井冈山大学科研团队攻关花期调控

“若要盼得哟红军来,岭上开遍哟映山红......”

提起映山红,人们会情不自禁想起那首耳熟能详的经典歌曲,想起赣南苏区那段波澜壮阔的革命历史。

映山红是一种杜鹃花属植物,因鲜花盛开时红遍山野而得名。江西井冈山地区的映山红,一般在早春二三月间开放,花期仅一个多月。

为了让绚美的映山红四季常开,井冈山大学科研团队潜心攻关映山红花期调控技术,历时13年,终于实现了这一目标。

井冈山大学北区的生物园内,一丛丛映山红竞相怒放。井冈山大学供图

打破休眠状态

日前,科技日报记者走进井冈山大学北区的生物园内,只见一丛丛映山红竞相怒放。该校生命科学学院正高级实验师胡雪华,正俯身观察花儿的生长状况。

“能否在冬天和夏季,也让映山红开满枝头?”2011年,胡雪华怀揣这样一个梦想,带领团队与花期调控技术较上了劲儿。

开花是植物生育期内一个重要的发育阶段。植物成花可分为开花决定、信号传导、花的发端和花器官形成四个过程。在这中间,开花决定是基础,直接关系到植株开花的时间。

调控映山红的花期,就要找到影响开花决定的所有因素。可这些因素在哪里?

“首先要做的,是打破休眠状态。”胡雪华告诉记者,映山红偏爱阴凉环境,一旦气温攀升至30°C以上,它便进入休眠状态。在自然条件下,映山红从花苞发育到开花,会经历冬天的低温。正是这一过程,打破了休眠状态。

团队最初尝试利用冷库设施,模拟冬季低温条件。然而,他们多次试验,屡屡受挫。团队甚至精细到以零点几摄氏度的变化来调节温度,遗憾的是,他们始终无法突破周期限制,仅能将花期提前约一个月。

“时间还是太短了。”胡雪华和团队逐渐意识到,花期“开关”的线索,或许隐藏在山野之中。

历经无数个日夜,穿梭在实验室与大山之间,他们与映山红仿佛成了彼此无言的“朋友”。

在漫长的探索过程中,团队发现,映山红有一个特殊习性。

“它非常喜光,但又对光很敏感。”胡雪华说,“光照超过一定温度和时间,花会晒伤甚至晒死。”

原来,光周期是影响映山红开花的主导因素!“能不能通过控制光照时间,改变花儿开放的时间?”胡雪华提出新的思路。

找到最佳公式

在井冈山大学生物园的花期调控室里,记者看到,一排排植物补光灯悬挂在屋内。

“我们通过调节补光灯的开启数量、改变光源高度等方法,让光照强度在每日不同的时刻发生变化,让映山红误以为时间流转、昼夜交替。”胡雪华说,“当然,模拟日照只是花期调控的手段之一。”

团队的另一个重要尝试,是生长调节剂的使用。

生长调节剂,这种人工合成的神奇物质,具有与植物激素相似的生理和生物学效应。其配制过程是个“细活儿”,多一点少一点,都会对花卉产生显著影响。

为此,胡雪华和高级实验师李晓红等人,将大量的时间投入到实验大棚中。

“经过几年试验,我们独创出一套针对映山红的生长调节剂配方。”李晓红对记者说,“在临近开花期1到2个月的时候,我们根据花苞成熟度预估花期,决定加快还是延迟其开花。”

“如果花苞成熟度不够,可通过喷施调节剂,让花期提前8到24天;如花苞成熟度过快,同样方法也可让花期延迟10到20天。”井冈山大学生命科学学院教授贺根和介绍。

此外,他们还综合运用温度调整等环境控制措施,结合株植的修剪,来精准调节花期。

理论和实践都有了,下一步是让成果走出实验室,走向真实的自然环境。

“这项研究的起点,是花芽分化的内在生理机制。我们深入探究了不同光照强度、温度条件以及各种类型浓度的植物生长调节剂对开花状况的影响,及其生理生化物质变化。”胡雪华说,要进一步验证这套方法的有效性,没有捷径可走,只能用“笨”办法——人工观测。

胡雪华已记不清有多少个夜晚,大家通宵守在植株旁,观察和记录相关数据,并反复进行实验。

2018年10月,团队终于迎来重大突破——他们找到了光照、温度、调节剂浓度、生理生化规律的最佳匹配公式。

至此,映山红花期调控的关键技术堵点打通了!

红花带来“红利”

一个“关于美丽的梦想”,在团队的努力下一步步变为现实。

2019年4月,中国北京世界园艺博览会开园迎客。在江西园主入口,一丛丛映山红火红绚烂,吸引众多游人驻足观赏。这些映山红,是江西园唯一从高校选出的参展花卉。

“套入公式,就能让映山红随时随地开花。”胡雪华告诉记者,截至目前,映山红花期调控技术已获1项国际专利授权、2项国家发明专利授权。

四季常开的映山红,一头连着乡村全面振兴,一头连着革命老区人民对美好生活的向往。

“2022年,井冈山大学开始与我们县合作。”江西省泰和县水槎乡映山红种植专业合作社负责人李平说,“两年来,每年带动本地村民育种苗5万株,先后为200余位返乡创业青年提供了支持,整体产值达1500多万元,超过2000人从中受益。”

井冈山大学校长罗旭彪向记者介绍,目前,该校的映山红景观设计体系已经成功服务了20所校园、15家纪念馆、50个美丽乡村建设和8个景区建设项目。

同时,他们还开设了线上公益课堂,积极推广相关技术,这些课程的播放量高达3500万次。

“在刚刚召开的全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会上,习近平总书记强调,扎实推动科技创新和产业创新深度融合,助力发展新质生产力。融合的途径是促进科技成果转化应用。”罗旭彪表示,“接下来,我们将进一步开展技术推广和应用,与政府、企业进行产学研对接和成果转化。通过‘映山红产业联盟’,向全国200个城市扩展。”

而身为科技特派员的胡雪华,正在计划和学校一起打造“映山红+”产业链,让“岭上开遍映山红”的同时,为各地乡村振兴注入一份四季常开的“红利”!