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【365bet体育官网奋斗者】(31)小学科做出“大文章”

——蚕桑丝绸研究所引领我国旱区蚕桑学科和产业发展纪实

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作为世界蚕桑业的发源地,中国已有5000多年的蚕桑养殖历史。《诗经(豳风•七月)》“女执懿筐,遵彼微行,爰求柔桑”的诗句,《孟子》“五亩之宅,树之以桑,五十者可以衣帛矣”的记载,都展现了我国栽桑养蚕的悠久历史。

举世瞩目的“丝绸之路”是中华辉煌灿烂文化的代表,开启了中国与世界商贸流通、文化交融的大舞台。作为丝绸之路的起点,陕西是我国蚕桑业重要发源地之一,石泉“鎏金铜蚕”的出土,更是见证了汉代陕南养蚕产业的规模。

5月16日,365bet体育娱乐场焦锋副教授,博士生罗荣松、代学雷和刘慧为共同第一作者,365bet体育娱乐场钱永华教授、姜雨教授和西南大学赵爱春教授为共同通讯作者,合作完成的《Chromosome-level reference genome and population genomic analysis provide insight into the evolution and improvement of domesticated mulberry》论文在《分子植物》在线发表,7月6日作为封面文章正式刊出。被同行评价为“继西南大学获得野生川桑基因组框架图以来桑树学研究的又一重大突破”,表明365bet体育娱乐场蚕桑学科在该领域研究达到世界领先水平。

接续:引领我国北方蚕桑学科产业发展

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20世纪50年代,首任所长姚鋈(左二)和科研人员制作桑枝簇

1938年,两度留学日本的姚鋈教授随国立西北联合大学农365bet体育官网迁陕并入西北农365bet体育官网,成立蚕桑研究室并担任主任,开陕西近代蚕桑教学科研工作之先河。1958年,陕西省蚕桑研究所成立,1995年更名为陕西省蚕桑丝绸研究所,1999年随陕西省农科院合并到365bet体育娱乐场。

82年来,研究所围绕蚕桑种质资源创新利用、蚕桑实用新技术和新设备研制、蚕桑资源多元化开发等,开展科学研究和示范推广,取得了瞩目的成就。

早在20世纪80年代,研究所就在全国首开果用桑选育利用先河,培育出红果1、2、3号,白玉王、北方红等系列品种,推广到20多个省市。国家现代蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成教授评价:“红果系列桑品种果香飘神州。”同时,孵化出“陕西省农业产业化重点龙头企业”——杨凌圣桑绿色食品有限公司,目前企业总资产4.5亿元,年产值上亿元。

21世纪,随着我国蚕桑产业进入转型期,按照“立桑为业,多元发展”的思路,在老一辈工作基础上,苏超研究员带领团队开展了桑树生态作用和桑树资源多元化利用研究,开拓了生态与经济利用兼顾发展的生态桑产业新模式,成为陕北乃至我国北方干旱半干旱地区蚕桑产业的示范典型。目前,陕北生态桑园总面积60多万亩,每年减少土壤侵蚀 500 万吨左右。

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苏超和焦锋开展桑树组培实验

桑树全身都是宝,桑叶粗蛋白干重含量20%以上。2014年,研究所研发成功桑叶茯茶,在榆林一棵桑树健康有限公司实现规模化生产,产值上亿元。此外,研发桑树枝叶作为山羊饲料补充料,近年来在陕北养殖企业示范推广3万多只,增收3000多万元。

1989年7月,由蚕桑丝绸研究所牵头,陕西、山东、山西、河南、新疆、河北、辽宁、宁夏等北方蚕区八省九所成立“北方蚕区蚕桑育种协作”。从此,北方蚕业由单兵作战进入联合、协作、共同发展的新阶段,1997年更名为“北方蚕业科研协作区”,现已扩大到11个省15个蚕业科教单位。30年来,协作区联合鉴定家蚕品种80对(其中通过审定19对),鉴定桑树品种7批48个(其中17个品种通过审定),现已成为北方蚕区乃至全国最具影响的蚕业科研协作组织。

从获国家发明四等奖的“陕蚕3号”到育成国内首个人工无性系同源三倍体桑新品种“陕桑305”;从全国首创家蚕“成对育种”方法到获得茧层率30%的国内外最高蚕层基础品种;从蚕种散卵自动称量器到高效、广谱的蚕室蚕具消毒剂“强氯安”;从建成国内最大的临潼果桑基地到增设国内唯一的带有功能性的陕北生态桑综合试验站,蚕桑丝绸研究所取得的系列创新性成果被中国工程院院士向仲怀评价为“陕西蚕桑学科组织引领了我国北方蚕桑学科和产业的发展” 。

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“人工无性系同源三倍体桑品种陕桑305选育获陕西省科学技术一等奖2004

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2017年,国家蚕桑产业技术体系陕北生态桑综合试验站成立

创新:桑树基础研究和蚕桑实用技术研究取得突破性进展

陕西作为中华文明的摇篮,陕南山地、关中盆地、陕北高原都有蚕桑业发展的足迹。近年来,桑蚕丝绸研究所沉心静气,砥砺奋进,在桑树基础研究和蚕桑实用技术研究取得突破性进展。

针对有5000余年栽培历史的桑树缺乏科学系统的物种分类的实际,研究所对国内132份栽培桑树(除广东桑外)进行了重测序,确认白桑、鲁桑、山桑和瑞穗桑同属一个物种,即白桑。钱永华教授介绍说,这是首次采用基因组数据明确了栽培桑树物种分类。

研究所首次报道了栽培桑树白桑“湖桑32”的参考基因组,并利用细胞学、基因组学证据证实28条染色体的栽培桑树属于二倍体,破解了栽培桑树倍性之谜。为基因组时代多年生木本植物的倍性基础研究提供了一个范例,对多年生木本植物的倍性研究具有重要的借鉴价值。

作为分布于杭嘉湖地区的优良栽培桑树品种群体,湖桑对南宋以来该地区蚕桑业繁荣和区域经济社会发展具有重要价值。但古农史学研究对其起源进化关系长期存在争议,且缺乏实验证据支持。研究所在对中国和日本134份桑树品种重测序分析后提出,湖桑是经过长期强烈人工选择之后形成的一个独特品种支系,与崧泽遗址的孢粉学研究和吴兴钱山漾考古学证据相互印证,也与宋代以来蚕丝业生产重点产区转移至杭嘉湖地区,选育出高产优质湖桑品种的历史相吻合,为解决生产问题提供了理论依据。

针对劳动力成本的持续上升,近年来,研究所研发集成了“轻简高效蚕桑生产配套技术”,2013年被陕西省茧丝办列入茧丝绸行业发展主推技术,目前全省覆盖率达70%以上,新增效益3.5亿元。“过去养一张蚕至少要请两个人帮忙,现在自动上蔟技术,两人就可以养20张。”石泉县蚕桑发展服务中心副主任陈子培表示。

2006年,学校与石泉县共建石泉蚕桑试验示范基地,当时,石泉有桑园5万亩,年养蚕4万张,蚕桑综合产值不到1亿元。2018年全县桑园10万亩,年养蚕7万张,蚕桑产业总产值16亿元,农民蚕桑产业综合收入4亿元,蚕桑产业成为县域农民增收、农村发展、工业扩张、经济发展的主导产业,石泉也一举成为西北蚕桑第一大县和蚕农技术水平最高的县,石泉蚕桑产业不仅实现了效益倍增,并辐射带动陕西蚕桑产业升级换代和效益提升。

坚守:源于对事业的执着热爱和全身心投入

20世纪80年代鼎盛时期,桑蚕丝绸研究所有170多名职工,此后,由于产业发展萎缩,科教人员大量流失,研究经费严重不足,加上机构变革等原因,目前研究所只有科教人员11名,其中9名“60后”。就是这些“硕果仅存”的科研人员,不忘发展传统蚕桑学科的责任与使命,像春蚕一样坚守在桑蚕小学科,为让传统学科产业焕发青春持续努力、奋进。

怀着让我国从桑蚕大国发展为蚕桑强国的使命感,2009年,获浙江大学和日本东京农工大学双博士学位的焦锋作为引进人才来到研究所,没想到却遭遇了一系列困境:在林学学科申报国家自然基金屡次被否,而畜牧学科养蚕学科下却无桑树申报渠道;桑树转基因技术障碍使得基础研究难以突破;希望开展基因组研究却一直没有试验条件和经费支持;在夹缝中生存的他53岁还是副教授。“桑树是我们替蚕做选择,蚕需要什么我们并不清楚,只有找出关键基因,才能为优良性状基因调控位点和遗传改良奠定基础”。焦锋想方设法开启桑树基础研究,十年来,一边对桑树多倍体开展细胞学和逆境生物学研究,一边对桑树栽培品种进行调查和资料收集。在基因组三代测序成本降低后,与姜雨教授开展合作研究的两年时间,他沉下心坐在姜雨腾出的一个办公位,边测序边分析边与姜雨研讨,几乎所有节假日都在修改论文、采样和试验,凭着把职业作为事业奋斗终生的韧劲和求真务实的科学态度,焦锋作为第一作者的论文在《分子植物》作为封面文章发表,利用细胞学和基因组学证据破解了栽培桑树植物分类、倍性鉴定和湖桑起源之谜,实现了365bet体育娱乐场桑树基础研究的引领性突破。

几十年来,研究所科研人员坚持在桑树发芽、开花、结果环节开展调查,到时间就要下地,无论酷暑或者大雨,从不含糊。“在他人眼里都一样的桑树,在我们看来那是一个个对象。只有经常下去,才能发现他们的不同特性,为育种打好基础。”这也是苏超至今保持的一个习惯,利用下班和节假日去地里转转,发现特异材料,及时解决科研和生产中出现的问题。

桑树夏伐时,由于担心工人对试验桑树树形剪伐不规范导致试验不准确,他们带着研究生钻进地里,一干就是一整天,要持续四五天才结束,今年6月1日,两位同志因为连续作业而中暑。

为了完成果桑品种跨区多点对比试验,他们迎风沙、顶烈日,一次次实地开展试验调查,历经20多年,培育出优质高产适宜鲜食加工兼用果桑品种“红果2号”,通过陕西省林木品种审定委员会品种审定。

现在,除了培养在读的20名博士硕士研究生,研究所承担石泉蚕桑试验示范基地、陕北生态桑试验站、关中果桑基建设及近500份桑树种质资源和220份家蚕种质资源库建设任务,特别是桑树和家蚕种质资源,长期以来没有专项经费支持,每年还必须有专人调查和继代饲养,找钱也是重要工作,用研究所所长苏超的话说,不能让宝贵的品种在我们手中丢失,被人叫败家子。

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米脂生态桑试验园

新时代“一带一路”倡议的提出,蚕桑产业又承载了新的历史使命。

“一日蚕桑业,终身蚕桑人。”抱着 “不浮躁、不折腾、不抱怨”的朴素信念,践行“365bet体育官网精神”和科学家精神,为了振兴我国桑蚕业,为了陕西乃至西北继续在新型蚕桑学科和产业取得更大成绩,蚕桑丝绸研究所科研人员以十年磨一剑的恒心和毅力,一如既往地继续努力着……


编辑:王学锋

终审:徐海