(中国绿色时报)

近日,北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所生物技术与逆境生理研究团队发表研究论文,表明花花柴活性氧清除系统以及Na+/K+转运系统协同调控了花花柴活性氧稳态、离子稳态和渗透调节平衡,同时高盐胁迫促进了光系统II的光合性能,进而赋予花花柴高的耐盐性。该研究对花花柴应用于盐碱地改良及其耐盐功能基因遗传改良农作物和优良牧草抗逆性方面具有重要意义。

随着研究的深入,也揭开了花花柴神秘的面纱。

北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所首席科学家武菊英研究员告诉记者,花花柴为菊科花花柴属多年生抗旱盐生草本植物,俗名胖姑娘,分布于中国、中亚、蒙古、伊朗、土耳其等地。在我国主要分布在新疆准噶尔盆地、青海柴达木盆地、甘肃西北部和北部、内蒙古西部,常见大片群生于戈壁滩地、沙丘、干旱半干旱盐碱地以及荒漠草原。

如果不是研究人员,很难接触到这类植物,对其了解少之又少。

花花柴株高50—100厘米,有时可达150厘米,茎粗壮,直立,多分枝,中空。叶卵圆形,或长椭圆形,抱茎,全缘。有时具稀疏而不规则的短齿,质厚,几肉质,两面被短糙毛,中脉和侧脉纤细,头状花序,瘦果,圆柱形,有4—5棱,端有长绒毛。花期7—9月,果期9—10月,在中亚地区通常作为蜜源植物和生物沼气原料推广应用。

这样一个看似普通的植物,为何会受到研究人员的青睐呢?

北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所生物技术与逆境生理研究团队带头人郭强副研究员介绍说,花花柴具有抗风蚀,耐沙埋、极度耐旱特点,依靠强大的根系吸收深层土壤中的水分正常生长,且冠幅宽大,是防风固沙的重要珍稀物种,同时也是阻止荒漠绿洲沙化的重要屏障。特别是,花花柴种子能在250毫摩尔混合盐溶液中发芽,成年植株可在含盐量为250—600毫摩尔混合盐碱化土壤中正常生长。正因如此,花花柴被誉为盐碱地改良的“脱盐器”,通过刈割的方式,每年可从每亩盐碱地土壤中带走100—250公斤的盐分。为了充分开发利用5亿亩盐碱地,以及京津冀协同发展规划重大需求,北京市农林科学院草业花卉与景观生态研究所率先与河北省农林科学院、天津市农业科学院组建京津冀盐碱地生态植被修复联合实验室。依托联合实验室,草业花卉所生物技术与逆境生理研究团队首先研发了花花柴育、繁、推一体化体系,并联合英国亚伯大学植物学者LuisA.J.Mur教授,成功破解了花花柴适应高盐生境的生理与分子机制。

“我们从中挖掘鉴定出抗旱耐盐功能特异基因,获得具有自主知识产权的国家发明专利,应用于优良牧草的抗盐遗传改良,更好的科技赋能将花花柴推广应用于盐碱地改良与利用,促进盐碱地饲草产业的高质量发展。”郭强说。花花柴看似不起眼,却是个宝藏草。

团队成员李翠助理研究员介绍说,花花柴饲草产量高,营养期嫩叶多汁,粗蛋白质含量可达12%以上,含有磷、钙、铁等多种矿物质成分和17种氨基酸,其中赖氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸含量较高,具有良好的饲用价值,晒干储存可用做冬季饲草,以确保牧区家畜平稳度过春乏。

值得注意的是,花花柴是新疆阿勒泰地区12种特有植物之一,具有消炎止痛、降糖以及抗癌等作用,被收录在药用植物名录中。为此,草业花卉所生物技术与逆境生理研究团队建成多组学分析平台,探明了初级代谢途径和次生代谢途径相互交织贡献于花花柴适应高盐生境,并挖掘了一批具有重要药用价值的次生代谢产物,诸如苯丙素苷、绿原酸、生育酚、阿卡波糖、三萜、甾醇类、黄酮、类黄酮、奎宁等。药用企业从花花柴中提取天然抗癌产物黄酮类化合物芹菜素,为花花柴天然药物研发提供了强有力的支撑。

郭强表示,目前大部分研究只关注花花柴的抗旱耐盐性,对其饲用和药用价值的开发利用尚未开展系统性研究,严重阻碍了花花柴在草牧业与天然药物研发中的应用。

据悉,草业花卉所生物技术与逆境生理团队构建了花花柴核心种质资源圃,并通过科研攻关,以期筛选出药牧兼用耐逆型花花柴新种质。这对于盐碱地改良以及草牧业发展具有重要意义。