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二零一四年七月二十二日

中大林汉明教授发现野生大豆的耐盐基因
盼可缓解农耕地盐渍化之困



香港中文大学(中大)大豆研究中心主任、生命科学学院教授林汉明教授领导的研究团队,花了逾十年时间,终于成功通过野生大豆的基因图谱,发现并复制了一个主要的耐盐基因,向大量培植优质耐盐大豆的目标迈进了一大步,最终可为中国以至全球的农业作出贡献。这项研究成果刚刊登于著名科学期刊《自然通讯》(Nature Communications),该期刊在跨学科科学界的影响力仅次于著名的《自然》(Nature)及《科学》(Science)。 

大豆是起源于中国的重要经济作物,在国际农作物贸易市场上排名第三位。大豆蕴含丰富营养价值,同时,种植大豆亦可以令土地更肥沃及作为生物燃料。由于中国及世界的优质农耕地面积及淡水资源不断萎缩,大豆产量难以满足全球人口上升而日益增加的需求。农地盐渍化问题影响著全球20%以上的灌溉土地,是对农业发展的严重威胁;而且大豆长期在人工筛选下,失去了一定的耐逆能力。因此,若能培植出高耐逆能力的大豆,能适应边缘及贫瘠土地的环境,就可以促进可持续农业发展。 

林汉明教授于 2010 年在遗传学权威杂志《自然遗传》(Nature Genetics) 发表封面文章,破解31种野生大豆及人工培植大豆的全基因组密码,揭示了野生大豆比人工培植大豆具有更强的耐逆力及生命力,该研究项目名为「大豆回家」。 

破解野生大豆基因密码 推进改良品种的培植工作 

此外,林汉明教授及其团队在过去十多年间,致力在能适应恶劣环境的野生大豆中寻找耐盐基因。通过与华大基因研究院、中国农业科学院等单位合作,林教授应用了崭新的高通量基因组测序技术,建构了大豆遗传图谱,并作多年的田间和温室考察,为十一个大豆的重要种植及营养特性找到关键基因的相对位置。最后,林教授应用分子生物学技术,从耐盐野生大豆中成功复制耐盐基因,并进行功能测试。是次突破性的发现,可大大提高培植耐盐大豆的效率,目前林教授已与国内大豆培植人员开展这方面的工作,以非基因改造的方法,培育适合中国盐碱地种植的耐盐大豆。同时,林教授的研究团队亦会继续到内地西北干旱地区进行实验,期望可复制野生大豆的耐旱基因,向培植既耐盐又耐旱的「超级大豆」的目标进发。 

科学家的无私传承 后人完成使命

林教授对大豆研究的热情,除了因为大豆源自中国这个感情因素外,还另有原因:「大豆研究是一个既有应用价值、又富学术挑战的课题。我十多年来锲而不舍地寻找大豆耐盐基因,也是因为要兑现对一位前辈的承诺。1998年,我在中国工程院范云六院士的引荐下,结识了中国农业科学院的邵桂花研究员。邵研究员长期从事中国大豆耐盐的田间实验工作,但由于年龄和实验条件所限,她无法完成有关大豆耐盐机理的研究。于是我建议由中大的团队以新科技和新观念来完成这个课题。此后十多年间,邵研究员将田间知识毫无保留地与我及我的学生分享,我们合作无间,成为忘年之交,我亦承诺完成这项重要使命。」这个科研项目的成果,包含了科学家之间的无私传承,以及不同年代研究生的努力耕耘。 

农业生物技术国家重点实验室(香港中文大学伙伴实验室)简介 

中大大豆研究中心是农业生物技术国家重点实验室(香港中文大学伙伴实验室)的研究单位之一。农业生物技术国家重点实验室的设立,主要为应付迫切的食物供应问题——如何增加农业产量,确保食物安全和有足够营养,以满足有十多亿人口的大国的需要。实验室建基于中文大学及中国农业大学的合作,这两所同在农业生物技术占领导地位的大学,合力发展分子生物技术,并将之应用于增加农作物的产量及改善其营养价值上。

林汉明教授展示耐盐大豆(左)及盐敏感大豆的分别。
林汉明教授展示耐盐大豆(左)及盐敏感大豆的分别。

中大理学院院长黄乃正教授(中)、林汉明教授(右五)与大豆研究中心的团队成员合照。
中大理学院院长黄乃正教授(中)、林汉明教授(右五)与大豆研究中心的团队成员合照。

中国农业科学院的邵桂花研究员将有关大豆研究的知识毫无保留地传授予林汉明教授及其学生。
中国农业科学院的邵桂花研究员将有关大豆研究的知识毫无保留地传授予林汉明教授及其学生。

野生大豆W05比人工培植大豆C08更具耐盐能力。
野生大豆W05比人工培植大豆C08更具耐盐能力。

研究团队在中国盐碱地作测试。
研究团队在中国盐碱地作测试。

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