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刘孟军:破解枣生命密码

来源:保定日报作者:时间:2024-09-06 10:17

刘孟军在阜平县河北农业大学枣树试验站观察温室冬枣结果情况。刘志国  摄

□保定日报记者  白  冰

9月2日,在全省科技大会、河北省科学技术奖励大会上,作为我国农业科技创新的重要推动者,河北农业大学终身荣誉教授、博士生导师、园艺学院院长刘孟军被授予科学技术突出贡献奖。

四十年来,刘孟军带领团队攻克了枣育种、植保、栽培、加工等多项难题,获得10多项创新性和突破性成果,入选国家万人计划领军人才,获评国际欧亚科学院院士、罗马尼亚农林科学院院士。在他看来,做科研的初衷就是解决问题,找到关键技术问题解决了,并被农民广泛运用,对于科技工作者来说就是一种认可。

向枣疯病宣战

刘孟军在河北农业大学读完研究生后,就在阜平县做农业部太行山枣树丰产技术开发项目,每天骑自行车往山上跑,朝踏晨露、夕送晚霞,十几个小时蹲在树下观察。他不仅找到了理论和实践的结合点,更懂得了枣农的不易。

太行山区种植枣树的历史非常悠久,是山区人民经济收入的重要来源。而枣疯病——一种毁灭性病害非常猖獗,全省每年因此病死树数百万株。

“患病的枣树不再开花坐果,只疯了似的长小枝叶,用不了几年就会死亡,并且具有高度传染性。”刘孟军说,枣疯病是世界性难题,被称为“枣树癌症”,“ 枣树的研究周期比一般农作物长,即便研究十几年也未必出成果。”

但看到枣农用大石头压枣树的疯枝,还有的挖洞灌药,全都无济于事,最后不得不含泪砍树时,这些场景深深刺痛了刘孟军。

为了解枣疯病的病因,深入阜平县山区,上沟下坎,查看枣树生长情况。为找到高抗品种,辗转河北、山西、陕西、河南、山东等地枣区,收集抗病种质100多份。经过无数次试验,在刘孟军的带领下,课题组终于培育出高抗枣疯病的优良新品种“星光”,研制出既可治病又有利于加速康复的枣疯病治疗特效药“祛疯一号”,每棵树的治疗成本只有1斤枣的价钱。

凭借高抗品种、“手术”治疗与药剂康复三法配套绿色高效防控新技术,枣疯病治愈率由30%左右提高到85%,列入河北省和国家的重点推广项目。这些科研成果获国家科技进步奖二等奖,是全国枣树研究领域获得的最高奖。

开启基因破冰之旅

比鸭梨高134倍,比苹果高70-80倍,鲜枣中维生素C含量居百果之首,故鲜枣有“活维生素丸”之称。但枣果大量积累维生素C的内在机制却一直是个谜。

2010年,刘孟军带领研究团队与深圳华大基因等多家国内外单位合作,开始了枣全基因组测序的破冰之旅。

当时,全世界有关枣基因组测序的基础工作非常薄弱,甚至连枣的基因组有多大也无人知晓。更让刘孟军始料不及的是,初步测序后发现,枣树基因组属于高度复杂类型,测序和组装的难度远超预期。

奔走于深保两地,从清晨忙到凌晨,成为刘孟军工作常态。历经三年多时间,枣全基因组测序完成,组装出总长达4.38亿个碱基的高质量枣基因组序列,达到枣估测基因组大小的98.6%,并注释了3.2万多个基因。

这一突破性成就,使得枣树成为世界近千种鼠李科植物和我国干果树种中第一个完成基因组测序的物种,为枣树分子育种、遗传改良奠定了坚实基础。至此,我国在枣基因组学研究方面达到了国际领先水平。

利用基因组测序成果,针对复杂病害、粗放种植导致枣品质下降等问题,刘孟军团队随后发动了一场持续数年的枣树种质资源“海选”。在全国十多个省市精选400多个优质品种,每个品种开展超过100项性状研究,获取上万个有价值的数据,遴选出优质品种做杂交育种,但十几个人的团队研究了三年,却颗粒无收。

“杂交之后,胚是败育的,就相当于人的流产。”刘孟军心痛地说,这样的结果让很多人失去了信心。然而刘孟军从未气馁,重新复盘试验过程,亲自带领学生扎进试验基地,捧着只有绿豆粒大小的枣花进行人工授粉。

一个三年又一个三年。八年后,刘孟军团队破解枣杂交育种去雄难和胚败育两大瓶颈,首次批量获得20多个杂交枣树后代,建立起全新的枣杂交育种方法体系,开启了分子育种新阶段,并在国际上首创“树上组培”式多倍体诱变和枣分子辅助杂交快速育种新方法,缩短育种周期3—5年。

经过精心培育,优良早熟鲜食枣品种“月光”和世界上第一个四倍体枣品种“辰光”,口感酥脆,经济效益高。错季可以卖到百元一斤,一个大棚一季能收入十几万元。近年来,刘孟军与国内同行合作培育出的新品种累计示范推广106万亩,约占同期我国枣新品种推广面积的70%。

推动中国枣走出国门

生产实践中寻找创新思路、发现科学问题、确立科研课题,将实验室搬到田间地头和工厂车间,刘孟军不断增强科技创新的针对性和实效性,研发出能够转化推广、产业发展急需的科技成果,造福万千枣农,助力乡村振兴。

枣树具有很强的耐旱性,过去“春不看夏不管,到了秋后绕树转”,就是对太行山枣区最形象的描绘。但是,这样亩产只有一百多公斤。

针对太行山传统枣区土壤瘠薄、栽培粗放问题,刘孟军团队和产区科技人员一起,研发推广了特色高效栽培技术体系。这套实用技术融土肥聚蓄、树体改造、花果调控和病虫治理于一体,使200万亩枣树单产提高2倍以上,虫果率由70%左右降到5%以下。

单纯种植附加值低,刘孟军团队又开辟了枣功能食品新方向,发明了按枣主要活性成分分类提取利用的精深加工新方法,在国内外首次开发出具显著增强免疫和调理肠胃等保健作用的枣环核苷酸和枣膳食纤维功能食品,依托该成果培植起国家级农业产业化龙头企业——沧州恩际生物制品有限公司。

随着科研不断深入,刘孟军对枣产业的认识逐渐升华为一种强烈的社会责任感和使命感。他先后担任河北省林业局咨询专家,国家林业局枣产业协作组专家组长,河南新郑、陕北佳县、山西吕梁地区、宁夏同心、新疆阿克苏地区等重点枣区的枣业高级顾问,并亲自创建了中国经济林协会枣产业工作组,组织举办多次全国枣业发展论坛、学术研讨和新技术培训,促进枣产业发展壮大。

枣是有着浓重中国特色的民族果品,世界上99%的枣集中在我国。中国枣业如何国际化逐渐成了刘孟军枣事业中的新重点。

8月22日,罗马尼亚派出由科学家、大学教授、企业主组成的访问团,到河北农大学习枣全产业链技术。作为中罗枣联合重点实验室中方主任,刘孟军希望培养更多具备国际视野和先进技术的罗马尼亚枣专业人才,进一步加深中罗两国在枣产业领域的合作与交流。

“中国原产、历史悠久、国外稀有、中国驰名、民族文化内涵丰富,这几点足以让枣成为中国国际化过程中的一个民族符号,走出国门,享誉国际。”面对海外大市场,刘孟军还与韩国、美国、澳大利亚、斯洛文尼亚、保加利亚、印度等国建立了科技合作关系,努力推动中国枣走向世界。

3000多年前的《诗经》就有“八月剥枣,十月获稻”的描述。枣树,自古以来便是中国大地的守护者,以其坚韧不拔的生命力,在贫瘠的土地上绽放出生命的奇迹。而刘孟军,这位与枣结缘的科研者,用他的智慧与汗水,为这古老的树种赋予了新的生命与希望。

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