官方网站-首页官方网站-首页

首页
产品中心
管理平台
六旋翼无人机
固定翼无人机
垂起无人机
智能无人机场
无人直升机
智能无人机指挥车
行业应用
应急救援
智慧安防
油气管线
核监测
农林环保
边境海防
方案定制
企业简介
媒体中心
社会责任
商务合作
加入我们
售后服务
产品维修
保险服务
技术服务
服务政策
联系我们

曾是无人问津的“边缘粮”,如今登《科学》顶刊,高粱凭啥逆袭?

无人机

行业应用  2025-12-21 11:00:17

丰收的画卷里,总有生命在贫瘠处书写奇迹。曾经,江苏盐城滩涂泛着白碱,宁夏贺兰山下土地干裂如鳞,山东东营黄河入海口盐碱地“风吹石头跑,草芽都难找”。而今踏访这些昔日荒芜的土地,连片青纱帐随风起伏——高大的甜高粱举着沉甸甸的红穗,沙沙声中,是土地重生的絮语。

“高粱是‘骆驼植物’,越是苦地越扎根。”62岁的谢旗立于田里,掌心抚过粗壮的高粱茎秆,这位中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员,与甜高粱的缘分已延续18年。曾被视作“边角料”的甜高粱,在他的培育下于50多万亩盐碱地上撑起一片天,从“边缘作物”蜕变为改良土壤、富足农民、保障粮食安全的“金穗穗”。

谢旗与甜高粱的缘分已延续18年

44岁跨界种高粱

作为植物逆境生物学领域知名学者的谢旗,曾经历一场深刻的自我叩问。他虽在模式植物拟南芥耐逆机制研究中成果斐然,但一个问题始终萦绕心头:“揭示再多分子机制,若不能用到田里解决实际问题,又有何用?”模式植物研究成果难以跨越实验室到农田的“最后一公里”。

“江南种甘蔗,江北种甜高粱”。一次偶然,儿时吃“甜秆儿”的记忆涌上心头。这份温暖记忆,让他锁定了起源于非洲撒哈拉边缘的高粱。这种“骆驼植物”既能在极端环境存活,又能通过气生根与微生物联合固氮减少化肥依赖,正是连接科研与生产的理想载体。

44岁这年,谢旗毅然告别拟南芥,将科研重心转向甜高粱。经费匮乏,他便发动家人驱车奔走,在上海崇明岛、江苏南通的田埂间挨家寻访,亲尝甜度、细察长势,为研究带回第一批珍贵的农家品种;人手短缺,他仅携一名助理并肩作战,白日俯身田间收样记录,夜晚埋首实验室解析数据,以双肩扛起科研起步的千钧重量。

2009年,谢旗与江苏沿海地区农业科学研究所合作,在盐城滩涂种下首批试验甜高粱,正式将实验室搬到盐碱地。为摸清甜高粱习性,他顶着烈日在滩涂蹲守,皮肤晒得黝黑;随身携带的笔记本,风雨无阻记录数据。回忆往昔,他语气淡然,仿佛在说别人的故事。

谢旗在高粱地

坚守终有回响。2012年,谢旗在盐城探索出“高粱-畜牧-有机肥-土壤改良”循环模式:甜高粱整株青贮喂畜,30万只羊的粪便发酵还田,既改土又增收。这一年,他获得中国科学院8万元精准扶贫资助,甜高粱从江苏走向山东、宁夏的田野,生命的绿意在更多盐碱地蔓延。

田间实践深入,新问题接踵而至:如何抗鸟害?能否进一步提升耐盐碱能力?“育种如搭积木,把所需性状一代代叠加。第一代保甜度,第二代加耐盐碱,第三代叠抗倒伏,繁育近几代才能收获‘集大成’品种。”谢旗的实验室搜集了1200多种高粱种子,都是新品种的“基因宝库”。2016年,他开始招收高粱研究方向研究生,系统布局基础研究。

2019年迎来转折——谢旗牵头的国家自然科学基金联合基金重点项目获批。这笔“及时雨”不仅解了资金困局,更彰显国家对这一“冷门”方向的认可。“既能攀科学高峰,又能服务产业,这就是‘从田间来,到田间去’的初心。”他带领团队开启科研“加速跑”。

甜高粱的逆袭

高粱有3.7万余个基因,找特定性状基因如大海捞针。谢旗摸索出“反向试探”法:对比抗性强弱植株,锁定基因差异。顺义试验田里,一片避开鸟群的甜高粱让他欣喜,带回实验室分析后,他终于找到控制单宁含量的基因——正是单宁的涩味让鸟类却步。这一发现不仅解决鸟害,更为抗鸟育种提供分子标记,助力酿酒业风味提升。

更大突破来自主效耐碱基因AT1的发现。团队用混合碱调节碱度,结合全基因组大数据分析,发现该基因通过抑制水通道蛋白磷酸化排出细胞内有害过氧化氢,从而保护细胞。田间试验证实,经基因编辑改良的甜高粱,耐盐碱水平大幅提升。

谢旗(右二)与团队成员在田里

这一成果被《科学》审稿专家称为“农业生产领域重大突破”,入选2023年度“中国十大科技进展新闻”。科研人员预测,若全球20%盐碱地种上AT1改良作物,每年可增产粮食2.5亿吨以上。“我国15亿亩盐碱地,用好就是巨大粮仓。”谢旗的话掷地有声。

5年间,团队在《科学》《细胞》等顶刊接连发文:敲除BADH2酶基因,培育出“稻花香”味甜高粱,让牛羊采食量显著提升;找到种子包壳基因位点GC1,大幅降低脱粒成本;发现寄生植物抗性“开关”基因,开辟育种新路径。

科研并非坦途,谢旗曾培育出高产甜高粱品系,却在示范种植时因大风倒伏,“倒一小片就带倒一大片”,无法机械化收割的农户失去种植动力。“这个教训让我们明白,抗倒伏是硬指标。”谢旗说,即使在试验田里成功育出了新性状,也只是成功路上的第一步。我国幅员辽阔,每个地域的温度、湿度、土壤、环境都不同,只有通过了不同地域的适应性种植,才能实地推广。

高粱田“守望者”

基于系列突破,团队目前已培育出“中科甜”系列6个国审品种,如今已在全国推广超50万亩,在不同地域绽放光彩:宁夏、甘肃的高蛋白品种,是滩羊、湖羊的优质饲料;新疆、青海的可分蘖品种,弥补干旱区出苗率不足的问题;南方部分品种一年可收六茬,大幅提升土地利用率;北京通州的三色“彩高粱”,为观光农业注入活力。

种植版图的北扩,源于一次意外发现。一批试验种子播种后迟迟未发芽,谢旗赶到农场时,只见田中央一排小苗在12℃的低温中生长。“这么低的温度还能萌发,是不是耐冷?”重复试验证实,该品种最低可在10℃下生长,让甜高粱成功扎根齐齐哈尔、赤峰等此前无法涉足的地区。

谢旗在田间向学生传授经验

“不和主粮争地,让贫瘠土地长出‘金疙瘩’。”谢旗的话在山东东营得到印证。黄河入海口的盐碱地曾寸草不生,如今“中科甜”不仅长势喜人,还能通过生长将地表盐碱带回地下,改良土壤。甜高粱的价值远不止于此。作为碳四植物,它太阳能利用率高,茎秆含糖量高,叶片蛋白质含量最高达22%,是玉米叶的2倍,整株都是优质饲料。其中“中科甜968”堪称“小巨人”——株高可达4.35米,亩产秸秆4吨至10吨、籽粒200至400公斤,喂奶牛可使日产奶量提升0.5至2公斤。“我国每年一半粮食用于饲料,仍需大量进口。甜高粱让牛羊不再和人争粮,助力‘肉奶自由’。”谢旗解释,而且它需肥少、耗水省,契合农业节水方向。

茂盛的高粱田

“做科研既要攻难题,也要育新人。”谢旗对团队的要求:既要精于实验室操作,更要能扎根田间,读懂农民心声,通晓产业需求。他常带领学生扎进田垄,手把手传授实操经验;即便北方隆冬,他也会开启“候鸟”模式,带领团队奔赴海南开展“南繁”研究,借热带气候实现一年多代繁殖以加快育种进程,在南国试验田里,他与年轻人一同弯腰劳作,呵护青苗茁壮成长。这种“接地气”的培养模式终结硕果,团队中一批青年科学家已能独当一面。谈及最有成就感的事,谢旗眼神明亮:“看到盐碱地变良田,农民笑开颜,年轻人成长起来,比发多少论文都开心。”

从44岁跨界转向,到62岁壮心不已,谢旗正带领团队攻克新难题:培育矮秆高粱解决倒伏和收割问题,研发软秆高营养品种提升牛羊消化率,改良高粱口感让它重返百姓餐桌。作为国家玉米种业技术创新中心首席科学家,他还计划将高粱研究经验拓展到玉米、小麦等主粮作物,为国家粮食安全贡献更多力量。

谢旗的科研人生恰如他培育的甜高粱,在逆境中扎根,在坚守中绽放。“让农业环境更好,农药化肥更少,大家生活更美。”这位高粱田“守望者”的梦想,正随着一片片红穗的摇曳,在广袤盐碱地上一步步变为现实。

您可能对其他新闻感兴趣
Copyright © 2021-2024 科技(北京)有限公司 版权所有 鲁ICP备2023007717号 人才招聘 | 联系我们 | 关于我们