
如果沒有湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫保存的老種子,江永香米的香味基因恐怕就失傳了。
02
能打彩色糍粑的有色稻種子
野生稻種子。▼
會游泳的水稻?對,你沒聽錯,它被發(fā)現(xiàn)于沅江市三眼塘鎮(zhèn)永建村的湖區(qū),當(dāng)?shù)厝硕己八坝嗡础?。它的特性就是水漲苗也長,耐淹,曾有種業(yè)科研人員想把它的性狀移植到其他作物上,沒有成功。像這種只用來釀酒的糯稻能夠保存下來,還要感謝當(dāng)?shù)厝祟B固的味蕾。
峒茶老樹,幸存與本地愛吃油茶有關(guān)
一粒老種子不僅背負(fù)著珍貴的基因,也可能隱藏著一個族群的飲食習(xí)慣秘史,例如湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫展示廳展示的城步峒茶種質(zhì)資源,它的發(fā)現(xiàn)有一段有趣的經(jīng)歷。它是在第三次全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查中被發(fā)現(xiàn),采集人是湖南省茶葉研究所研究員劉振。
2015年的10月,在當(dāng)?shù)厝说膸ьI(lǐng)下,劉振在城步縣汀坪鄉(xiāng)太陽村發(fā)現(xiàn)了湖南最大古峒茶樹,震驚湖南茶界。這棵峒茶王生長于汀坪鄉(xiāng)太陽村的深山大坳里,樹高7.28米,樹圍102厘米,是湖南少見的喬木類型茶樹。
在中國,能夠長成喬木型的大茶樹,云南居多,如普洱茶。城步峒茶的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是茶樹由喬木向灌木演化的一個過渡品種。喬木型的茶樹多生長在西南橫斷山脈的高山之中,湖南發(fā)現(xiàn)了喬木型茶樹,讓人驚愕。這棵老茶樹并非孤例,周圍還有其他峒茶老樹,它們的幸存與本地愛吃油茶有關(guān)。
在城步、綏寧、通道,湘桂交界地區(qū),侗族人、瑤族人都有打油茶吃的習(xí)慣。早上一杯油茶,是飯前餐點,尤其是來了貴客之后,主人家要煮一鍋油茶,招待客人。
茶葉是自家炒的,有點煙熏火燎的味道,先用開水浸泡幾分鐘,去除煙火味及澀味,然后將茶葉傾入抹了油的鐵鍋內(nèi),用旺火炒干炒香。離火后,用木制茶杵將茶葉在鍋中捶碎舂茸,這個過程也被稱為“打油茶”。這時,被舂茸的茶葉香味已經(jīng)溢出,將其倒入鼎鍋,加水、姜、豬油、鹽等,在火上熬煮。用竹漏將茶水濾出,倒入盛有酥米花墊底的瓷碗,加少許紅糖,撒上蔥花,一碗香氣誘人的油茶就出來了。
油茶口味略像牧區(qū)酥油茶,有濃厚的茶香,茶水里泡著酥米花、油炸花生、炒米等佐料,讓本來稍苦的茶,咬出一嘴香。
這樣的油茶,用的就是峒茶樹的大葉茶。因為頑固的味蕾記憶,當(dāng)?shù)厝藧酆扔筒璧牧?xí)慣促使著他們栽種并管護好自己的茶樹,代代相傳,才有了古茶樹群。
湘潭白薯,沒有“大腳板”的腳板薯
湘潭白薯,腳板薯但長得像山藥。▼
湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫一進門,就可以看到走廊的展臺上擺著幾根粗壯的“山藥”。一番了解之后才幡然醒悟,原來是腳板薯。
從外觀上看,這些腳板薯跟北方的山藥很像,顏色也差不多,灰白色,直條狀,就是粗了一些,外皮上有根須,三五條壘在一起,不仔細(xì)分辨真的會誤以為是山藥。
其實腳板薯也被稱為南方的山藥,它跟北方的山藥都是薯蕷科薯蕷屬的藤本植物,兩者的區(qū)別在于外表以及口感。一般見到的腳板薯都是分叉的,像腳趾一樣,塊莖是匍匐狀,在地上橫走的,但是在湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源庫看到的湘潭白薯卻是直條狀的,讓人奇怪。
段永紅介紹,這一很有地方特色的農(nóng)業(yè)品種是第三次全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查時期在湘潭縣茶恩寺鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)的,采集人叫汪端華,是湖南省農(nóng)科院蔬菜研究所的研究員。
據(jù)汪端華介紹,湘潭縣茶恩寺鎮(zhèn)種植這種白薯已經(jīng)有幾十年的傳統(tǒng),它比其他地方的腳板薯要早熟,一般的腳板薯要等到十月份以后才開始上市。而湘潭縣茶恩寺鎮(zhèn)種植的早白薯,在夏季的七八月份就可以挖出來吃了,比湘南地區(qū)的腳板薯要早上市兩個多月。
汪端華說,湘潭白薯呈直條狀的原因是本地特殊的種植方法,當(dāng)?shù)厝藭秒娿@在地里鉆一個洞,然后再用稻草捆成一把一把地放進去,再在上面種植,所以長出來就是一根一根的,如果不這么種,它在地里面長出來就跟個腳板一樣。
問起湘潭白薯的味道,汪端華直言,相比較脆滑的山藥,腳板薯的淀粉含量高一些,沒有那么脆,做湯吃會稍微粉糯一點,湘潭本地有用大火溜炒,也很脆,很好吃。
參與過第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查的汪端華說,他們在湖南還發(fā)現(xiàn)很多有地方特色的腳板薯,例如在永州地區(qū),老鄉(xiāng)們很喜歡種一種紫肉的腳板薯,常常一邊長,一邊就被割下來一段吃,遠看很像紫薯。這些非常有地方特色的老種子,適應(yīng)了當(dāng)?shù)貧夂?,它們與當(dāng)?shù)厝说娘嬍沉?xí)慣密切相關(guān),人們愛吃,種子才會保留至今。
湘南山區(qū)的紅肉腳板薯。▼
游水糯、柳條糯,為釀米酒才留的種
游水糯、柳條糯,這樣小眾且產(chǎn)量低下的糯稻,能夠幸存至今,也是因為當(dāng)?shù)厝讼矚g喝用它們釀的米酒。
參與柳條糯采集工作的段永紅介紹,“很小的一小丘田,田主人種來釀米酒喝的”,段永紅說種質(zhì)庫最近幾年收到的湖南地方水稻品種基本上是糯稻或者有色稻,前者可以釀酒,后者可以打出有顏色的糍粑。
糯稻釀的米酒才香甜,這是老輩人的經(jīng)驗。不同山地種植的糯稻,其口味也截然不同,熟悉一地氣候與環(huán)境的當(dāng)?shù)剞r(nóng)民,還是習(xí)慣用自己多年來培育的本地糯稻釀酒,才有自己熱愛的那口甘甜。
柳條糯就是為釀米酒而準(zhǔn)備的。因為這種糯稻生長姿態(tài)就像柳條一樣,所以當(dāng)?shù)厝司秃啊傲鴹l糯”。段永紅介紹時,言辭中帶著親切,眼睛里閃著光,似乎那片稻田就在眼前。
放在廣闊的歷史圖景中,人與食物的關(guān)系呈現(xiàn)出一種動態(tài)的變化,而其中起到連接作用的便是種子。其實人的味蕾記憶才是最頑固的鄉(xiāng)愁,正是這種復(fù)雜的情感推動著人們對食物味道的執(zhí)拗,老種子才能站穩(wěn)腳跟。
不過在工業(yè)化進程的當(dāng)下,這些小眾農(nóng)作物越來越少了,尤其對于水稻而言,從地方上收集老種子的數(shù)量就可以看得出來。
段永紅記得上世紀(jì)50年代第一次全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查時,湖南各地收集到的水稻種子有9000多份,到了2015年的第三次普查,湖南各地只收集了200多份水稻種子。地方老種子越來越少是趨勢。
在選育品種大力推廣下,農(nóng)民大多會考慮高產(chǎn)、抗性好的商業(yè)種子,而不是自留種。農(nóng)作物的產(chǎn)量提高了,但是老種子保留的小時候那口味道可能就找不回來了。
老種子種出的農(nóng)作物更好吃嗎
種子庫中存放的水稻種子。▼
是不是老種子種出來的農(nóng)作物更好吃?段永紅認(rèn)為“味道是留不住的”。
從遺傳角度來說,在環(huán)境發(fā)生變化時,農(nóng)作物的遺傳性狀也會變,再加上人為的選種干預(yù),老種子也會丟失原味(例如前面的江永香米)。反而是育種專家們在不斷地迎合市場的需要,推出人們愛吃的農(nóng)產(chǎn)品。
例如市場上能夠買到的柑橘類水果,幾乎都是育種科研人員花了幾十年的心血選育出來的優(yōu)良品種,它們從一些老種子獲得生物材料,與其他品種雜交,才能獲得更好的口味。
段永紅認(rèn)為,一個在當(dāng)?shù)厥軞g迎的農(nóng)作物,不僅跟種子有關(guān),還跟當(dāng)?shù)氐臍夂?、環(huán)境與人的主觀選擇有關(guān)。人們覺得它好吃,是帶有地域性的主觀色彩的。同樣的種子種在不同的地方,利用不同的種植方法,口味可能有天壤之別。不過,大多數(shù)老種子是適應(yīng)了當(dāng)?shù)貧夂虿⑴c當(dāng)?shù)厝说娘嬍沉?xí)慣深度相連,它們的消失的確是一種遺憾。
農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源庫的初衷就是保護農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的多樣性,對待地方特色老種子,應(yīng)做到應(yīng)保盡保,應(yīng)收盡收。段永紅認(rèn)為,每一個老種子的基因多樣性都是無可取代的,他們的工作更多像考古,先搶救這些快要消失的資源,保存下來,50年不喪失活性,這樣老種子的味道才可能真的留得住。
農(nóng)作物種子分類
常規(guī)種
植物本身通過自然規(guī)律生長出來的種子,可以留種(地方老種子)。常規(guī)種也多由選育、提純等人工手段,保持優(yōu)勢性狀的穩(wěn)定。
雜交種
通過不同特性的植物(父本加母本)為其授粉,從而改變其品種特性。雜交種優(yōu)勢性狀會在代際間退化,正因為此,雜交種不宜留種。
轉(zhuǎn)基因種
依靠“人工分離和修飾特定的基因,再將特定基因?qū)肓硪簧矬w基因組中,引起生物體性狀的可遺傳的改變”的方式培育的作物品種。轉(zhuǎn)基因種,可留種。
文字|錢燁
圖片|
微信編輯|顏子舒(實習(xí)生)
往∣期∣回∣顧
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