正规赌篮球软件仓前主校区慎园15号楼东侧,有一片大约300平方米的“快乐农场”,里面种植着水稻、向日葵等农作物。每天一早,生命与环境科学学院教授陈涛都会来到这里,观察植物的品种长势、叶片宽度、栽种密度、籽粒饱满程度等,任何细微的变化都会引起他的注意。
陈涛的研究方向,必须得从植物逆境说起。所谓植物逆境,简单来说,就是指植物生长在不良外界环境条件下,包括受到干旱、盐碱、风沙等非生物胁迫以及病虫害等生物胁迫。这是导致我国粮食减产和品质下降的主要原因,严重制约农业的可持续发展。
陈涛研究的,是农作物中基因信号传导途径及遗传调控网络。“我们要做的,就是要挖掘作物的遗传资源潜力,为高产育种和高品质育种提供理论基础和基因资源。希望未来的水稻、向日葵等作物能不惧极端天气、盐碱洪涝,产量更高、品质更好。”陈涛说。
2015年,从美国凯斯西储大学博士后、沙特国王科技大学博士后“出站”回国的陈涛,以独立PI(项目负责人)的身份加入到中国农业科学院的一项战略规划中。至今,陈涛已经主持了国家级研究项目4项,在植物适应逆境胁迫领域取得了丰硕的研究成果。
有意思的是,有一次从海南回杭州,别人都带海南特产,陈涛却带回来一株用卫生纸层层包裹的仙人掌。“一大片滩涂盐碱地里,唯独这株仙人掌长得又高又壮,我特别好奇它的超能力基因。”陈涛笑着说,“做科研就要有‘无处不在’的实验室。”
像打造“中国芯”一样,倾情打造“中国葵”
“种子是农业的‘芯片’。我们团队正在进行的研究,就是为打造‘中国葵’作基础。”陈涛说,最近,他带领的科研团队联合新疆农科院经济作物研究所等共同研发了食葵品种HZ2399,这是一种高产、抗病、抗列当的食用向日葵新品种。
列当俗称毒根草,是一种寄生在向日葵根部的杂草。陈涛说:“别看它不起眼,却能寄生在向日葵根部,吸收向日葵的营养和水分,从而导致向日葵植株矮小、瘦弱,不能形成花盘,最后全株枯死。这种植物极易传播蔓延,对向日葵生长来说绝对是毁灭性的‘强敌’。”
陈涛带领团队,花费了5年时间,终于让向日葵摆脱了列当的“霸凌”。他们在试验田里种上不同种质的近1000份油葵。在120天的生长周期中,团队成员几乎每天观察、记录向日葵生长情况,并选择那些花盘大、花籽饱满的植株,对它们进行基因组测序、比较和分析。“再把这些油葵中抗列当的基因‘转接’‘移植’到食葵种子的基因组里。”陈涛说。
值得一提的是,陈涛团队建立的向日葵种质资源库,已经拥有来自全国各地基层农科院的3000余份种子。“丰富的向日葵核心种质资源,是加快优良向日葵新品种培育、推动向日葵产业持续发展的基础。”陈涛指着实验室里一份份向日葵种子自豪地说,“这里几乎囊括了全国各地的向日葵种子类别。”
唤醒“沉睡”的“盐碱白”
除了向日葵,水稻也是陈涛多年来的研究对象。“植物的生长过程同人的成长经历有相似之处,比如都会遭遇各类逆境、面对各种挫折。”陈涛说,对于植物而言,冰冻、低温、高温、干旱、盐渍、土壤过湿和病害等就是它们所需应对的各种逆境。通常情况下,在没有胁迫时,植物快速生长;然而在受到生物或非生物胁迫时,植物会限制自身生长并启动逆境应答。他所做的科学研究,正是帮助“不会用语言表达”的农作物抗击土壤盐碱化、病虫害等恶劣环境,推动粮食作物高产稳产、优质高效。
陈涛将视野锁定盐碱农业的研究。在他看来,农作物所遭受的盐碱逆境是一个“真正的”科学问题,土壤盐碱化是制约农业生产的“卡脖子”问题,这些都直接影响国家粮食安全和农业的可持续发展。
水稻研究也是如此。陈涛科研团队花了半年时间,足迹遍布江苏、山东、河北、天津、辽宁、黑龙江、内蒙古、甘肃和新疆。每到一地,他就联合当地农科院和农业技术推广站调研土壤类型、气候环境、育苗育种等情况,为研究水稻耐逆作数据准备。
在陈涛看来,这些看上去“安静生长”的植物,在看不见的地下世界里却有丰富多彩的“交流”活动,甚至相邻植物可以通过根部释放的化学物质互相“对话”。他要做的,正是打开感官,去看、去摸、去听、去闻,以此记录这些不易被人察觉的微小变化,与植物建立一种“亲密关系”。“万物生而平等,你怎么对待你的研究对象,反之,它就会给你多少‘回报’。”陈涛笑着说,作为人类,我们生活在无所不包的自然界中,并无时无刻不在与外部世界产生物质、精神和情感上的交流与互动,这大概就是植物学最打动人心之处了。