2025年05月07日
——周口師范學院植物遺傳與分子育種重點實驗室參觀記
□記者 王吉城
“太不可思議了！這些小瓶子里竟分別藏著上萬株野菊、三叉苦、人參、冀張薯幼苗！”近日，在周口師范學院植物遺傳與分子育種重點實驗室，記者跟隨實驗室主任徐克東教授的腳步，見證了植物快速繁殖技術創(chuàng)造的生命奇跡。透過晶瑩剔透的培養(yǎng)瓶，各種植物嫩綠的幼苗在無菌培養(yǎng)基中舒展身姿，宛如靈動的綠色精靈，無聲訴說著科技與生命交融的奇妙故事。
這座成立于2009年的實驗室，依托河南省植物學重點學科和周口市作物遺傳改良工程技術中心，十余年來一路攻堅克難。其中，由周口師范學院牽頭申報的“植物高效再生與遺傳轉化技術建立及應用”項目，斬獲2022年度河南省技術發(fā)明獎一等獎，實現了周口市在河南省自然科學“三大獎”上零的突破。作為河南省作物分子育種與生物反應器重點實驗室，這一成績在周口師范學院發(fā)展史上意義重大，也為該校建設高水平應用型大學樹立了重要里程碑。
快繁技術：賦能產業(yè) 服務地方
走進實驗室，一排排培養(yǎng)架整齊排列，透明玻璃瓶內的幼苗郁郁蔥蔥，宛如一片微型“綠色森林”。恒溫恒濕的環(huán)境控制設備、智能光照系統(tǒng)，以及嚴格的無菌操作流程，構建了植物快速繁殖的“理想王國”。
“傳統(tǒng)植物育種就像一場漫長的馬拉松?！毙炜藮|拿起一個易拉罐大小的培養(yǎng)瓶介紹道，“瓶中的每株冀張薯幼苗都能快速發(fā)育，一個瓶子能培育上萬株甚至上百萬株！以羅漢果為例，從播種到成苗需要3至4個月，而我們的快繁技術能將周期縮短至45天?！彼M一步解釋，快繁技術的核心在于利用植物細胞，通過優(yōu)化培養(yǎng)基成分等方式，讓植物在短時間內實現幾何級數的快速繁育。
在藥用植物領域，快繁技術成為滿足藥企需求、保障原料供應的“關鍵鑰匙”?！霸S多藥用植物自身繁殖能力弱，藥企需要大量原料時，傳統(tǒng)方式根本無法滿足?！毙炜藮|舉例說，“像野菊、三七，過去經常面臨原料短缺?，F在，我們通過實驗瓶實現了大批量生產，與三九華潤集團的合作正在穩(wěn)步推進?！蹦壳?，實驗室已與70多家企業(yè)建立合作關系，針對不同藥用植物的特性，研發(fā)個性化快繁方案，有效緩解市場供需矛盾，為醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展提供了堅實支撐。
在植物脫毒方面，快繁技術成效顯著。徐克東指著懷地黃幼苗解釋：“有些植物攜帶的病毒雖不危害人體，卻嚴重影響品質和產量。通過快繁過程中的脫毒操作，我們培育出無病毒種苗，不僅使其產量提高，藥用成分含量也大幅增加。”實驗室建立了一套完善的病毒檢測體系，運用分子生物學技術，能夠精準檢測和去除植物體內的病毒。以馬鈴薯為例，經過脫毒處理的種苗，生長過程中薯塊增產提質效果顯著，營養(yǎng)價值更高，有力推動了馬鈴薯產業(yè)升級。
十年攻關：聚焦創(chuàng)新 實現突破
在植物快繁技術取得顯著成效的同時，實驗室在植物遺傳轉化領域的突破更令人矚目。項目團隊聚焦“優(yōu)異基因資源發(fā)掘與種質創(chuàng)新、作物分子設計與新品種選育、植物再生遺傳轉化技術創(chuàng)新與生物反應器構建、農作物生長調控與保護”四個核心研究方向，開展深入研究。
“植物高效再生與遺傳轉化技術建立及應用”項目的成功，凝聚了科研團隊十余年的心血。這期間，團隊成員經歷了無數次失敗，僅在類蛙卵體干細胞體系的研發(fā)中，就進行了超過500次的培養(yǎng)基配方調整和300余次的基因導入實驗。但他們始終堅信，只要堅持不懈，就一定能攻克難關。
項目團隊在國際上首次誘導并命名了類蛙卵體、類塊根體、類珠芽體三種新型植物體細胞胚結構，其中類蛙卵體干細胞高效轉基因體系更是國際首創(chuàng)?！斑@就像找到了植物遺傳轉化的新‘密碼’?！毙炜藮|興奮地說，“通過這套體系，我們在239種植物（涵蓋多種常見農作物、藥用植物等）中的轉化率能達到90%以上，最高可達100%，這是植物遺傳轉化領域的重大突破?！?/p>
在實驗室，記者參觀了“激光共聚焦顯微鏡”。工作人員現場操作，通過高分辨率成像技術，展示了植物細胞內基因的定位與表達過程?！斑@臺設備能幫助我們精準找到目標基因，就像在細胞的‘迷宮’里導航，為基因編輯和種質創(chuàng)新提供關鍵數據支持。”團隊成員李曉麗博士介紹道。
此外，實驗室配備的超低溫冰箱，最低溫度可達-80℃以下?！叭绻麜簳r不想讓植物生長，就可以將干細胞放入冰箱冷凍休眠。等到需要時再取出，它們就能繼續(xù)生長，這種技術對于種質資源保存和科研實驗周期調控至關重要?！毙炜藮|說。
憑借這些成果，該項目榮獲2022年度河南省技術發(fā)明獎一等獎實至名歸。以中國工程院張新友院士為組長的評審委員會一致認定，該項目達到國際領先水平。
創(chuàng)新不止：孕育希望 再攀高峰
在植物快繁和遺傳轉化領域取得的一系列成果，為實驗室的進一步發(fā)展奠定了堅實基礎。如今，植物遺傳與分子育種重點實驗室正帶著這些成果，逐步搬遷至學校新建設的伏羲實驗室，向著更高的目標進發(fā)。
“十幾年來，從第一代建設者李成偉教授開始，項目團隊用火熱的青春在小小的植物細胞里做出了大文章?！毙炜藮|感慨地說，“一群年輕科研工作者將科研扎根于實踐，在祖國大地上留下堅實的科研足跡，十年蝶變，一路高歌?！?/p>
回顧科研歷程，其中的艱辛不言而喻。不經一番寒徹骨，哪得梅花撲鼻香?？茖W研究是個苦活兒、累活兒，不澆足汗水，希望之苗又怎會茁壯成長？
在徐克東教授帶領下，記者參觀了新場地。新實驗室擁有全自動植物培養(yǎng)系統(tǒng)等一系列高端科研設備?！半m然新設備更先進，但植物快繁始終是我們的核心競爭力。新的實驗平臺將為技術推廣和成果轉化提供更大空間?！毙炜藮|說。
不僅如此，目前實驗室的快繁技術成果廣泛應用于醫(yī)藥、農作物等領域，他們培育的幼苗可在全國各地種植基地茁壯成長。
實驗室內，學生們專注于實驗操作和論文撰寫?！靶炜藮|教授培養(yǎng)的學生，80%都考上了研究生?！币幻芯可f，“我們將沿著徐教授的腳步，深耕植物快繁領域，傳承科研精神，為種業(yè)發(fā)展貢獻力量?！?/p>
實驗室十分注重人才培養(yǎng)，已建立了完善的人才培養(yǎng)體系，除理論教學和實驗指導外，鼓勵學生參與科研項目，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實踐能力，拓寬學生的學術視野。許多學生在參與科研項目的過程中取得了優(yōu)異成績。
周口師范學院植物遺傳與分子育種重點實驗室植物快繁技術不僅培育著萬千幼苗，更孕育著種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的無限希望。“我們的科研團隊將立足河南、面向全國，圍繞糧食安全需求，以主要作物為研究對象，打造河南省生物農業(yè)技術研發(fā)與人才培養(yǎng)高地，為產業(yè)發(fā)展提供有力支撐?！毙炜藮|自信地告訴記者。②11
