一粒豆子上的黃金產(chǎn)業(yè)夢(mèng)
——專訪湖北省豆類蔬菜植物研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人陳禪友

本刊記者 山娜 通訊員 胡志輝

一粒豆子上的黃金產(chǎn)業(yè)夢(mèng)
——專訪湖北省豆類蔬菜植物研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人陳禪友

本刊記者 山娜 通訊員 胡志輝

“隴上，曉鶯低唱。豆莢初嬌，小姬一色綠裙腰。迢迢冪野橋。悲歌楊惲家居久。三杯后，慣種南山豆。豆花棚下月毿毿，溪南閑尋漁臾談”。原是再尋常不過的豇豆，在陳維崧的這首《河傳第二體·豆莢》里，卻成了一位綠裙細(xì)腰的嬌媚女子，難怪陳維崧三杯過后要去南山種豆也。然而，為這位“小姬”所折腰的可遠(yuǎn)不止陳維崧一人。

陳禪友，男，博士，江漢大學(xué)生命科學(xué)院院長，二級(jí)教授，碩導(dǎo)，湖北省科技平臺(tái)主任，湖北省生物學(xué)重點(diǎn)（培育）學(xué)科首席教授。湖北省遺傳學(xué)會(huì)常務(wù)理事、省園藝學(xué)會(huì)常務(wù)理事、湖北省植物生理學(xué)會(huì)副理事長、湖北省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家，武漢市勞動(dòng)模范、湖北省先進(jìn)工作者、武漢市晨光學(xué)者、武漢市“213人才工程”首批人選；武漢市人民政府專項(xiàng)津貼專家、武漢市教學(xué)名師；國家豆類行業(yè)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的審定人。主要從事豆類植物種質(zhì)資源與遺傳育種研究。主持完成了豇豆種植資源的收集、評(píng)價(jià)及利用研究等多項(xiàng)科技部、農(nóng)業(yè)部和湖北省及武漢市科技項(xiàng)目。于2011年成功獲準(zhǔn)組建湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心，2015年組建湖北省食用豆類植物自然科技資源中心。項(xiàng)目組成員發(fā)表研究論文120余篇，育成審定品種4個(gè)，取得國家發(fā)明專利8項(xiàng)，獲得湖北省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，武漢市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，出版教材和科技書籍5部，科技成果轉(zhuǎn)化效益良好。

7月25~27日，記者跟隨江漢大學(xué)生命科學(xué)院院長陳禪友教授一同走訪豇豆種植基地，途經(jīng)荊州、枝江、常德、漢壽等地。在三伏天里出行本該酷熱難忍，陳禪友一路上卻從未道過半個(gè)熱字，每每聽到“看基地”三個(gè)字就能一掃旅途疲累，變得精神矍鑠，在烈日下靜靜觀察豇豆長勢(shì)和形態(tài)，和農(nóng)戶細(xì)細(xì)交流種植品種與技術(shù)。

作為湖北省豆類蔬菜植物研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的帶頭人，陳禪友投身豆類植物研究三十載有余，尤其對(duì)豇豆情有獨(dú)鐘。從江漢大學(xué)農(nóng)學(xué)系教研室主任到生命科學(xué)院院長，拋開一路上獲得的種種榮譽(yù)頭銜，他一如當(dāng)初那個(gè)傾心于豆類植物，穿梭在田間地頭的“夢(mèng)想家”。

湖北省豆類蔬菜植物研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以豆類（蔬菜）植物遺傳資源評(píng)價(jià)與改良、可持續(xù)優(yōu)質(zhì)高效栽培、生物固氮與地力培肥、產(chǎn)品貯藏加工和質(zhì)量安全檢測(cè)為研發(fā)重點(diǎn)，以加速科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力為目標(biāo),擁有省級(jí)工程技術(shù)研究中心。團(tuán)隊(duì)以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)為手段，著力研究解決豆類（蔬菜）植物安全生產(chǎn)與資源有效利用中的重大關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性和共性技術(shù)問題，持續(xù)不斷地將具有重要應(yīng)用前景的科技成果進(jìn)行系統(tǒng)化、配套化和工程化研究開發(fā)，并為湖北省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)提供技術(shù)依托和技術(shù)咨詢服務(wù)。

資源夢(mèng)——服務(wù)大眾

團(tuán)隊(duì)研究成員長期從事以豇豆和菜豆為主，兼有毛豆、豌豆、扁豆、蠶豆、刀豆、四棱豆、飯豆、藜豆、綠豆、紅豆等12種食用豆類植物資源的收集、鑒定、評(píng)價(jià)及選育等工作，積累了豐富的研究工作經(jīng)驗(yàn)和研究成果。

“種質(zhì)資源的收集保存和研究工作，具有戰(zhàn)略性意義?！标惗U友解釋道，之所以把收集工作放在首位，是因?yàn)榉N質(zhì)資源是國家重要的物質(zhì)文化遺產(chǎn)，種質(zhì)基因的遺失，不僅會(huì)破壞物種的多樣性，甚至還能危及植物種質(zhì)資源的永續(xù)利用。因此，資源的收集與保存越來越受到國家的重視。

收集種質(zhì)資源是為了對(duì)其進(jìn)行鑒定、保存、繁育和利用。通過鑒定它們的親緣關(guān)系、特征特性來評(píng)價(jià)是否具有開發(fā)的價(jià)值并確定開發(fā)的重點(diǎn)。

為了評(píng)估和保護(hù)豆類資源遺傳多樣性，陳禪友教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員累計(jì)收集、鑒定及保存了食用豆類植物資源1 500余份，來源地涵蓋中國、歐洲、美國、非洲等。運(yùn)用形態(tài)學(xué)、生理生化、蛋白質(zhì)、DNA分子標(biāo)記等技術(shù)，對(duì)資源庫中的資源開展了栽培、品種改良、抗性及遺傳多樣性等多方面的研究。實(shí)施過輻射誘變等種質(zhì)創(chuàng)新，還考慮進(jìn)行航天搭載來誘發(fā)變異，進(jìn)而擴(kuò)大遺傳譜。

2011年湖北省科技廳批準(zhǔn)依托江漢大學(xué)組建“湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術(shù)研究中心”，極大地改善了研究條件，加速了豆類資源收集、整理、鑒定和保存利用的研究步伐。2015年省教育廳批準(zhǔn)組建“湖北省豆類蔬菜植物研究與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，省科技廳批準(zhǔn)組建“湖北省食用豆類植物自然科技資源中心”省級(jí)科技平臺(tái)以更好地實(shí)現(xiàn)豆類植物“資源夢(mèng)”。目前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)構(gòu)建了華中地區(qū)首個(gè)豆類蔬菜種質(zhì)資源庫和資源數(shù)據(jù)庫，為公眾提供瀏覽、檢索和共享服務(wù)，成為我國豆類植物資源重要研究基地之一。

育種夢(mèng)——改善民生

“育種是為了改善民生，為大家提供品質(zhì)更好的品種?！蹦壳?，豇豆生產(chǎn)中最突出的問題就是蟲害問題，由此還引發(fā)了農(nóng)藥污染、食品安全等諸多隱患。陳禪友表示，育種目標(biāo)必須圍繞民生改善，豇豆育種目標(biāo)由過去聚焦豐產(chǎn)和早熟轉(zhuǎn)變?yōu)榭瓜x性新品種選育。

該團(tuán)隊(duì)抗蟲性豇豆遺傳改良主要有三種途徑：一是遠(yuǎn)緣雜交，轉(zhuǎn)育近緣種的抗性基因；二是間接轉(zhuǎn)基因，通過豇豆內(nèi)生菌轉(zhuǎn)基因來表達(dá)抗蟲蛋白；三是直接轉(zhuǎn)基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入抗蟲基因在豇豆植株中表達(dá)。目前，團(tuán)隊(duì)通過遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)已經(jīng)成功選育出抗蟲性良好的豇豆種質(zhì)，其抗蟲的有效性和持續(xù)性正處于評(píng)價(jià)階段。

我國菜豆的種植面積已超過豇豆，與豇豆蟲害造成外源毒素隱患相反，菜豆的內(nèi)源毒素也影響了菜豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該團(tuán)隊(duì)在省內(nèi)率先選育出菜豆新品系7個(gè)，創(chuàng)新性地開展了菜豆去內(nèi)源毒素的品質(zhì)育種。

為了明晰菜豆次生代謝產(chǎn)物與毒害發(fā)生的關(guān)系，團(tuán)隊(duì)共鑒定了56個(gè)菜豆品種，通過化學(xué)檢測(cè)、遺傳分析和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，對(duì)4種疑似有毒的次生代謝物質(zhì)進(jìn)行研究，明確菜豆植物血球凝集素為主要致毒物。由此篩選出的低毒菜豆資源，通過遺傳改良，有望育成低毒菜豆新品種，達(dá)到鮮食的目的，從根本上消除菜豆食用安全隱患。

除此之外，團(tuán)隊(duì)還在開發(fā)黑色系列蔬菜和陽臺(tái)觀賞蔬菜新品種。當(dāng)下已培育出深紫色豇豆，紫色豌豆、菜豆、番茄、黃金葵，更有會(huì)變色的辣椒，在不同生長時(shí)期呈現(xiàn)綠、紫、紅等顏色變化；植株緊湊、矮小，顏色、形狀多變的豌豆、菜豆、咖啡豆等豆類植物也將很快為都市陽臺(tái)增添色彩。

目前，已選育出鄂豇豆2號(hào)（商品名早翠）、6號(hào)（商品名柳翠）、7號(hào)（商品名矮虎）、12號(hào)等各具特色的農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)推廣品種和菜豆、豌豆等優(yōu)良新品系，為推進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了積極作用，成效顯著，獲得湖北省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和湖北省高校十一五重大轉(zhuǎn)化項(xiàng)目提名獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

陳禪友教授介紹組培情況

豇豆標(biāo)本

組培的豆苗

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部場(chǎng)景

生態(tài)夢(mèng)——可持續(xù)發(fā)展

陳禪友赴國外考察期間發(fā)現(xiàn)，多種形式的豆類作物高效種植是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)?！岸诡愔参镉幸粋€(gè)最突出、最主要的特征就是生物固氮?！彼嬖V記者，這也正是豆類植物實(shí)現(xiàn)可持續(xù)耕種的原因。生物固氮并不是個(gè)新鮮事，很久以前就有人證實(shí)與豆類植物互利共生的根瘤菌可以固定氮素。

豆類植物無疑是一種環(huán)境友好型植物，為了最大限度地利用其特性進(jìn)行生態(tài)應(yīng)用，根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新情況，該團(tuán)隊(duì)近幾年開始陸續(xù)在武漢的黃陂、孝感、蔡甸等地的水稻冬閑田里開展豌豆栽培試驗(yàn)，效果良好。晚稻收割后，利用冬閑田發(fā)展冬季豌豆種植，可謂添綠低碳增氧，既可提高土地利用率，增加農(nóng)民收入，又可培肥地力，實(shí)現(xiàn)用地與養(yǎng)地的良性結(jié)合。

多年來，陳禪友在推廣品種配套栽培技術(shù)上不遺余力，經(jīng)常深入田間地頭，與生產(chǎn)者面對(duì)面指導(dǎo)培訓(xùn)，為農(nóng)民增收做出了積極貢獻(xiàn)。農(nóng)戶遇到種植難題時(shí)都會(huì)前來尋求他的幫助，調(diào)查處理了豇豆不開花、菜豆顏色發(fā)白、毛豆結(jié)籽變少等大量生產(chǎn)問題。研究解決了豇豆種子萌發(fā)和田間生長等生理障礙以及光合特性、栽培技術(shù)等問題，為良種良法配套提供了技術(shù)指導(dǎo)。

為了給農(nóng)民的咨詢提供方便，陳禪友還特意在工程中心的網(wǎng)站上開辟了專門的咨詢區(qū)，定期安排技術(shù)人員回復(fù)農(nóng)民的提問。還研究了種源保優(yōu)技術(shù)，并在實(shí)施科技部的農(nóng)業(yè)科技轉(zhuǎn)化基金項(xiàng)目中得到驗(yàn)證和應(yīng)用推廣。

“濫種問題并不突出，最多的還是落花落莢、不開花不結(jié)莢或者結(jié)莢少等品種適應(yīng)性問題，其次則是加工、鮮食等產(chǎn)品用途問題?！标惗U友表示，絕大多數(shù)問題都不是由種子質(zhì)量低劣引起，主要問題仍在于種子混雜。

產(chǎn)業(yè)夢(mèng)——實(shí)現(xiàn)價(jià)值

“所有科研的最終目的都是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！标惗U友堅(jiān)信，只有將研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)科研的價(jià)值。從檢測(cè)設(shè)備-發(fā)酵工程-調(diào)味品加工-植物源制劑這條產(chǎn)業(yè)鏈看來，團(tuán)隊(duì)儼然涉及豆類資源產(chǎn)業(yè)化的方方面面。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全檢測(cè)是該團(tuán)隊(duì)的又一項(xiàng)重要工作，除常規(guī)檢測(cè)技術(shù)外，他們的突破方向則是如何將生物信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娦盘?hào)，開發(fā)生物傳感器，用檢測(cè)儀對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

近幾年，團(tuán)隊(duì)引進(jìn)了數(shù)位博士，專門從事納豆及納豆激酶制劑的應(yīng)用研究，涉及種類已從主流的黃豆延伸至紅小豆、蕓豆、飯豆、黑豆、綠豆和豇豆等多種豆類。“除了豆類，我們手上的資源還有許多，完全可以將豆子和辣椒、番茄等其他資源進(jìn)行整合交叉，做調(diào)味品加工?！辈牧嫌辛?，陳禪友教授團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了食品加工與食品安全控制的研究工作。優(yōu)良多樣的材料與先進(jìn)實(shí)用工藝相結(jié)合，調(diào)味品研制自然會(huì)水到渠成。

“我們篩選出低毒菜豆與高毒菜豆資源，將低毒材料配組雜交，用來選育新優(yōu)低毒品種供蔬菜食用。高毒材料則通過細(xì)胞工程與基因工程途徑，研發(fā)植物源生物農(nóng)藥?！蹦壳皥F(tuán)隊(duì)的主要研究對(duì)象為菜豆和刀豆，今后將不拘泥于豆類，開發(fā)其他植物源生物制劑。

小姬一色綠裙腰，相較于陳維崧，陳禪友可能為其傾倒得更為徹底，不等三杯過后，就已然決定“慣種一生豆”。還在種豆過程中奇招百出，只為小姬更妖嬈。

納豆產(chǎn)品

枝江市鴨子口村豇豆種植基地

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.20.001