来源:【宁夏日报】
长在玻璃瓶里的枸杞苗,你见过吗?
7月7日下午,走进北方民族大学生物科学与工程学院实验室,一排排金属货架上,透明的玻璃培养瓶整齐排列,构成了一个充满未来感的“微型植物工厂”。瓶内,形态各异的枸杞幼苗生机勃勃,细白的根系在培养基中舒展,每一瓶都贴有独一无二的编号标签,记录着它们的“身份”——来自不同地域、拥有不同遗传密码的种质资源。这些瓶中的“绿色精灵”,承载着从种质资源保护到产业升级的厚重期望。此刻,研究员、博士生导师赵建华正穿行其间,捧起这些他心爱的“宝贝”仔细查看。

赵建华观察枸杞苗生长情况。
枸杞,作为我国宝贵的药食同源型特色植物资源之一,药用历史源远流长,具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、养肝明目等功效。我国是世界上人工种植枸杞面积最大的国家,而宁夏作为枸杞的道地产区,其特异生态条件孕育出的宁夏枸杞最佳品质,素有宁夏“红宝”之称。
浑身是宝的枸杞,究竟珍贵在何处?基因里又有何奥秘?如何守护产业“命门”?正是这位从事枸杞资源保护和功能基因组学研究、牵头组织实施我国枸杞种质资源中长期规划的研究员践行“长期主义”的功课。
2022年,“国字号”枸杞种质资源圃落户宁夏,在国家枸杞种质资源圃的种子低温保存库里,每层货架上都摆放着来自国内外不同区域不同类型的枸杞种子。这些种子承载着几代人的汗水与付出,赵建华自豪地说:“我是站在前人的肩膀上守护每一粒来之不易的枸杞种子的人。”如今,枸杞种质资源圃区域功能定位明确、基础设施配套、检验鉴定技术平台完善,在资源保存、鉴定、评价和利用方面已达到国际先进水平。作为主要设计与建设者,赵建华把这项工作称之为枸杞产业的“地基”工作。
这座世界上收集枸杞种质资源种类最多、活体保存数量最大的资源圃,总占地面积225亩,收集保存国内外枸杞属资源2000余份,包括中国境内11种、国外4种,中间材料1700个。“这个资源圃,无论种质资源保存条件还是资源鉴定技术手段,都达到国内外领先水平,尤其在枸杞资源深度开发利用方面,实现了由经验型向靶向型、粗放型向精细型、数量型向质量型的转变,将推动枸杞资源跨越式发展。”赵建华表示,这不仅为枸杞资源的鉴定、品种的选育和良种的推广提供了重要的物质支撑,而且为枸杞产业可持续发展提供了更为丰富的战略资源储备。
利用这个重要研发平台,赵建华和团队率先在国际完成14份枸杞全基因组测序,挖掘出一批控制枸杞重要性状功能基因,大幅度缩短枸杞资源评价鉴定周期,同时,利用基因编辑、分子设计育种等新兴前沿技术,实现了枸杞种质资源高效精准鉴定和品种定向培育。
2024年,在自治区首批“揭榜挂帅”项目支持下,赵建华和团队历时4年成功培育出黑果枸杞单倍体植株,破译了黑果枸杞的高质量参考基因组,注释出38993个基因,填补了该领域国际空白。作为研究团队的主要负责人,4年中,赵建华持续开展野生黑果枸杞资源收集、评价、鉴定和利用工作,让黑果枸杞的高质量参考基因组得以破解的同时,还寻找到黑果枸杞中关键抗性基因,为培育高抗枸杞品种迈开了至关重要的一步。
“被誉为‘花青素之王’的黑果枸杞,不仅蕴藏着极强抗逆性,还拥有丰富活性物质,这就意味着我们一方面全面解析了枸杞花青素生物合成通路,并发现花青素合成关键基因,另一方面挖掘鉴定出一批控制枸杞针刺发育、色素代谢、耐盐耐旱关键基因。”赵建华说,这些研究成果的陆续落地将为培育无刺、高花色苷含量、抗逆等枸杞新品种提供广阔前景,为枸杞大健康产品开发提供新思路和方法。

玻璃瓶内,形态各异的枸杞幼苗生机勃勃,细白的根系在培养基中舒展。
如今,赵建华口中的未来已来,在北方民族大学的实验室中,赵建华团队针对高杂合和多倍化植物特性,正在为寻找“T2T版的枸杞基因组”而持续努力。同时,瞄准产业和市场需求,围绕枸杞功效物质合成调控的瓶颈问题,赵建华团队持续在生物合成、基因编辑、设计育种等方面联合攻关。“我们将立足宁夏特色植物资源优势,从产业‘上游’收集保护植物资源、系统挖掘控制特色植物重要功效物质的遗传密码,在产业‘中游’精准聚焦优良品种培育,通过现代生物技术和遗传改良手段,提升特色植物的品质与产量,最终为产业‘下游’大健康产品开发提供稳定、优质的原料供应,这是我8—10年的奋斗目标。”赵建华说。(宁夏日报记者 杨嘉琪 文/图/视频)
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