資源夢——服務(wù)大眾

團隊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、評價及選育等工作，積累了豐富的研究工作經(jīng)驗和研究成果。

     

“種質(zhì)資源的收集保存和研究工作，具有戰(zhàn)略性意義。”陳禪友解釋道，之所以把收集工作放在首位，是因為種質(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)資源是為了對其進行鑒定、保存、繁育和利用。通過鑒定它們的親緣關(guān)系、特征特性來評價是否具有開發(fā)的價值并確定開發(fā)的重點。

     

為了評估和保護豆類資源遺傳多樣性，陳禪友教授帶領(lǐng)團隊成員累計收集、鑒定及保存了食用豆類植物資源1500余份，來源地涵蓋中國、歐洲、美國、非洲等。運用形態(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。實施過輻射誘變等種質(zhì)創(chuàng)新，還考慮進行航天搭載來誘發(fā)變異，進而擴大遺傳譜。

     

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)新團隊”，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”省級科技平臺以更好地實現(xiàn)豆類植物“資源夢”。目前，該團隊已經(jīng)構(gòu)建了華中地區(qū)首個豆類蔬菜種質(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——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。”目前，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。

     

該團隊抗蟲性豇豆遺傳改良主要有三種途徑：一是遠緣雜交，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。目前，團隊通過遠緣雜交技術(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)性正處于評價階段。

     

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。該團隊在省內(nèi)率先選育出菜豆新品系7個，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，團隊共鑒定了56個菜豆品種，通過化學(xué)檢測、遺傳分析和動物實驗，對4種疑似有毒的次生代謝物質(zhì)進行研究，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，團隊還在開發(fā)黑色系列蔬菜和陽臺觀賞蔬菜新品種。當(dāng)下已培育出深紫色豇豆，紫色豌豆、菜豆、番茄、黃金葵，更有會變色的辣椒，在不同生長時期呈現(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增添色彩。

     

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

生態(tài)夢——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現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)。“豆類植物有一個最突出、最主要的特征就是生物固氮。”他告訴記者，這也正是豆類植物實現(xiàn)可持續(xù)耕種的原因。生物固氮并不是個新鮮事，很久以前就有人證實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行生態(tài)應(yīng)用，根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新情況，該團隊近幾年開始陸續(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，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)者面對面指導(dǎo)培訓(xùn)，為農(nóng)民增收做出了積極貢獻。農(nóng)戶遇到種植難題時都會前來尋求他的幫助，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)，并在實施科技部的農(nóng)業(yè)科技轉(zhuǎn)化基金項目中得到驗證和應(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。”陳禪友表示，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——實現(xiàn)價值

“所有科研的最終目的都是為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”陳禪友堅信，只有將研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，才能實現(xiàn)科研的價值。從檢測設(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，團隊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)量與安全檢測是該團隊的又一項重要工作，除常規(guī)檢測技術(shù)外，他們的突破方向則是如何將生物信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娦盘?，開發(fā)生物傳感器，用檢測儀對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進行現(xiàn)場檢測。

     

近幾年，團隊引進了數(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、番茄等其他資源進行整合交叉，做調(diào)味品加工。”材料有了，陳禪友教授團隊啟動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實用工藝相結(jié)合，調(diào)味品研制自然會水到渠成。

 

“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。高毒材料則通過細胞工程與基因工程途徑，研發(fā)植物源生物農(nóng)藥。”目前團隊的主要研究對象為菜豆和刀豆，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。