本刊記者 山娜 通訊員 胡志輝

一粒豆子上的黃金產(chǎn)業(yè)夢
——專訪湖北省豆類蔬菜植物研究與應用創(chuàng)新團隊帶頭人陳禪友

本刊記者 山娜 通訊員 胡志輝

“隴上，曉鶯低唱。豆莢初嬌，小姬一色綠裙腰。迢迢冪野橋。悲歌楊惲家居久。三杯后，慣種南山豆。豆花棚下月毿毿，溪南閑尋漁臾談”。原是再尋常不過的豇豆，在陳維崧的這首《河傳第二體·豆莢》里，卻成了一位綠裙細腰的嬌媚女子，難怪陳維崧三杯過后要去南山種豆也。然而，為這位“小姬”所折腰的可遠不止陳維崧一人。

陳禪友，男，博士，江漢大學生命科學院院長，二級教授，碩導，湖北省科技平臺主任，湖北省生物學重點（培育）學科首席教授。湖北省遺傳學會常務理事、省園藝學會常務理事、湖北省植物生理學會副理事長、湖北省有突出貢獻的中青年專家，武漢市勞動模范、湖北省先進工作者、武漢市晨光學者、武漢市“213人才工程”首批人選；武漢市人民政府專項津貼專家、武漢市教學名師；國家豆類行業(yè)相關技術標準的審定人。主要從事豆類植物種質(zhì)資源與遺傳育種研究。主持完成了豇豆種植資源的收集、評價及利用研究等多項科技部、農(nóng)業(yè)部和湖北省及武漢市科技項目。于2011年成功獲準組建湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術研究中心，2015年組建湖北省食用豆類植物自然科技資源中心。項目組成員發(fā)表研究論文120余篇，育成審定品種4個，取得國家發(fā)明專利8項，獲得湖北省科技進步二等獎1項、三等獎2項，武漢市科技進步二等獎2項，三等獎3項，出版教材和科技書籍5部，科技成果轉化效益良好。

7月25~27日，記者跟隨江漢大學生命科學院院長陳禪友教授一同走訪豇豆種植基地，途經(jīng)荊州、枝江、常德、漢壽等地。在三伏天里出行本該酷熱難忍，陳禪友一路上卻從未道過半個熱字，每每聽到“看基地”三個字就能一掃旅途疲累，變得精神矍鑠，在烈日下靜靜觀察豇豆長勢和形態(tài)，和農(nóng)戶細細交流種植品種與技術。

作為湖北省豆類蔬菜植物研究與應用創(chuàng)新團隊的帶頭人，陳禪友投身豆類植物研究三十載有余，尤其對豇豆情有獨鐘。從江漢大學農(nóng)學系教研室主任到生命科學院院長，拋開一路上獲得的種種榮譽頭銜，他一如當初那個傾心于豆類植物，穿梭在田間地頭的“夢想家”。

湖北省豆類蔬菜植物研究與應用創(chuàng)新團隊以豆類（蔬菜）植物遺傳資源評價與改良、可持續(xù)優(yōu)質(zhì)高效栽培、生物固氮與地力培肥、產(chǎn)品貯藏加工和質(zhì)量安全檢測為研發(fā)重點，以加速科技成果轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力為目標,擁有省級工程技術研究中心。團隊以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術為手段，著力研究解決豆類（蔬菜）植物安全生產(chǎn)與資源有效利用中的重大關鍵性、基礎性和共性技術問題，持續(xù)不斷地將具有重要應用前景的科技成果進行系統(tǒng)化、配套化和工程化研究開發(fā)，并為湖北省經(jīng)濟結構調(diào)整和優(yōu)化升級提供技術依托和技術咨詢服務。

資源夢——服務大眾

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?！标惗U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，陳禪友教授帶領團隊成員累計收集、鑒定及保存了食用豆類植物資源1 500余份，來源地涵蓋中國、歐洲、美國、非洲等。運用形態(tài)學、生理生化、蛋白質(zhì)、DNA分子標記等技術，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依托江漢大學組建“湖北省豆類（蔬菜）植物工程技術研究中心”，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年省教育廳批準組建“湖北省豆類蔬菜植物研究與應用創(chuàng)新團隊”，省科技廳批準組建“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，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?！蹦壳?，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，育種目標必須圍繞民生改善，豇豆育種目標由過去聚焦豐產(chǎn)和早熟轉變?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，轉育近緣種的抗性基因；二是間接轉基因，通過豇豆內(nèi)生菌轉基因來表達抗蟲蛋白；三是直接轉基因，通過轉基因技術導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)生的關系，團隊共鑒定了56個菜豆品種，通過化學檢測、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化項目提名獎等榮譽。

陳禪友教授介紹組培情況

豇豆標本

組培的豆苗

實驗室內(nèi)部場景

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?！岸诡愔参镉幸粋€最突出、最主要的特征就是生物固氮?！彼嬖V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)地的良性結合。

多年來，陳禪友在推廣品種配套栽培技術上不遺余力，經(jīng)常深入田間地頭，與生產(chǎn)者面對面指導培訓，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、栽培技術等問題，為良種良法配套提供了技術指導。

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)，定期安排技術人員回復農(nóng)民的提問。還研究了種源保優(yōu)技術，并在實施科技部的農(nóng)業(yè)科技轉化基金項目中得到驗證和應用推廣。

“濫種問題并不突出，最多的還是落花落莢、不開花不結莢或者結莢少等品種適應性問題，其次則是加工、鮮食等產(chǎn)品用途問題?！标惗U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?！标惗U友堅信，只有將研究成果應用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，才能實現(xiàn)科研的價值。從檢測設備-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)檢測技術外，他們的突破方向則是如何將生物信號轉變?yōu)楣怆娦盘枺_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?！俺硕诡?，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?！辈牧嫌辛?，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。

納豆產(chǎn)品

枝江市鴨子口村豇豆種植基地

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.20.001