花花柴在河北曹妃甸含鹽量2%的重度鹽堿地改良中的示范應(yīng)用推廣　　北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所生物技術(shù)與逆境生理研究團隊供圖

近日，北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所生物技術(shù)與逆境生理研究團隊發(fā)表研究論文，表明花花柴活性氧清除系統(tǒng)以及Na+/K+轉(zhuǎn)運系統(tǒng)協(xié)同調(diào)控了花花柴活性氧穩(wěn)態(tài)、離子穩(wěn)態(tài)和滲透調(diào)節(jié)平衡，同時高鹽脅迫促進了光系統(tǒng)II的光合性能，進而賦予花花柴高的耐鹽性。該研究對花花柴應(yīng)用于鹽堿地改良及其耐鹽功能基因遺傳改良農(nóng)作物和優(yōu)良牧草抗逆性方面具有重要意義。

隨著研究的深入，也揭開了花花柴神秘的面紗。

北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所首席科學(xué)家武菊英研究員告訴記者，花花柴為菊科花花柴屬多年生抗旱鹽生草本植物，俗名胖姑娘，分布于中國、中亞、蒙古、伊朗、土耳其等地。在我國主要分布在新疆準噶爾盆地、青海柴達木盆地、甘肅西北部和北部、內(nèi)蒙古西部，常見大片群生于戈壁灘地、沙丘、干旱半干旱鹽堿地以及荒漠草原。

如果不是研究人員，很難接觸到這類植物，對其了解少之又少。

花花柴株高50—100厘米，有時可達150厘米，莖粗壯，直立，多分枝，中空。葉卵圓形，或長橢圓形，抱莖，全緣。有時具稀疏而不規(guī)則的短齒，質(zhì)厚，幾肉質(zhì)，兩面被短糙毛，中脈和側(cè)脈纖細，頭狀花序，瘦果，圓柱形，有4—5棱，端有長絨毛?；ㄆ?—9月，果期9—10月，在中亞地區(qū)通常作為蜜源植物和生物沼氣原料推廣應(yīng)用。

這樣一個看似普通的植物，為何會受到研究人員的青睞呢？

北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所生物技術(shù)與逆境生理研究團隊帶頭人郭強副研究員介紹說，花花柴具有抗風蝕，耐沙埋、極度耐旱特點，依靠強大的根系吸收深層土壤中的水分正常生長，且冠幅寬大，是防風固沙的重要珍稀物種，同時也是阻止荒漠綠洲沙化的重要屏障。特別是，花花柴種子能在250毫摩爾混合鹽溶液中發(fā)芽，成年植株可在含鹽量為250—600毫摩爾混合鹽堿化土壤中正常生長。正因如此，花花柴被譽為鹽堿地改良的“脫鹽器”，通過刈割的方式，每年可從每畝鹽堿地土壤中帶走100—250公斤的鹽分。

為了充分開發(fā)利用5億畝鹽堿地，以及京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃重大需求，北京市農(nóng)林科學(xué)院草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所率先與河北省農(nóng)林科學(xué)院、天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組建京津冀鹽堿地生態(tài)植被修復(fù)聯(lián)合實驗室。依托聯(lián)合實驗室，草業(yè)花卉所生物技術(shù)與逆境生理研究團隊首先研發(fā)了花花柴育、繁、推一體化體系，并聯(lián)合英國亞伯大學(xué)植物學(xué)者Luis A.J. Mur教授，成功破解了花花柴適應(yīng)高鹽生境的生理與分子機制。

“我們從中挖掘鑒定出抗旱耐鹽功能特異基因，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家發(fā)明專利，應(yīng)用于優(yōu)良牧草的抗鹽遺傳改良，更好的科技賦能將花花柴推廣應(yīng)用于鹽堿地改良與利用，促進鹽堿地飼草產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。”郭強說。

花花柴看似不起眼，卻是個寶藏草。

團隊成員李翠助理研究員介紹說，花花柴飼草產(chǎn)量高，營養(yǎng)期嫩葉多汁，粗蛋白質(zhì)含量可達12%以上，含有磷、鈣、鐵等多種礦物質(zhì)成分和17種氨基酸，其中賴氨酸、谷氨酸和天門冬氨酸含量較高，具有良好的飼用價值，曬干儲存可用做冬季飼草，以確保牧區(qū)家畜平穩(wěn)度過春乏。

值得注意的是，花花柴是新疆阿勒泰地區(qū)12種特有植物之一，具有消炎止痛、降糖以及抗癌等作用，被收錄在藥用植物名錄中。為此，草業(yè)花卉所生物技術(shù)與逆境生理研究團隊建成多組學(xué)分析平臺，探明了初級代謝途徑和次生代謝途徑相互交織貢獻于花花柴適應(yīng)高鹽生境，并挖掘了一批具有重要藥用價值的次生代謝產(chǎn)物，諸如苯丙素苷、綠原酸、生育酚、阿卡波糖、三萜、甾醇類、黃酮、類黃酮、奎寧等。藥用企業(yè)從花花柴中提取天然抗癌產(chǎn)物黃酮類化合物芹菜素，為花花柴天然藥物研發(fā)提供了強有力的支撐。

郭強表示，目前大部分研究只關(guān)注花花柴的抗旱耐鹽性，對其飼用和藥用價值的開發(fā)利用尚未開展系統(tǒng)性研究，嚴重阻礙了花花柴在草牧業(yè)與天然藥物研發(fā)中的應(yīng)用。

據(jù)悉，草業(yè)花卉所生物技術(shù)與逆境生理團隊構(gòu)建了花花柴核心種質(zhì)資源圃，并通過科研攻關(guān)，以期篩選出藥牧兼用耐逆型花花柴新種質(zhì)。這對于鹽堿地改良以及草牧業(yè)發(fā)展具有重要意義。（轉(zhuǎn)載自國家林草局）