大约13000年前,一次持续1300年的非典型“春寒”,使得北美长毛猛犸象、剑齿虎等动物,彻底消失在了地球上。同时,许多植物也在经历着严酷的考验,比如大蒜、百合、生姜等,它们不再结籽,而是进化出了无性繁殖的能力。
在中国农业科学院(万庄)国际农业高新技术产业园国家多年生及无性繁殖蔬菜种质资源圃,保存着近5000份多年生及无性繁殖蔬菜资源,其中仅大蒜种质就有1500份。
大蒜的故事,从13000年前开始
科学家们推测,13000年前,被称为“新仙女木事件”的持续降温,使这些植物抛弃了开花结籽的繁衍方式,选择了无性繁殖方式,以保证它们在地球上的延续。
然而,对农作物育种来说,如果整个族群天然不育,依靠无性繁殖,杂交就会出现困境,选育更好的品种,也会变得更难。
大蒜是其中的典型代表。中国农科院蔬菜花卉研究所蔬菜种质资源创新团队首席科学家王海平研究员介绍,大蒜是我国单品出口创汇最大的农作物,每年种植面积大约1200万亩,产量占全球的60%到70%。同时,随着多种新品种的快速推广,原有的地方品种也在快速消失,生物多样性急剧减少,这可能对未来造成难以预测的风险。
和其他无性繁殖蔬菜不同,大蒜种质资源的搜集起步较晚,一直到2003年左右,中国农业科学院蔬菜花卉研究所才开始大规模搜集,经过20多年的努力,大蒜种质资源搜集保护的水平目前已居于世界前列。在国家多年生及无性繁殖蔬菜种质资源圃,保存着约1500份大蒜种质资源,是全球保存最多的单位。
留住地方种质,不只是留住老味道
怎样的大蒜才是好的大蒜?在市场上,产量更高、味道更好、商品性更佳的大蒜,无疑最受欢迎,但从更长远的视角去看,却未必是好事。
许多传统的地方品种,在产业发展的浪潮中被淘汰,但它们却保留着许多尚未被人所知的优异基因,比如更好的抗逆境能力,比如某种特殊的风味,“随着技术的发展,我们对生物的认识越来越深入,就有可能利用这些优异的基因,育成更好的品种。”王海平说。
事实上,不只是为了更好地育种和保存多样性,有些传统的地方品种,在今天依然发挥着重要的生产作用。
如王海平研究员向记者介绍的非常独特的品种——“温江红七星”,这是一个主产于四川的大蒜品种,但当它被栽种到云南大理地区,在当地独特的气候条件和栽培方式下就会产生独头蒜。“迄今为止,我们仍在研究独头蒜的形成原理,目前看起来,环境和遗传因素均起着很大作用。”王海平说。
不仅有蒜,在这座种质圃中,还能看到各种各样的无性繁殖蔬菜,比如百合,王海平介绍,种质圃中保存的百合,其中还有濒危的品种,如青岛百合。
未来的目标,用科技改变传统
“有些好的种子,价格非常贵。”中国农科院蔬菜花卉研究所副研究员欧阳文龙介绍,“比如好的番茄种子,1粒的价格就达到8元人民币,还有西蓝花种子,1粒价格甚至能达到15元。事实上,那些卡脖子的种类,往往正是我们的种质资源保存很少的。”
对无性繁殖的蔬菜来说,困境还不止于此,无性繁殖本身带来的育种困难,也在影响着育种水平的提升。
王海平介绍,针对大蒜等无性繁殖的蔬菜,科学家们正在破解有性繁殖的难题,“从更早的源头上来看,许多无性繁殖的蔬菜,它们的祖先其实都是有性繁殖的。但现在,即便有些有可能结籽,但也不具备生产的价值,只是对育种有价值。这正是我们未来要做的事情,把这些生物体内古老的基因和本能唤醒,那时候,这些蔬菜的生产,将会极大地降低成本。”
新京报记者 周怀宗