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解码坛紫菜的科学奥秘

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-04-15 浏览次数:67
解码坛紫菜的科学奥秘   严兴洪在实验室里。
  
  高科技成果未必高不可及,对老百姓来说,它也许就是一副筷子的距离,比如,尝一口新品种的紫菜。因为选育出我国首个具有自主知识产权的紫菜良种——坛紫菜“申福1号”,这项由上海科学家主持完成的课题也在昨天获得了市科技进步一等奖。
  
  品质退化危及养殖业
  
  紫菜也许是吃起来最方便的植物,但它的育种却一点也不简单。它没有肉眼可见的种子,种法与一般陆地作物相去甚远。二战后,人们才逐步了解了紫菜的生活史,大规模人工栽培才随之兴起。
  
  “坛紫菜良种选育与推广”课题组负责人、上海海洋大学教授严兴洪告诉记者,我国主要栽培两种紫菜,一是条斑紫菜,藻体薄,口感好,常制成纸张式菜饼、用来做寿司;二是坛紫菜,因为藻体较厚,常用来做汤料。坛紫菜个体大,生长快,亩产远高于条斑紫菜。在我国紫菜总产量中,坛紫菜占75%以上,因此,中国科学家研究坛紫菜有地域优势,更具产业价值。
  
  在我国,坛紫菜人工栽培的菜种一直源自野生种,由于栽培密度过大,随意留种,近亲繁殖,造成种质严重退化,一般长到20-30厘米就成熟了,而几十年前,一米多长的也不鲜见。
  
  为保证该产业的可持续发展,2002年,坛紫菜良种培育技术被国家列为“863”计划重大专项,在日本获博士学位后回国的严兴洪任课题主持人。坛紫菜虽与条斑紫菜同是紫菜,但生活史和繁殖方式区别甚大,无法简单借鉴国外条斑紫菜的良种选育技术。这既是劣势,也是优势,因为一旦成功,就是世界首创。事实证明了这一点。严兴洪课题组最终取得了一系列国际领先水平的突破性成果。
  
  突破性成果造就新紫菜
  
  坛紫菜看似柔弱,但在严兴洪的解读之下,它就像是一个与自然抗争的斗士。它的每片菜叶(学名叫“叶状体”)只由一层细胞构成,之所以能扛住风浪和烈日,一方面是因为菜叶外被一层坚韧琼胶“软甲”保护着,另一方面就是它独特的繁衍模式:简单说,绝大多数物种的体细胞含有一套相同的基因组,但坛紫菜却能通过有性生殖,从一颗种子(壳孢子)产生4个基因型不同的细胞,再长成一棵由4种不同基因型构成的菜叶。这种模式下,坛紫菜的基因库能迅速丰富起来,以面对大自然的严酷筛选。正是由于严兴洪课题组在细胞学和分子生物学层面阐明了坛紫菜减数分裂的发生位置,完善了对其生活史的了解,在世界上首次揭示了坛紫菜的遗传特性,为开展人工育种奠定了理论基础。
  
  该课题组同时还首次发现,坛紫菜无论雌雄都能在一定条件下进行单性生殖,利用单性生殖技术,确保了坛紫菜良种的优良性状能稳定地一代一代遗传下去。
  
  基于上述基础研究成果,严兴洪课题组建立了快速高效的坛紫菜良种选育技术体系,通过对紫菜的体细胞克隆、人工诱变、单性生殖等现代生物技术的集成与创新,筛选出30多个优良品系:它们有的生长快、生长期长,有的藻体薄、品质好,有的能耐高水温,有的能在低盐海水中生长……2010年获农业部新品种认定、并在全国推广的“申福1号”只是其中的突出代表,其亩产量比传统栽培种提高了30%以上。至今,通过栽培和加工“申福1号”受益的农户已成千上万,产值达数亿元。
  
  国人饮食方式错了千百年
  
  严兴洪教授还有一大心愿,就是纠正国人的食用紫菜错误方式。中国人时常用开水冲泡紫菜,这种延续千百年的习惯很不科学。
  
  研究发现,紫菜的蛋白质含量接近40%,含有人体所需的各种维生素和微量矿物元素,兼具营养和保健双重功能,但其细胞中的营养物质却被包裹在厚实的细胞壁和琼胶中。人体没有消化琼胶和其它藻胶的生物酶,因此紫菜大部分营养无法被吸收。即使用开水冲泡或煮,也无法破坏紫菜的“软甲”和细胞壁。正确的方法是先通过烘烤,进行细胞破壁处理,待紫菜颜色由黑变绿,营养可以被溶于水中,被人体吸收。
  
  “日本人均紫菜消费量极大,达到中国的数十倍,这也是日本人均寿命世界领先的原因之一。”严兴洪教授说,目前,他不仅要研究和推广高产的坛紫菜新品种,同时也努力培育营养价值更高、口感更好、更容易消化吸收的紫菜。在此基础上,如果能改变我国对紫菜的加工和食用方式,这种古老的藻类就能更好地造福百姓。本报记者张懿
  

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