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让橡胶组培苗实现大规模生产

花匠小妙招
2024-11-23 19:49

转自：农民日报

　　图为基地工作人员正在转移橡胶组培苗的胚。　受访者供图

　　技术人员打开培养皿的盖子，取出已长出芽和根须的橡胶苗胚，将其转移到试管里继续培养。在另一边的实验室里，上万支试管整齐地摆放在架子上，每支试管里都有一株茁壮生长的橡胶苗，青翠的叶片，白生生的粗壮根系，展现出旺盛的生命力。在海南省儋州市的中国热带农业科学院（以下简称“热科院”）天然橡胶新型种植材料创新基地（以下简称“基地”），有着世界上首条橡胶树组培苗规模化生产线，每年有超过100万株橡胶树组培苗从这里走出去。

　　将橡胶种子埋入地里，待其萌芽、长成一棵橡胶树，是最传统的橡胶树种植方式，长大的植株虽有生长快、经济寿命长等优势，但产量不高，这种育苗方式已基本被淘汰。第二代橡胶种植材料是芽接苗，将优良橡胶树的芽片嫁接到橡胶砧木上，使生长出的橡胶树能保持芽片来源母树产量高等优良特性，但也有生长慢、经济寿命短、抗逆性差、适应性弱的缺点。热科院基地里培育的组培苗，是橡胶树第三代种植材料，橡胶研究所的专家们研究出的“橡胶树速生高产新型种苗育苗技术”，不仅攻克了40年来组培苗规模化繁育的难题，在国际上率先实现了“热研73397”等优良橡胶树品种组培苗规模化生产，也让我国率先实现橡胶种植材料的更新换代，速生、高产且遗传背景一致的橡胶良种树苗得以源源不断地提供给海南、云南、广东等地的植胶区，为保障天然橡胶供给、助推产业振兴提供了技术支撑。

　　从1到万的突破

　　“相比于草本植物和灌木，乔木植物实现组织培养的难度较大，而橡胶树会产生次生代谢物——橡胶乳汁，这类乔木的组织培养难度更大。”中国热科院橡胶研究所良种良苗研究室主任黄天带介绍，在二十世纪六七十年代，植物组织培养技术迅猛发展，全球的橡胶育种专家都开始橡胶组织培养的探索。1977年前后，中国热科院的专家成功获得了橡胶花药体细胞的完整植株，并移栽成活。法国的专家使用橡胶幼嫩种子上的细胞进行培养，也成功获得橡胶植株。

　　虽然科学家们已经实现了橡胶组培苗“从0到1”的突破，但如何实现橡胶组培苗的大规模繁育，即“从1到1万”，一直是一个无法破解的难题，使得橡胶组培技术未能走向实际应用。2006年，热科院橡胶所专门组建了橡胶树组培与转基因育种团队，由橡胶所所长、国家天然橡胶产业体系首席科学家黄华孙和华玉伟领衔，专门攻关橡胶树组培苗工厂化生产技术。

　　“一开始，采集100朵花，最后只能得到30多棵苗。我们聘请最熟练的技术工人在花期不间断地采花，一年也只能生产200多棵苗，产量一直上不去。热科院的专家们开始研究橡胶微繁技术，把橡胶苗上的两三个芽点切开，再诱导每个芽点形成新的植株。然而，一棵苗仅能获得两三棵苗，效率较低，且诱导长出的根是不定根，使其营养吸收、抗风性等都打了折扣。后来，法国的专家使用花药的愈伤组织成功实现了扩繁，但培养出的组织变异性较大，没有获得市场认可，但这一做法给了我们灵感。”

　　2010年，橡胶组培苗快繁技术获得突破性进展。一天，华玉伟将橡胶花诱导出的体细胞胚切成小块，放入愈伤诱导培养基，希望进一步诱导体胚的生长，没想到，这些小块长成了正常的体细胞胚！

　　黄天带说：“我们用橡胶花诱导出初生胚，精选出品质较好的胚，每次可以切成30块，再培养愈伤组织、形成次生胚，再进行切块繁育次生胚，如此循环增殖。一个初生胚最多可以繁殖10代，从而在短时间内‘克隆’出大量体胚。由于组培苗是从胚发育而来，恢复了幼态性，可以长出真正的根系。将发育良好的子叶型胚放入试管中培育成根茎叶完整的植株，使橡胶苗大规模繁育成为现实。”

　　从实验室走向大田

　　从小在无菌、控温、控湿的优越环境中长大的橡胶组培苗，怎样才能成为能抵抗风雨的橡胶树？

　　起初，研究人员把试管中橡胶苗直接放入有培养土的袋子中，结果发现，成活率仅10%。

　　华玉伟和黄天带带领团队抓紧完善室外沙床驯化炼苗技术、沙床苗长途运输技术、轻简化育苗技术等，有效提高了组培苗成活率，形成一套完整的工厂化育苗体系。

　　在基地的温室大棚中，记者看到，在河沙铺成的苗床中，橡胶苗已长到20多厘米，上方的遮阳网阻隔了炎炎烈日，喷淋系统可降温保湿。

　　“炼苗是一个比较重要的环节，让组培苗一步步适应外界环境。”黄天带介绍，组培苗在试管中长到10厘米，就要移栽到温室大棚内进行炼苗。在移栽的过程中，一定不能伤到根系，并且要把组培苗上的培养液洗净，否则容易引发感染。炼苗结束后，将橡胶苗放入砖红壤制成的基质中，培养至60厘米以上即可出售。采用这种方式，将沙床苗装箱运输5~7天仍保持较高成活率。

　　此后，为进一步简化工序，研究团队又研发出“一步育苗”法，更新了育苗基质。在袋子中装上表土和椰糠配成的基质，将试管中的组培苗移栽到袋子中，待其长到60厘米以上，就可以出售。

　　与芽接苗相比，组培而来的橡胶苗个头更小，运输成本更低。将常规的袋装芽接苗从海南运至云南西双版纳州耗时48小时，运费约2~2.5元/株，而组培苗空运仅需12小时，运费为0.05元/株。研究团队还特意将装基质袋子的材料从塑料袋替换成无纺布。无纺布可以在土壤中自行降解，人们只需要在地上挖好坑，把苗放进去即可定植，而之前使用的塑料袋需要先去除塑料袋才能定植，大大加快大田定植速度。

　　如今，基地的工人们每年只要采2~3次花，就可以满足一年的生产所需。过去一个成熟的工人一年能生产200株橡胶苗，应用了“橡胶树速生高产新型种苗育苗技术”后，一个工人一年能够生产约2万株橡胶苗，产量提升100倍。基地的现代化洁净组培创新大楼，配套厂房、仓库，4座高档PC连排阳光温室等设施均由财政资金投资建设，大大降低了生产成本，目前每株苗售价为18元。

　　从中国走向世界

　　2012年5月，这里种下了2000多株橡胶组培苗，占地60余亩。记者来到热科院橡胶所试验场，当年的小树苗如今已长成挺拔的橡胶树，一眼望去，一排排橡胶树的长势、粗细都很一致，每排树间都种植着两行粽叶，这片橡胶林已于2020年开始割胶。

　　试验场生产科负责人李建辉介绍，与芽接苗长成的橡胶树相比，组培苗生长速度快，抗性优良。一般的橡胶树要长8年才开割，组培苗只需要7年。由于组培苗完整地继承了母树的优良特性，均一性好。这片组培苗林第一年开割率达80%，而传统芽接苗长成的橡胶林仅能达到50%。按目前4天一刀的割胶频率，每株产量能达到3~4公斤，产量也相当可观。

　　负责组培苗示范推广的副研究员徐正伟说：“研究团队在海南和广东的试验证实，组培苗比同一品种的芽接苗速生5%~10%，增产10%~30%，每亩可增收200~300元。橡胶树组培苗顶端优势明显，分枝位点高，主干粗壮，侧枝相对较弱，可发展林下经济，丰富胶园的生物多样性，提高生态效益和植胶收益。”目前，基地生产的橡胶树组培苗已经应用到了海南、云南、广东三大植胶区，推广面积达3万亩。

　　研究团队多项关键技术的突破，引起了国内外研究同行高度关注，吸引了法国、印度、泰国、缅甸、越南、柬埔寨等国家的科研人员来访交流或学习。2023年4月25日，应热科院橡胶所邀请，越南北部中心农业科学研究所所长范文灵（Pham Van Linh）带队前来考察交流，双方签署了橡胶提质增效技术科技合作协议。根据协议，双方将在越南建立1个橡胶树育苗示范基地，输出我国主推品种“热研73397”组培苗1000株，以越南抗台风品种RRIM712品种芽接苗作为对照，检验我国品种在越南胶园的适应性。这是去年双方签署《中国热带农业科学院橡胶研究所与越南北部中心农业科学研究所“澜沧江―湄公河”合作协议》以来，越方首次来访，进一步加深了双方的交流与互动。

　　热科院橡胶所研究员王立丰告诉记者，“橡胶树速生高产新型种苗育苗技术”是湄公河国家橡胶提质增效技术示范推广与基地建设的主推技术之一。借助“澜湄合作”的框架，橡胶所已在越南义安省、柬埔寨橡胶主产区特本克蒙省、老挝万象省等地布点，并计划在缅甸仰光、泰国北柳府布点，在湄公河五国进行技术的试验、示范和推广，让这一技术走出国门，在更广阔的土地上经受实践的检验，以进一步提升优化。