近日,药用植物繁育与栽培国家地方联合工程中心胡学博教授团队来自埃塞俄比亚小伙Seifu Juneidi博士与项目组成员一起在Frontiers in Plant Science杂志发文阐述打破半夏夏天休眠的一种基因工程方式。半夏是中药大品种,在我国大部分地区自然分布。但在长江沿线及以南地区,半夏一般在4月左右出苗,6月底左右即倒苗休眠,在最热的7-8月份在土壤下处于休眠状态,9月中下旬天气转凉后再次生长,直至11月底前后天气转凉后第二次次倒苗,形成特殊的一年两次生长的生理现象。尽管半夏一年两茬让药材种植户能收获两次,但因生育期过短,每次收获量偏低。然而,在黄河以北的一些地区,半夏一年只有夏季一个生长周期,因生长周期长,单位面积产量高,用工少,因此效益更高。不过因冬天太冷,半夏在一些北方地区难以越冬。湖北江汉平原半夏因品质佳而历来备受市场欢迎,但在产量上没有优势。聪明的商人看到商机,将湖北的半夏采购运到北方做种,形成了特殊的药材生产产业链。尽管湖北本地半夏多数做了种,但发展面积受限。
为探索温度是否是引起半夏休眠的关键因子,Juneidi博士将来源于拟南芥的耐高温基因导入到半夏,获得的半夏植株在夏天40度高温下显示出顽强的生长能力,比普通半夏生长时间更长。改良的半夏能较好听过武汉夏天的高温,生长时间变长了,自然产量也得到提高,活性物质的含量也有显著提升。本研究为进一步指导田间分离筛选耐热半夏品系打下了坚实基础,可能是未来湖北以及长江沿线及以南地区半夏优势品种选育的一个方向。
南非斯坦陵布什大学(University of Stellenbosch)从事传统药物的Nokwanda Makunga教授、华中农业大学陈伟教授团队亦对论文有贡献。本研究受到科技部“一带一路”国家传统草药品种本地整理及数据库建设等项目资助。
(胡博 文)