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香喷喷的江永香米,香味基因差点丢失了

 湖湘地理 2023-07-23 发布于湖南



湖南省农作物种质资源库,唐潇博士在检查架子上的种子。

农业“芯片”

穿着蓑衣一样的靖州蓑衣梁、拖着长长尾巴的野生稻,还有小如芝麻的野生大豆、长得像外星生物的隆回油莎豆,它们生长在怎样的乡间田野中?那里的人和气候如何?人们与食物结下了怎样深厚的友谊呢?

我是一个植物迷,对种子更是如此。

我去过有“末日方舟”之称的中国西南野生生物种质资源库,在昆明植物研究所内的一座山包下,三分之一中国种子植物的种子躺在这座“凹”字形大楼的地下室中。进入它的内部要穿羽绒服,戴棉手套,地下室内一年四季保持在-20~1℃。这座中国西南神秘的种质库所在地海拔1958米,即使全球气候变暖,海平面上升也不会将它淹没,它的内部结构可以抵得住8级地震,植物的种子可以在低温、干燥的环境中保存上千年,甚至上万年。

在湖南,也有这样的一座种质库,它虽然没有西南野生生物种质资源库那么出名,但也有自己的特色。它是全国最大的辣椒种质库,主要保存的是农作物的种子,目前已收集到全球59个国家(地区)3万多份农业种质资源。一些湖南本地稀缺的老种子也被保存其中,它们像湖南老乡一样充满个性。

湖南是种业大省,杂交水稻的发源地,中国辣椒的中心,而这些成就都离不开一颗好种子。种子是农业的“芯片”,种子是夯下农业硅谷的奠基石,而位于湖南省农业科学院内的种质库就是保存这样一颗颗好种子的地方。

01

江永香米:差点失传的香味基因找回来了

位于湖南农科院实验楼地下车库里的种质库,看起来很不起眼,它的总建筑面积约800平方米,大概有两个篮球场那么大,却保存着3万多份种质资源,其中辣椒种子数量全国第一。

有些老种子已经“沉睡”了40年,对于农业科研人来说,它们就是矿脉。

湖南省农作物种质资源库库房。▼

如何延长种子的“寿命”

打开厚重的保温门,一股寒气袭来,走进湖南省农作物种质资源库库房,看到的是一排排4米高的种子架,架子上码着一层层圆形的铁盒子,里面装的就是各种农作物的种子。有赫赫有名的超级稻,也有默默无闻的野生种子。

在很多人印象中,种质库是个神秘的地方,它一般建在地下,躲避着喧嚣,种子在低温与干燥的地下室深锁着,这一睡可能几十年甚至数百年。

湖南省农作物种质资源库研究员段永红介绍,湖南省农作物种质资源库占地800平方米,有350平方米是低温控湿区,库内的温度常年设定在-18℃~4℃。长期库的温度最低,那里贮存的是具有显著优良特征的种质资源,例如一些骨干亲本(在杂交育种中起骨干作用,衍生的推广品种数量较多,对生产贡献较大的育种材料)或者是通过省级以上审定的农作物品种等。

一些有特色的地方农作物种子也会进入种质库。例如分布在湖南各地的辣椒、水稻种子,或其他当地旱粮、蔬菜的老种子。

种子库中的水稻种子。▼

作为农业育种的基础材料,这些包含着优秀遗传基因的种子就是一笔宝藏。湖南是种业大省,袁隆平院士用了50多年时间,把一粒野生稻种变成了世界受益的“超级稻”。而这一切的基础都需要一颗带有优良性状的好种子。发现它是种子采集者的事,如何保存则是种质库的事。

段永红介绍,大部分农作物的种子都适合进入低温、除湿的环境中保存,在这种状态下,种子会进入类似“休眠”的状态,当需要它们时,工作人员会将它们唤醒。而延长一颗种子寿命的秘诀就在于降低种子的水分。

当然一些顽拗型的种子不能低温干燥储存,例如板栗,它需要相对湿润、温暖的环境,针对这样不容易保存的种子,可以留存它的植株,以完整地保存它的遗传特性。

一颗种子从采集到入库贮存可能要经过十多个步骤,精心挑选与干燥处理会占用一段时间,即使种子入库“休眠”后,隔段时间也会抽查它们的活性,即依靠发芽实验来获知种子的状态,以保证种子的活力。种子入库后并不是一劳永逸。

种子的发芽实验。▼

找回江永香米的香味

“种质库对选址和布局很讲究”,大学毕业后就进入种质库工作的段永红说,“选址需要充分考虑安全、抗震、防内外涝等因素,布局要考虑节能,我们的种质库在设计时都兼顾了这些特点。比如现在种质库采取了'回’字形的布局,即用低温库包围低温库,温度更低的库房(核心区)四周为低温环境,未直接面对常温环境,有效降低了能耗。”

在农科院实验楼,并没有一个醒目的标志提醒种质库的位置,虽然看起来默默无闻,在育种工作中,湖南省农作物种质资源库已经做出了很多突出的贡献。

收集来的种子。▼

2017年地处湘桂交界之地的江永县在申请一县一特农产品时,发现江永三香之一的香米不香了,失去了传承已久的那口香味,让本地人十分沮丧。

江永香米是一种具有浓烈芳香的软稻米,一直以来仅产于江永县源口乡富源村的48丘田内,是一种传统特产,从唐代开始种植,至今已有一千多年的历史。这种香米稻,禾秆细长,高1.2~1.8米,稻谷呈象牙色,煮熟后,清香四溢,经久不散,历代被定为贡米。

香米香味的丢失与本地农民自留种有关。段永红介绍说,虽然一些地方农作物种子保持着优秀的遗传因子,但这些基因是一直在变的,因为环境在变。而且对于普通的村民来说,它们会依靠自己的经验与喜好来决定留下来的种子,像江永香米,村民们可能会选择看起来落色好的种子留种,而忽略了它的香味这一特点。无形之中,香米的香味就慢慢消失了。

为了找回江永香米的香味,湖南省水稻研究所的工作人员先从基因出发,确定了香米的香味基因,发现这个香味基因与此前已经发表的玉针香的香味基因序列相同。再利用分子标记调查了湖南省种质资源库保存的1982年、2007年和2017年三个年份香米的香味基因纯度情况,发现纯度下降十分明显,由1982年的65%下降到2017年的3%。造成这一现象的原因是江永香稻受外来花粉的影响,纯度下降,而当地种植户在缺乏相关提纯技术的情况下,年年自行留种,最终造成香味消失。为此,省水稻研究所利用分子标记提纯了保存在种质库的1982年的江永香米,并从中选取代表型优势单株扩繁,香味籽粒纯度达到了100%,恢复了江永香稻原来的香味。

如果没有湖南省农作物种质资源库保存的老种子,江永香米的香味基因恐怕就失传了。

02

能打彩色糍粑的有色稻种子

野生稻种子。▼

会游泳的水稻?对,你没听错,它被发现于沅江市三眼塘镇永建村的湖区,当地人都喊它“游水糯”。它的特性就是水涨苗也长,耐淹,曾有种业科研人员想把它的性状移植到其他作物上,没有成功。像这种只用来酿酒的糯稻能够保存下来,还要感谢当地人顽固的味蕾。

峒茶老树,幸存与本地爱吃油茶有关

一粒老种子不仅背负着珍贵的基因,也可能隐藏着一个族群的饮食习惯秘史,例如湖南省农作物种质资源库展示厅展示的城步峒茶种质资源,它的发现有一段有趣的经历。它是在第三次全国农业种质资源普查中被发现,采集人是湖南省茶叶研究所研究员刘振。

2015年的10月,在当地人的带领下,刘振在城步县汀坪乡太阳村发现了湖南最大古峒茶树,震惊湖南茶界。这棵峒茶王生长于汀坪乡太阳村的深山大坳里,树高7.28米,树围102厘米,是湖南少见的乔木类型茶树。

在中国,能够长成乔木型的大茶树,云南居多,如普洱茶。城步峒茶的发现被认为是茶树由乔木向灌木演化的一个过渡品种。乔木型的茶树多生长在西南横断山脉的高山之中,湖南发现了乔木型茶树,让人惊愕。这棵老茶树并非孤例,周围还有其他峒茶老树,它们的幸存与本地爱吃油茶有关。

在城步、绥宁、通道,湘桂交界地区,侗族人、瑶族人都有打油茶吃的习惯。早上一杯油茶,是饭前餐点,尤其是来了贵客之后,主人家要煮一锅油茶,招待客人。

茶叶是自家炒的,有点烟熏火燎的味道,先用开水浸泡几分钟,去除烟火味及涩味,然后将茶叶倾入抹了油的铁锅内,用旺火炒干炒香。离火后,用木制茶杵将茶叶在锅中捶碎舂茸,这个过程也被称为“打油茶”。这时,被舂茸的茶叶香味已经溢出,将其倒入鼎锅,加水、姜、猪油、盐等,在火上熬煮。用竹漏将茶水滤出,倒入盛有酥米花垫底的瓷碗,加少许红糖,撒上葱花,一碗香气诱人的油茶就出来了。

油茶口味略像牧区酥油茶,有浓厚的茶香,茶水里泡着酥米花、油炸花生、炒米等佐料,让本来稍苦的茶,咬出一嘴香。

这样的油茶,用的就是峒茶树的大叶茶。因为顽固的味蕾记忆,当地人爱喝油茶的习惯促使着他们栽种并管护好自己的茶树,代代相传,才有了古茶树群。

湘潭白薯,没有“大脚板”的脚板薯

湘潭白薯,脚板薯但长得像山药。▼

湖南省农作物种质资源库一进门,就可以看到走廊的展台上摆着几根粗壮的“山药”。一番了解之后才幡然醒悟,原来是脚板薯。

从外观上看,这些脚板薯跟北方的山药很像,颜色也差不多,灰白色,直条状,就是粗了一些,外皮上有根须,三五条垒在一起,不仔细分辨真的会误以为是山药。

其实脚板薯也被称为南方的山药,它跟北方的山药都是薯蓣科薯蓣属的藤本植物,两者的区别在于外表以及口感。一般见到的脚板薯都是分叉的,像脚趾一样,块茎是匍匐状,在地上横走的,但是在湖南省农作物种质资源库看到的湘潭白薯却是直条状的,让人奇怪。

段永红介绍,这一很有地方特色的农业品种是第三次全国农业种质资源普查时期在湘潭县茶恩寺镇发现的,采集人叫汪端华,是湖南省农科院蔬菜研究所的研究员。

据汪端华介绍,湘潭县茶恩寺镇种植这种白薯已经有几十年的传统,它比其他地方的脚板薯要早熟,一般的脚板薯要等到十月份以后才开始上市。而湘潭县茶恩寺镇种植的早白薯,在夏季的七八月份就可以挖出来吃了,比湘南地区的脚板薯要早上市两个多月。

汪端华说,湘潭白薯呈直条状的原因是本地特殊的种植方法,当地人会用电钻在地里钻一个洞,然后再用稻草捆成一把一把地放进去,再在上面种植,所以长出来就是一根一根的,如果不这么种,它在地里面长出来就跟个脚板一样。

问起湘潭白薯的味道,汪端华直言,相比较脆滑的山药,脚板薯的淀粉含量高一些,没有那么脆,做汤吃会稍微粉糯一点,湘潭本地有用大火溜炒,也很脆,很好吃。

参与过第三次全国农作物种质资源普查的汪端华说,他们在湖南还发现很多有地方特色的脚板薯,例如在永州地区,老乡们很喜欢种一种紫肉的脚板薯,常常一边长,一边就被割下来一段吃,远看很像紫薯。这些非常有地方特色的老种子,适应了当地气候,它们与当地人的饮食习惯密切相关,人们爱吃,种子才会保留至今。

湘南山区的红肉脚板薯。▼

游水糯、柳条糯,为酿米酒才留的种

游水糯、柳条糯,这样小众且产量低下的糯稻,能够幸存至今,也是因为当地人喜欢喝用它们酿的米酒。

参与柳条糯采集工作的段永红介绍,“很小的一小丘田,田主人种来酿米酒喝的”,段永红说种质库最近几年收到的湖南地方水稻品种基本上是糯稻或者有色稻,前者可以酿酒,后者可以打出有颜色的糍粑。

糯稻酿的米酒才香甜,这是老辈人的经验。不同山地种植的糯稻,其口味也截然不同,熟悉一地气候与环境的当地农民,还是习惯用自己多年来培育的本地糯稻酿酒,才有自己热爱的那口甘甜。

柳条糯就是为酿米酒而准备的。因为这种糯稻生长姿态就像柳条一样,所以当地人就喊“柳条糯”。段永红介绍时,言辞中带着亲切,眼睛里闪着光,似乎那片稻田就在眼前。

放在广阔的历史图景中,人与食物的关系呈现出一种动态的变化,而其中起到连接作用的便是种子。其实人的味蕾记忆才是最顽固的乡愁,正是这种复杂的情感推动着人们对食物味道的执拗,老种子才能站稳脚跟。

不过在工业化进程的当下,这些小众农作物越来越少了,尤其对于水稻而言,从地方上收集老种子的数量就可以看得出来。

段永红记得上世纪50年代第一次全国农业种质资源普查时,湖南各地收集到的水稻种子有9000多份,到了2015年的第三次普查,湖南各地只收集了200多份水稻种子。地方老种子越来越少是趋势。

在选育品种大力推广下,农民大多会考虑高产、抗性好的商业种子,而不是自留种。农作物的产量提高了,但是老种子保留的小时候那口味道可能就找不回来了。

老种子种出的农作物更好吃吗

种子库中存放的水稻种子。▼

是不是老种子种出来的农作物更好吃?段永红认为“味道是留不住的”。

从遗传角度来说,在环境发生变化时,农作物的遗传性状也会变,再加上人为的选种干预,老种子也会丢失原味(例如前面的江永香米)。反而是育种专家们在不断地迎合市场的需要,推出人们爱吃的农产品。

例如市场上能够买到的柑橘类水果,几乎都是育种科研人员花了几十年的心血选育出来的优良品种,它们从一些老种子获得生物材料,与其他品种杂交,才能获得更好的口味。

段永红认为,一个在当地受欢迎的农作物,不仅跟种子有关,还跟当地的气候、环境与人的主观选择有关。人们觉得它好吃,是带有地域性的主观色彩的。同样的种子种在不同的地方,利用不同的种植方法,口味可能有天壤之别。不过,大多数老种子是适应了当地气候并与当地人的饮食习惯深度相连,它们的消失的确是一种遗憾。

农业种质资源库的初衷就是保护农业种质资源的多样性,对待地方特色老种子,应做到应保尽保,应收尽收。段永红认为,每一个老种子的基因多样性都是无可取代的,他们的工作更多像考古,先抢救这些快要消失的资源,保存下来,50年不丧失活性,这样老种子的味道才可能真的留得住。

农作物种子分类

常规种

植物本身通过自然规律生长出来的种子,可以留种(地方老种子)。常规种也多由选育、提纯等人工手段,保持优势性状的稳定。

杂交种

通过不同特性的植物(父本加母本)为其授粉,从而改变其品种特性。杂交种优势性状会在代际间退化,正因为此,杂交种不宜留种。

转基因种

依靠“人工分离和修饰特定的基因,再将特定基因导入另一生物体基因组中,引起生物体性状的可遗传的改变”的方式培育的作物品种。转基因种,可留种。

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文字|钱烨

图片|

微信编辑|颜子舒(实习生)


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