川渝共建重点实验室:变“生物资源优势”为“生物产品优势”
2021-06-06唐余方
唐余方
风过南川闻药香。
作为我国著名的植物资源基因库,南川区不仅拥有全国38%的药用植物品种,还拥有极其丰富的特色生物品种。这些藏在大山里的生物资源,吸引了许多科研人员的目光。
我国著名生物遗传学专家、四川大学教授丁显平就是其中之一。
2012年,由四川大学、重庆市南川生物技术研究院以及重庆市药物种植研究所共同组建的特色生物资源研究与利用川渝共建重点实验室在南川成立,丁显平担任实验室主任。
“实验室成立之初,我就给团队定下一个朴素的梦想:依托实验室,推动川渝两地的地下资源向地上资源转移,变‘生物资源优势为‘生物产品优势,实现‘绿水青山就是金山银山。我们一直在为这个梦想而坚持。”丁显平说。
这些年来,在丁显平团队的努力下,川渝共建重点实验室在特色生物资源可持续利用研究等方面取得一系列成果,它当年所承载的那个梦想,正在一点点变为现实。
共搭舞台
每个星期,丁显平都要在南川和成都之间往返好多次,非常辛苦。可每当回到川渝共建重点实验室,连日奔波的疲惫便会荡然无存。
在实验室的园区内,珍稀树种木波罗、金佛山特色物种山桐子等特色生物长得郁郁葱葱。每每看到这些,丁显平就打心眼里感到高兴。
对这位常年和生物打交道的科学家来说,南川这片土地,既是他的故乡,也是一个造梦的地方。
丁显平从小就对金佛山蕴藏的生物资源很感兴趣,在离开南川的20多年时间里,他一直关注着这里特色生物资源的研究与发展。
“南川的特色生物资源尤其是药用植物资源非常丰富,但一直没有将‘生物资源优势变为‘生物产品优势。一种植物能生产出哪些产品,怎样延长产业链,最终的产品优势和市场潜力是什么,都需要做深入的研究。”丁显平说。
早在2011年,丁显平就向有关部门建议,四川和重庆可以共建一个实验室,将双方的科研力量结合起来,进一步推动川渝两地特色生物资源的联合研发。
这一建议很快得到川渝两地相关部门的支持。2012年8月,重庆市科学技术委员会(现重庆市科学技术局)和四川省科学技术厅联合批准由四川大学、重庆市南川生物技术研究院以及重庆市药物种植研究所共同组建特色生物资源研究与利用川渝共建重点实验室,这是国内首个省际共建重点实验室,选址就在南川。
“之所以把实验室建在南川,正是看中了这里丰富的特色生物资源。”丁显平说。
彼时,南川已经被列为全国第三批资源枯竭城市,以往以煤炭开采为主的发展之路已然行不通。基于这种情况,实验室确定了“引领地下资源向地上资源转移”的发展定位。
聚焦地上的特色生物资源,一批四川和重庆的科研人员聚集到了川渝共建重点实验室,他们在这里持续开展金佛山杜鹃的遗传多样性研究、南川木波罗基因组学研究及功能基因定位、南川玄参遗传多样性研究及亲缘关系分析等研究,为川渝两地特色生物资源的应用及进一步开发奠定了扎实的科学基础。
共享资源
得益于川渝共建重点实验室的研究成果,金佛山方竹正在突破地域生长限制,从海拔1400米以上的地区不断向下拓展。
如今,在南川海拔900—1000米的大有镇、800—900米的南城街道官地村和500—600米的神童镇,都有金佛山方竹的种植基地。
“在海拔1400米以下的地区种植金佛山方竹,这在以前想都不敢想。”丁显平说。
长期以来,金佛山方竹因其生长海拔高,存在产量低、采摘难、运输难、加工难等问题,不宜规模化种植,更无法量产。当地百姓一直希望能將金佛山方竹移下山,但令几代人失望的是,一旦将它种植在低海拔地区,就会出现变异、枯死等情况。
为了让金佛山方竹成为不挑生长环境的经济作物,川渝共建重点实验室借助四川和重庆两地的科研资源,从2014年开始采用分子遗传育种等现代生物技术对金佛山方竹进行低海拔驯化。
研究过程曲折而漫长。丁显平带领团队到全国各地的大山里采集了20多种方竹样本,并对每个样本进行分子检测和亲缘关系分析。经过若干次试验后,最终通过分子遗传育种技术,让金佛山方竹在海拔1400米以下的地区扎了根。不仅如此,丁显平团队还在南川成功建立了中国方竹种质资源库。
“从这几个基地的生长情况来看,成效明显。”丁显平说,“金佛山方竹在高海拔地区的亩产只能达到100—150公斤,但我们培育的亩产可以达到1000—1500公斤,大大提高了产量。”
除了金佛山方竹,川渝共建重点实验室还通过基因分析,破解遗传密码,成功解决珍稀树种木波罗低繁育率的问题,并结合川渝两地的特色资源,开发了木波罗酱香型白酒。团队在金佛山发现的罕见树种山桐子目前也在南川有了几个种植基地,他们还从果实的含油量、有机成分等方面进行研究,进一步提升了山桐子的市场价值。
这些年,川渝共建重点实验室一直面向川渝地区乃至全国的特色生物资源进行基础研究、应用研究和开发研究,逐渐让一些稀有的特色生物资源转化成当地百姓的致富来源。
共解难题
四川洪光农业开发有限责任公司的农业专家陈兵和罗恒一直在新疆开展盐碱地的土壤改良工作。不久前,他们接到公司安排的一项新任务,要到重庆市南川区研究中药材和特色生物连种障碍等课题。
由于传统的种植习惯,南川的药用植物普遍存在连种障碍问题,容易出现根腐病现象,严重影响产品质量和产量,制约全产业链的发展。
“修复生物的生态系统,光靠我们一个团队是无法彻底解决的,必须要借助其他科研力量。”川渝共建重点实验室成员包善飞博士说。
2020年,利用成渝地区双城经济圈建设契机,丁显平团队与四川洪光农业开发有限责任公司达成合作,一起攻克多种植物尤其是中药材和特色生物的连种障碍难题。
今年4月18日,陈兵和罗恒从新疆直飞重庆,一下飞机便往川渝共建重点实验室赶。在这里,他们仔细了解了南川药用植物的生长和发展情况,并很快启动了采样工作。
4月20日一大早,在包善飞的带领下,陈兵和罗恒前往头渡镇和德隆镇采集样本。
由于才下过雨,各个种植基地的路况都不太好。包善飞和陈兵、罗恒拿着铁锹等工具,走在泥泞湿滑的地里,不仅逐株观察记录玄参等中药材的生长情况,还采集了土壤、植株、水等样本。
下午5点过,采样工作结束,包善飞一行又带着所有样本马不停蹄地赶往四川省遂宁市,继续完成相关试验。
“我们在采样过程中的确发现了一些问题,比如土传病害现象就很严重。产业要想发展得好,就必须解决产品在生长过程中的一切问题。”陈兵介绍,双方的合作这才刚刚开始,接下来,他们会和实验室的专家们一起提供整套生物技术方案,有针对性地解决这些问题。
自成渝地区双城经济圈建设启动以后,川渝共建重点实验室与两地的合作更为广泛紧密。比如2020年,四川省原子能研究院辐照团队就成功入驻实验室,为研究特色生物资源诱变育种和良种选育奠定了基础。
共聚人才
从2012年发展至今,川渝共建重点实验室不仅成为两地特色生物产业的联合研发平台,更是人才培养的重要基地。
2019年7月,四川人何娇雨博士研究生毕业后,选择进入川渝共建重点实验室博士后工作站繼续开展研究工作。在这里,她主要负责濒危物种和小分子药物的研究,并通过一系列试验,在濒危物种基因组分析等方面取得了突破。
“实验室的工作强度比较大,研究的项目和内容也比较多,让我有了许多锻炼的机会,进一步拓展了我的研究范围。在这里工作的一年多时间里,我的收获特别大。”何娇雨说。
当年,丁显平一个人带着小团队来到南川,他们既是研究人员,也是设计人员,将实验室一点点建了起来。如今,越来越多的科研人员选择追随他们的脚步,通过不断提升专业能力来为川渝两地特色生物产业的发展服务。
“实验室现在聚集了许多海内外尤其是川渝两地的优秀科学家和精英人才,目前有固定研究人员30多人,在读硕士、博士、博士后30多人,为川渝两地特色生物产业的研究与发展提供了源源不断的智力支撑。”丁显平说。
2017年,丁显平带领的特色生物资源研究团队获“重庆市创新创业团队”称号;2019年,丁显平入选“重庆英才·创新创业领军人才”;2020年,丁显平入选俄罗斯自然科学院外籍院士,将推进实验室国际化发展。
对丁显平和团队来说,这些荣誉既是一种肯定,更是一份激励,鼓励着他们继续在生物资源领域贡献智慧力量。
最近,丁显平团队还以实验室为依托,和诺贝尔生理学或医学奖得主杰克·邵斯达克教授在四川建立的研究院——邵斯达克成都高新大核酸研究院等多家单位合作,又引进一批专家,在南川建立了重庆金佛山高等研究院,主要开展中药材的提取、分离纯化和基团修饰、药效检测和高端人才培养等工作。
“我希望将来能以该研究院为基础,在南川创办一所以中医药研究和深开发为主要方向的大学,这是我们团队的又一个梦想。”丁显平说。