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劉孟軍:破解棗生命密碼

來源:保定日報作者:時間:2024-09-06 10:17

劉孟軍在阜平縣河北農業大學棗樹試驗站觀察溫室冬棗結果情況。劉志國  攝

□保定日報記者  白  冰

9月2日,在全省科技大會、河北省科學技術獎勵大會上,作為我國農業科技創新的重要推動者,河北農業大學終身榮譽教授、博士生導師、園藝學院院長劉孟軍被授予科學技術突出貢獻獎。

四十年來,劉孟軍帶領團隊攻克了棗育種、植保、栽培、加工等多項難題,獲得10多項創新性和突破性成果,入選國家萬人計劃領軍人才,獲評國際歐亞科學院院士、羅馬尼亞農林科學院院士。在他看來,做科研的初衷就是解決問題,找到關鍵技術問題解決了,并被農民廣泛運用,對于科技工作者來說就是一種認可。

向棗瘋病宣戰

劉孟軍在河北農業大學讀完研究生后,就在阜平縣做農業部太行山棗樹豐產技術開發項目,每天騎自行車往山上跑,朝踏晨露、夕送晚霞,十幾個小時蹲在樹下觀察。他不僅找到了理論和實踐的結合點,更懂得了棗農的不易。

太行山區種植棗樹的歷史非常悠久,是山區人民經濟收入的重要來源。而棗瘋病——一種毀滅性病害非常猖獗,全省每年因此病死樹數百萬株。

“患病的棗樹不再開花坐果,只瘋了似的長小枝葉,用不了幾年就會死亡,并且具有高度傳染性。”劉孟軍說,棗瘋病是世界性難題,被稱為“棗樹癌癥”,“ 棗樹的研究周期比一般農作物長,即便研究十幾年也未必出成果。”

但看到棗農用大石頭壓棗樹的瘋枝,還有的挖洞灌藥,全都無濟于事,最后不得不含淚砍樹時,這些場景深深刺痛了劉孟軍。

為了解棗瘋病的病因,深入阜平縣山區,上溝下坎,查看棗樹生長情況。為找到高抗品種,輾轉河北、山西、陜西、河南、山東等地棗區,收集抗病種質100多份。經過無數次試驗,在劉孟軍的帶領下,課題組終于培育出高抗棗瘋病的優良新品種“星光”,研制出既可治病又有利于加速康復的棗瘋病治療特效藥“祛瘋一號”,每棵樹的治療成本只有1斤棗的價錢。

憑借高抗品種、“手術”治療與藥劑康復三法配套綠色高效防控新技術,棗瘋病治愈率由30%左右提高到85%,列入河北省和國家的重點推廣項目。這些科研成果獲國家科技進步獎二等獎,是全國棗樹研究領域獲得的最高獎。

開啟基因破冰之旅

比鴨梨高134倍,比蘋果高70-80倍,鮮棗中維生素C含量居百果之首,故鮮棗有“活維生素丸”之稱。但棗果大量積累維生素C的內在機制卻一直是個謎。

2010年,劉孟軍帶領研究團隊與深圳華大基因等多家國內外單位合作,開始了棗全基因組測序的破冰之旅。

當時,全世界有關棗基因組測序的基礎工作非常薄弱,甚至連棗的基因組有多大也無人知曉。更讓劉孟軍始料不及的是,初步測序后發現,棗樹基因組屬于高度復雜類型,測序和組裝的難度遠超預期。

奔走于深保兩地,從清晨忙到凌晨,成為劉孟軍工作常態。歷經三年多時間,棗全基因組測序完成,組裝出總長達4.38億個堿基的高質量棗基因組序列,達到棗估測基因組大小的98.6%,并注釋了3.2萬多個基因。

這一突破性成就,使得棗樹成為世界近千種鼠李科植物和我國干果樹種中第一個完成基因組測序的物種,為棗樹分子育種、遺傳改良奠定了堅實基礎。至此,我國在棗基因組學研究方面達到了國際領先水平。

利用基因組測序成果,針對復雜病害、粗放種植導致棗品質下降等問題,劉孟軍團隊隨后發動了一場持續數年的棗樹種質資源“海選”。在全國十多個省市精選400多個優質品種,每個品種開展超過100項性狀研究,獲取上萬個有價值的數據,遴選出優質品種做雜交育種,但十幾個人的團隊研究了三年,卻顆粒無收。

“雜交之后,胚是敗育的,就相當于人的流產。”劉孟軍心痛地說,這樣的結果讓很多人失去了信心。然而劉孟軍從未氣餒,重新復盤試驗過程,親自帶領學生扎進試驗基地,捧著只有綠豆粒大小的棗花進行人工授粉。

一個三年又一個三年。八年后,劉孟軍團隊破解棗雜交育種去雄難和胚敗育兩大瓶頸,首次批量獲得20多個雜交棗樹后代,建立起全新的棗雜交育種方法體系,開啟了分子育種新階段,并在國際上首創“樹上組培”式多倍體誘變和棗分子輔助雜交快速育種新方法,縮短育種周期3—5年。

經過精心培育,優良早熟鮮食棗品種“月光”和世界上第一個四倍體棗品種“辰光”,口感酥脆,經濟效益高。錯季可以賣到百元一斤,一個大棚一季能收入十幾萬元。近年來,劉孟軍與國內同行合作培育出的新品種累計示范推廣106萬畝,約占同期我國棗新品種推廣面積的70%。

推動中國棗走出國門

生產實踐中尋找創新思路、發現科學問題、確立科研課題,將實驗室搬到田間地頭和工廠車間,劉孟軍不斷增強科技創新的針對性和實效性,研發出能夠轉化推廣、產業發展急需的科技成果,造福萬千棗農,助力鄉村振興。

棗樹具有很強的耐旱性,過去“春不看夏不管,到了秋后繞樹轉”,就是對太行山棗區最形象的描繪。但是,這樣畝產只有一百多公斤。

針對太行山傳統棗區土壤瘠薄、栽培粗放問題,劉孟軍團隊和產區科技人員一起,研發推廣了特色高效栽培技術體系。這套實用技術融土肥聚蓄、樹體改造、花果調控和病蟲治理于一體,使200萬畝棗樹單產提高2倍以上,蟲果率由70%左右降到5%以下。

單純種植附加值低,劉孟軍團隊又開辟了棗功能食品新方向,發明了按棗主要活性成分分類提取利用的精深加工新方法,在國內外首次開發出具顯著增強免疫和調理腸胃等保健作用的棗環核苷酸和棗膳食纖維功能食品,依托該成果培植起國家級農業產業化龍頭企業——滄州恩際生物制品有限公司。

隨著科研不斷深入,劉孟軍對棗產業的認識逐漸升華為一種強烈的社會責任感和使命感。他先后擔任河北省林業局咨詢專家,國家林業局棗產業協作組專家組長,河南新鄭、陜北佳縣、山西呂梁地區、寧夏同心、新疆阿克蘇地區等重點棗區的棗業高級顧問,并親自創建了中國經濟林協會棗產業工作組,組織舉辦多次全國棗業發展論壇、學術研討和新技術培訓,促進棗產業發展壯大。

棗是有著濃重中國特色的民族果品,世界上99%的棗集中在我國。中國棗業如何國際化逐漸成了劉孟軍棗事業中的新重點。

8月22日,羅馬尼亞派出由科學家、大學教授、企業主組成的訪問團,到河北農大學習棗全產業鏈技術。作為中羅棗聯合重點實驗室中方主任,劉孟軍希望培養更多具備國際視野和先進技術的羅馬尼亞棗專業人才,進一步加深中羅兩國在棗產業領域的合作與交流。

“中國原產、歷史悠久、國外稀有、中國馳名、民族文化內涵豐富,這幾點足以讓棗成為中國國際化過程中的一個民族符號,走出國門,享譽國際。”面對海外大市場,劉孟軍還與韓國、美國、澳大利亞、斯洛文尼亞、保加利亞、印度等國建立了科技合作關系,努力推動中國棗走向世界。

3000多年前的《詩經》就有“八月剝棗,十月獲稻”的描述。棗樹,自古以來便是中國大地的守護者,以其堅韌不拔的生命力,在貧瘠的土地上綻放出生命的奇跡。而劉孟軍,這位與棗結緣的科研者,用他的智慧與汗水,為這古老的樹種賦予了新的生命與希望。

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