趙 悅 呂 紅 韓明友
(長春工業(yè)大學,吉林 長春130012)
人參具有較高的藥用價值,其主要活性物質(zhì)為人參皂苷,具有抗氧化、抗腫瘤、抗心肌缺血、抗衰老以及改善記憶力等作用[1]。但目前人參產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨一系列困境,如農(nóng)田參多發(fā)凍害、日灼病、猝倒病、菌核病和根腐病等病害,且易遭受金針蟲、蠐螬等蟲害侵襲[2]。西洋參和人參在藥理學功效方面既存在密切的內(nèi)在聯(lián)系,又有一定區(qū)別。吉林人參味甘、微苦,偏熱性,具有補氣固脫、養(yǎng)血生津等功效,主要適用于身體虛弱者、氣血不足者。西洋參性涼味甘,滋陰清熱,對津液不足、口渴舌燥具有相當好的療效,但是對體質(zhì)較弱的人群會起到相反作用。
為培育出適合更廣泛人群的人參新品系,中和以上兩類參的特性,以吉林人參為父本、西洋參為母本進行雜交,培育出了集父母本之所長、性溫和的雜交人參新品系“吉美參”(見圖1)。這便解決了人參廣泛應(yīng)用的最大障礙,即“燥熱”問題。但在推進“吉美參”品系開發(fā)的過程中,發(fā)現(xiàn)了雜交種異花授粉困難、子代不育、人參品種退化、種子抗逆性差等問題。此外,平地栽參配套技術(shù)不規(guī)范,且土地資源日漸減少,新的人參生產(chǎn)模式亟須集成和建立。
圖1 吉林人參(左)、吉美參(中間)、西洋參(右)
為解決上述問題,充分利用已經(jīng)取得的技術(shù)成果和成熟經(jīng)驗,開啟了由多項創(chuàng)新技術(shù)集合而成的《“蜂媒”人參雜交種規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)集成項目》,培育出的“吉美參”不僅極具雜交優(yōu)勢,適用人群廣泛,而且打破了雜交參難以規(guī)?;a(chǎn)的瓶頸,提高了人參種質(zhì)的豐產(chǎn)抗逆性。
《“蜂媒”人參雜交種規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)集成項目》現(xiàn)已形成以人參品種篩選分離提純技術(shù)、“蜂媒”大規(guī)模人參雜交制種技術(shù)、軟骨拉撐式智慧控制參棚技術(shù)、對頭間隔雜交栽種技術(shù)和雜交種苗篩分技術(shù)等為技術(shù)骨架的人參雜交種規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)集成體系,已經(jīng)對有形的技術(shù)創(chuàng)新(如軟骨拉撐式參棚)申報了專利,且已經(jīng)獲批實用新型專利。
種質(zhì)資源是新品種選育及改良的材料來源,是提高人參藥材質(zhì)量及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。為合理、有效地開發(fā)利用人參種質(zhì)資源,目前項目組已經(jīng)通過人參品種分離提純技術(shù)對國內(nèi)外人參種質(zhì)資源進行提純復(fù)壯,采用品種篩選分離提純技術(shù)從資源分類、分布、遺傳多樣性及新品種選育等方面研究人參品種選育方法,從而提高種質(zhì)資源利用效率和新品種選育效率[3],以豐富雜交基礎(chǔ)材料。
“蜂媒”雜交制種技術(shù)選擇以蜂為媒介進行雜交授粉,可提高制種產(chǎn)量,只要在適當?shù)沫h(huán)境下便可實現(xiàn)[4]。而軟骨拉撐式大空間智控參棚改變了傳統(tǒng)參棚空間很小,難以使用機械,無法封閉進行智能化要素控制的缺點,將“蜜蜂參棚密閉馴化”和“軟骨拉撐全封閉參棚”相結(jié)合,解決異花雜交授粉困難的問題。此外,采用對頭間隔雜交參苗移栽模式,配合“蜂媒”方法,有效提高了雜交率,使雜交種、同種異交種和自交種的比例達到7∶2∶1,完全能滿足規(guī)?;彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。
該項目不僅推動人參從自交留種進入雜交生產(chǎn)、從伐林種參進入非林地種參,而且推動人參從小棚分散種植進入有機化、規(guī)?;?、智能化人參種植的新時代,徹底改變了人參生產(chǎn)小規(guī)模、高農(nóng)殘、低效益的窘境,為人參產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、高效益、可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
首先,“吉美參”株高、莖粗、葉厚,各生產(chǎn)性狀均優(yōu)于親本。四年生“吉美參”初測鮮參產(chǎn)量高于其親本30%以上;人參皂苷Rg1和人參皂苷Re總量為1.98%,是《中國藥典》規(guī)定0.3%的6.6倍,分別具有促進海馬神經(jīng)發(fā)生、提高神經(jīng)可塑性、增強記憶力、抗疲勞、提高免疫力、抗心律不齊、抗心力衰竭、抗衰老以及抑制中樞神經(jīng)等作用;人參皂苷Rb1含量為0.74%,是《中國藥典》規(guī)定0.2%的3.7倍。人參皂苷Rb1可通過減輕腦缺血損傷產(chǎn)生的自由基、低鈣離子內(nèi)流等,抑制神經(jīng)細胞凋亡,發(fā)揮神經(jīng)保護作用[5]。該產(chǎn)品適用于少年、壯年、老年各年齡階段,基本實現(xiàn)了年齡市場的全覆蓋。
其次,通過將蜜蜂封閉在智能參棚內(nèi),進而實現(xiàn)蜜蜂在參花間的雜交授粉,解決了異花授粉困難的問題,并實現(xiàn)了雜交人參種子規(guī)?;a(chǎn)難題?!凹绤ⅰ碑a(chǎn)量高,品質(zhì)、品相好。此外,由于其抗病、抗逆性強,對于參地要求較低,更適宜非林地種植,也更易于生產(chǎn)出高品質(zhì)的有機人參,所以市場空間巨大。
最后,“吉美參”順應(yīng)了當前國家對于中醫(yī)藥領(lǐng)域的支持熱潮。根據(jù)《2016—2021年中國人參產(chǎn)品行業(yè)市場需求與投資咨詢報告》分析,市場對人參產(chǎn)品的需求量在逐年上升,參類產(chǎn)品對于種植戶、生產(chǎn)行業(yè)及消費者都具有強大的吸引力?!凹绤ⅰ币云錅匮a且適用人群廣泛的優(yōu)勢,滿足了大眾對于高質(zhì)量生活的要求,這將繼續(xù)增大消費者的購買需求。此外,參類的稀有特性使其具備了投資收藏的天然屬性。
首先,除充分利用現(xiàn)有的人參產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)基地等有利條件外,團隊在完善人參雜交制種技術(shù)的同時,不斷圍繞人參全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵點和瓶頸展開一系列技術(shù)攻關(guān)。
其次,該項目擁有當?shù)卣恼咧С帧?019年,吉林省政府辦公廳發(fā)布《吉林省人民政府辦公廳關(guān)于推進人參產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》,指出要進一步做大做強人參產(chǎn)業(yè),培育人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能,推進人參產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,并提出多項措施支持建設(shè)現(xiàn)代人參產(chǎn)業(yè)體系。由此,對“吉美參”進行深加工,延長其產(chǎn)業(yè)鏈,可增加其產(chǎn)品附加值,有助于醫(yī)藥保健品等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
最后,研究團隊真題真做、積極實踐。項目組以撫松的“人參產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究基地”為實踐支撐,基本完成了以“蜂媒”為核心的人參雜交制種規(guī)?;夹g(shù)集成研發(fā),且技術(shù)集成體系成熟度較高,整個技術(shù)體系已具備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的條件。同時,團隊將與“吉林省萇靖府參業(yè)有限公司”合作,啟動面積為4 hm2的“人參雜交育種技術(shù)示范”項目,為技術(shù)集成的大規(guī)模市場化與產(chǎn)業(yè)化推廣做準備。