井岡山大學(xué)北區(qū)的生物園內(nèi),一叢叢映山紅競相怒放。井岡山大學(xué)供圖
“若要盼得喲紅軍來,嶺上開遍喲映山紅……”
提起映山紅,人們會情不自禁想起那首耳熟能詳?shù)慕?jīng)典歌曲,想起贛南蘇區(qū)那段波瀾壯闊的革命歷史。
映山紅是一種杜鵑花屬植物,因鮮花盛開時紅遍山野而得名。江西井岡山地區(qū)的映山紅,一般在早春二三月間開放,花期僅一個多月。
為了讓絢美的映山紅四季常開,井岡山大學(xué)科研團隊潛心攻關(guān)映山紅花期調(diào)控技術(shù),歷時13年,終于實現(xiàn)了這一目標。
打破休眠狀態(tài)
日前,科技日報記者走進井岡山大學(xué)北區(qū)的生物園內(nèi),只見一叢叢映山紅競相怒放。該校生命科學(xué)學(xué)院正高級實驗師胡雪華,正俯身觀察花兒的生長狀況。
“能否在冬天和夏季,也讓映山紅開滿枝頭?”2011年,胡雪華懷揣這樣一個夢想,帶領(lǐng)團隊與花期調(diào)控技術(shù)較上了勁兒。
開花是植物生育期內(nèi)一個重要的發(fā)育階段。植物成花可分為開花決定、信號傳導(dǎo)、花的發(fā)端和花器官形成四個過程。在這中間,開花決定是基礎(chǔ),直接關(guān)系到植株開花的時間。
調(diào)控映山紅的花期,就要找到影響開花決定的所有因素??蛇@些因素在哪里?
“首先要做的,是打破休眠狀態(tài)?!焙┤A告訴記者,映山紅偏愛陰涼環(huán)境,一旦氣溫攀升至30℃以上,它便進入休眠狀態(tài)。在自然條件下,映山紅從花苞發(fā)育到開花,會經(jīng)歷冬天的低溫。正是這一過程,打破了休眠狀態(tài)。
團隊最初嘗試利用冷庫設(shè)施,模擬冬季低溫條件。然而,他們多次試驗,屢屢受挫。團隊甚至精細到以零點幾攝氏度的變化來調(diào)節(jié)溫度,遺憾的是,他們始終無法突破周期限制,僅能將花期提前約一個月。
“時間還是太短了。”胡雪華和團隊逐漸意識到,花期“開關(guān)”的線索,或許隱藏在山野之中。
歷經(jīng)無數(shù)個日夜,穿梭在實驗室與大山之間,他們與映山紅仿佛成了彼此無言的“朋友”。
在漫長的探索過程中,團隊發(fā)現(xiàn),映山紅有一個特殊習(xí)性。
“它非常喜光,但又對光很敏感?!焙┤A說,“光照超過一定溫度和時間,花會曬傷甚至?xí)袼??!?/p>
原來,光周期是影響映山紅開花的主導(dǎo)因素!“能不能通過控制光照時間,改變花兒開放的時間?”胡雪華提出新的思路。
找到最佳公式
在井岡山大學(xué)生物園的花期調(diào)控室里,記者看到,一排排植物補光燈懸掛在屋內(nèi)。
“我們通過調(diào)節(jié)補光燈的開啟數(shù)量、改變光源高度等方法,讓光照強度在每日不同的時刻發(fā)生變化,讓映山紅誤以為時間流轉(zhuǎn)、晝夜交替?!焙┤A說,“當然,模擬日照只是花期調(diào)控的手段之一?!?/p>
團隊的另一個重要嘗試,是生長調(diào)節(jié)劑的使用。
生長調(diào)節(jié)劑,這種人工合成的神奇物質(zhì),具有與植物激素相似的生理和生物學(xué)效應(yīng)。其配制過程是個“細活兒”,多一點少一點,都會對花卉產(chǎn)生顯著影響。
為此,胡雪華和高級實驗師李曉紅等人,將大量的時間投入到實驗大棚中。
“經(jīng)過幾年試驗,我們獨創(chuàng)出一套針對映山紅的生長調(diào)節(jié)劑配方?!崩顣约t對記者說,“在臨近開花期1到2個月的時候,我們根據(jù)花苞成熟度預(yù)估花期,決定加快還是延遲其開花?!?/p>
“如果花苞成熟度不夠,可通過噴施調(diào)節(jié)劑,讓花期提前8到24天;如花苞成熟度過快,同樣方法也可讓花期延遲10到20天?!本畬酱髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授賀根和介紹。
此外,他們還綜合運用溫度調(diào)整等環(huán)境控制措施,結(jié)合株植的修剪,來精準調(diào)節(jié)花期。
理論和實踐都有了,下一步是讓成果走出實驗室,走向真實的自然環(huán)境。
“這項研究的起點,是花芽分化的內(nèi)在生理機制。我們深入探究了不同光照強度、溫度條件以及各種類型濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對開花狀況的影響,及其生理生化物質(zhì)變化。”胡雪華說,要進一步驗證這套方法的有效性,沒有捷徑可走,只能用“笨”辦法——人工觀測。
胡雪華已記不清有多少個夜晚,大家通宵守在植株旁,觀察和記錄相關(guān)數(shù)據(jù),并反復(fù)進行實驗。
2018年10月,團隊終于迎來重大突破——他們找到了光照、溫度、調(diào)節(jié)劑濃度、生理生化規(guī)律的最佳匹配公式。
至此,映山紅花期調(diào)控的關(guān)鍵技術(shù)堵點打通了!
紅花帶來“紅利”
一個“關(guān)于美麗的夢想”,在團隊的努力下一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。
2019年4月,中國北京世界園藝博覽會開園迎客。在江西園主入口,一叢叢映山紅火紅絢爛,吸引眾多游人駐足觀賞。這些映山紅,是江西園唯一從高校選出的參展花卉。
“套入公式,就能讓映山紅隨時隨地開花?!焙┤A告訴記者,截至目前,映山紅花期調(diào)控技術(shù)已獲1項國際專利授權(quán)、2項國家發(fā)明專利授權(quán)。
四季常開的映山紅,一頭連著鄉(xiāng)村全面振興,一頭連著革命老區(qū)人民對美好生活的向往。
“2022年,井岡山大學(xué)開始與我們縣合作。”江西省泰和縣水槎鄉(xiāng)映山紅種植專業(yè)合作社負責(zé)人李平說,“兩年來,每年帶動本地村民育種苗5萬株,先后為200余位返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)青年提供了支持,整體產(chǎn)值達1500多萬元,超過2000人從中受益?!?/p>
井岡山大學(xué)校長羅旭彪向記者介紹,目前,該校的映山紅景觀設(shè)計體系已經(jīng)成功服務(wù)了20所校園、15家紀念館、50個美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和8個景區(qū)建設(shè)項目。
同時,他們還開設(shè)了線上公益課堂,積極推廣相關(guān)技術(shù),這些課程的播放量高達3500萬次。
“在剛剛召開的全國科技大會、國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會、兩院院士大會上,習(xí)近平總書記強調(diào),扎實推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,助力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。融合的途徑是促進科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用?!绷_旭彪表示,“接下來,我們將進一步開展技術(shù)推廣和應(yīng)用,與政府、企業(yè)進行產(chǎn)學(xué)研對接和成果轉(zhuǎn)化。通過‘映山紅產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟’,向全國200個城市擴展?!?/p>
而身為科技特派員的胡雪華,正在計劃和學(xué)校一起打造“映山紅+”產(chǎn)業(yè)鏈,讓“嶺上開遍映山紅”的同時,為各地鄉(xiāng)村振興注入一份四季常開的“紅利”!
(記者 魏依晨)
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