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【西農奮斗者】(31)小學科做出“大文章”

——蠶桑絲綢研究所引領我國旱區蠶桑學科和產業發展紀實

立博app

作為世界蠶桑業的發源地,中國已有5000多年的蠶桑養殖歷史。《詩經(豳風?七月)》“女執懿筐,遵彼微行,爰求柔桑”的詩句,《孟子》“五畝之宅,樹之以桑,五十者可以衣帛矣”的記載,都展現了我國栽桑養蠶的悠久歷史。

舉世矚目的“絲綢之路”是中華輝煌燦爛文化的代表,開啟了中國與世界商貿流通、文化交融的大舞臺。作為絲綢之路的起點,陜西是我國蠶桑業重要發源地之一,石泉“鎏金銅蠶”的出土,更是見證了漢代陜南養蠶產業的規模。

5月16日,立博app焦鋒副教授,博士生羅榮松、代學雷和劉慧為共同第一作者,立博app錢永華教授、姜雨教授和西南大學趙愛春教授為共同通訊作者,合作完成的《Chromosome-level reference genome and population genomic analysis provide insight into the evolution and improvement of domesticated mulberry》論文在《分子植物》在線發表,7月6日作為封面文章正式刊出。被同行評價為“繼西南大學獲得野生川桑基因組框架圖以來桑樹學研究的又一重大突破”,表明立博app蠶桑學科在該領域研究達到世界領先水平。

接續:引領我國北方蠶桑學科產業發展

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20世紀50年代,首任所長姚鋈(左二)和科研人員制作桑枝簇

1938年,兩度留學日本的姚鋈教授隨國立西北聯合大學農學院遷陜并入西北農學院,成立蠶桑研究室并擔任主任,開陜西近代蠶桑教學科研工作之先河。1958年,陜西省蠶桑研究所成立,1995年更名為陜西省蠶桑絲綢研究所,1999年隨陜西省農科院合并到立博app。

82年來,研究所圍繞蠶桑種質資源創新利用、蠶桑實用新技術和新設備研制、蠶桑資源多元化開發等,開展科學研究和示范推廣,取得了矚目的成就。

早在20世紀80年代,研究所就在全國首開果用桑選育利用先河,培育出紅果1、2、3號,白玉王、北方紅等系列品種,推廣到20多個省市。國家現代蠶桑產業技術體系首席科學家魯成教授評價:“紅果系列桑品種果香飄神州。”同時,孵化出“陜西省農業產業化重點龍頭企業”——楊凌圣桑綠色食品有限公司,目前企業總資產4.5億元,年產值上億元。

21世紀,隨著我國蠶桑產業進入轉型期,按照“立桑為業,多元發展”的思路,在老一輩工作基礎上,蘇超研究員帶領團隊開展了桑樹生態作用和桑樹資源多元化利用研究,開拓了生態與經濟利用兼顧發展的生態桑產業新模式,成為陜北乃至我國北方干旱半干旱地區蠶桑產業的示范典型。目前,陜北生態桑園總面積60多萬畝,每年減少土壤侵蝕 500 萬噸左右。

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蘇超和焦鋒開展桑樹組培實驗

桑樹全身都是寶,桑葉粗蛋白干重含量20%以上。2014年,研究所研發成功桑葉茯茶,在榆林一棵桑樹健康有限公司實現規模化生產,產值上億元。此外,研發桑樹枝葉作為山羊飼料補充料,近年來在陜北養殖企業示范推廣3萬多只,增收3000多萬元。

1989年7月,由蠶桑絲綢研究所牽頭,陜西、山東、山西、河南、新疆、河北、遼寧、寧夏等北方蠶區八省九所成立“北方蠶區蠶桑育種協作”。從此,北方蠶業由單兵作戰進入聯合、協作、共同發展的新階段,1997年更名為“北方蠶業科研協作區”,現已擴大到11個省15個蠶業科教單位。30年來,協作區聯合鑒定家蠶品種80對(其中通過審定19對),鑒定桑樹品種7批48個(其中17個品種通過審定),現已成為北方蠶區乃至全國最具影響的蠶業科研協作組織。

從獲國家發明四等獎的“陜蠶3號”到育成國內首個人工無性系同源三倍體桑新品種“陜桑305”;從全國首創家蠶“成對育種”方法到獲得繭層率30%的國內外最高蠶層基礎品種;從蠶種散卵自動稱量器到高效、廣譜的蠶室蠶具消毒劑“強氯安”;從建成國內最大的臨潼果桑基地到增設國內唯一的帶有功能性的陜北生態桑綜合試驗站,蠶桑絲綢研究所取得的系列創新性成果被中國工程院院士向仲懷評價為“陜西蠶桑學科組織引領了我國北方蠶桑學科和產業的發展” 。

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“人工無性系同源三倍體桑品種陜桑305選育獲陜西省科學技術一等獎2004

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2017年,國家蠶桑產業技術體系陜北生態桑綜合試驗站成立

創新:桑樹基礎研究和蠶桑實用技術研究取得突破性進展

陜西作為中華文明的搖籃,陜南山地、關中盆地、陜北高原都有蠶桑業發展的足跡。近年來,桑蠶絲綢研究所沉心靜氣,砥礪奮進,在桑樹基礎研究和蠶桑實用技術研究取得突破性進展。

針對有5000余年栽培歷史的桑樹缺乏科學系統的物種分類的實際,研究所對國內132份栽培桑樹(除廣東桑外)進行了重測序,確認白桑、魯桑、山桑和瑞穗桑同屬一個物種,即白桑。錢永華教授介紹說,這是首次采用基因組數據明確了栽培桑樹物種分類。

研究所首次報道了栽培桑樹白桑“湖桑32”的參考基因組,并利用細胞學、基因組學證據證實28條染色體的栽培桑樹屬于二倍體,破解了栽培桑樹倍性之謎。為基因組時代多年生木本植物的倍性基礎研究提供了一個范例,對多年生木本植物的倍性研究具有重要的借鑒價值。

作為分布于杭嘉湖地區的優良栽培桑樹品種群體,湖桑對南宋以來該地區蠶桑業繁榮和區域經濟社會發展具有重要價值。但古農史學研究對其起源進化關系長期存在爭議,且缺乏實驗證據支持。研究所在對中國和日本134份桑樹品種重測序分析后提出,湖桑是經過長期強烈人工選擇之后形成的一個獨特品種支系,與崧澤遺址的孢粉學研究和吳興錢山漾考古學證據相互印證,也與宋代以來蠶絲業生產重點產區轉移至杭嘉湖地區,選育出高產優質湖桑品種的歷史相吻合,為解決生產問題提供了理論依據。

針對勞動力成本的持續上升,近年來,研究所研發集成了“輕簡高效蠶桑生產配套技術”,2013年被陜西省繭絲辦列入繭絲綢行業發展主推技術,目前全省覆蓋率達70%以上,新增效益3.5億元。“過去養一張蠶至少要請兩個人幫忙,現在自動上蔟技術,兩人就可以養20張。”石泉縣蠶桑發展服務中心副主任陳子培表示。

2006年,學校與石泉縣共建石泉蠶桑試驗示范基地,當時,石泉有桑園5萬畝,年養蠶4萬張,蠶桑綜合產值不到1億元。2018年全縣桑園10萬畝,年養蠶7萬張,蠶桑產業總產值16億元,農民蠶桑產業綜合收入4億元,蠶桑產業成為縣域農民增收、農村發展、工業擴張、經濟發展的主導產業,石泉也一舉成為西北蠶桑第一大縣和蠶農技術水平最高的縣,石泉蠶桑產業不僅實現了效益倍增,并輻射帶動陜西蠶桑產業升級換代和效益提升。

堅守:源于對事業的執著熱愛和全身心投入

20世紀80年代鼎盛時期,桑蠶絲綢研究所有170多名職工,此后,由于產業發展萎縮,科教人員大量流失,研究經費嚴重不足,加上機構變革等原因,目前研究所只有科教人員11名,其中9名“60后”。就是這些“碩果僅存”的科研人員,不忘發展傳統蠶桑學科的責任與使命,像春蠶一樣堅守在桑蠶小學科,為讓傳統學科產業煥發青春持續努力、奮進。

懷著讓我國從桑蠶大國發展為蠶桑強國的使命感,2009年,獲浙江大學和日本東京農工大學雙博士學位的焦鋒作為引進人才來到研究所,沒想到卻遭遇了一系列困境:在林學學科申報國家自然基金屢次被否,而畜牧學科養蠶學科下卻無桑樹申報渠道;桑樹轉基因技術障礙使得基礎研究難以突破;希望開展基因組研究卻一直沒有試驗條件和經費支持;在夾縫中生存的他53歲還是副教授。“桑樹是我們替蠶做選擇,蠶需要什么我們并不清楚,只有找出關鍵基因,才能為優良性狀基因調控位點和遺傳改良奠定基礎”。焦鋒想方設法開啟桑樹基礎研究,十年來,一邊對桑樹多倍體開展細胞學和逆境生物學研究,一邊對桑樹栽培品種進行調查和資料收集。在基因組三代測序成本降低后,與姜雨教授開展合作研究的兩年時間,他沉下心坐在姜雨騰出的一個辦公位,邊測序邊分析邊與姜雨研討,幾乎所有節假日都在修改論文、采樣和試驗,憑著把職業作為事業奮斗終生的韌勁和求真務實的科學態度,焦鋒作為第一作者的論文在《分子植物》作為封面文章發表,利用細胞學和基因組學證據破解了栽培桑樹植物分類、倍性鑒定和湖桑起源之謎,實現了立博app桑樹基礎研究的引領性突破。

幾十年來,研究所科研人員堅持在桑樹發芽、開花、結果環節開展調查,到時間就要下地,無論酷暑或者大雨,從不含糊。“在他人眼里都一樣的桑樹,在我們看來那是一個個對象。只有經常下去,才能發現他們的不同特性,為育種打好基礎。”這也是蘇超至今保持的一個習慣,利用下班和節假日去地里轉轉,發現特異材料,及時解決科研和生產中出現的問題。

桑樹夏伐時,由于擔心工人對試驗桑樹樹形剪伐不規范導致試驗不準確,他們帶著研究生鉆進地里,一干就是一整天,要持續四五天才結束,今年6月1日,兩位同志因為連續作業而中暑。

為了完成果桑品種跨區多點對比試驗,他們迎風沙、頂烈日,一次次實地開展試驗調查,歷經20多年,培育出優質高產適宜鮮食加工兼用果桑品種“紅果2號”,通過陜西省林木品種審定委員會品種審定。

現在,除了培養在讀的20名博士碩士研究生,研究所承擔石泉蠶桑試驗示范基地、陜北生態桑試驗站、關中果桑基建設及近500份桑樹種質資源和220份家蠶種質資源庫建設任務,特別是桑樹和家蠶種質資源,長期以來沒有專項經費支持,每年還必須有專人調查和繼代飼養,找錢也是重要工作,用研究所所長蘇超的話說,不能讓寶貴的品種在我們手中丟失,被人叫敗家子。

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米脂生態桑試驗園

新時代“一帶一路”倡議的提出,蠶桑產業又承載了新的歷史使命。

“一日蠶桑業,終身蠶桑人。”抱著 “不浮躁、不折騰、不抱怨”的樸素信念,踐行“西農精神”和科學家精神,為了振興我國桑蠶業,為了陜西乃至西北繼續在新型蠶桑學科和產業取得更大成績,蠶桑絲綢研究所科研人員以十年磨一劍的恒心和毅力,一如既往地繼續努力著……


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編輯:王學鋒

終審:徐海

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