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为有暗香来

2020-08-20 06:56 北京日报

来源标题:为有暗香来

凌寒傲放,暗香浮动。梅花,我国十大名花之首,古人栽培、赏析、应用梅花的历史,可上溯数千年。不仅文人墨客喜欢作诗赋文,品梅喻人;就连中国人调味史中,也有梅花的影子,《尚书·说命》就记载:“若作和羹,尔惟盐梅”。

梅花虽是名花,我国诗词书画和古代典籍描述较多,但缺乏科学的研究与记载。

在北京林业大学,有这样师徒三代,为了梅花,已努力近80年。他们安于寂寞,不畏艰辛,取得累累硕果——

摸清了我国梅花“家谱”,培育多个梅花抗寒新品种;

创造了“南梅北移”奇迹,成功申请到梅品种国际登录;

绘制了世界首张梅花全基因组变异图谱,解析梅花的遗传基因密码;

……

花开花落,人来人往。“梅花师徒”潜心研究的身影,就像一株株傲放的梅花,给人间带来馥馥暗香。

凌寒独自开

1074年至1076年,三年之间,王安石经历了罢相、拜相、再罢相的大起大落,心灰意冷,退居钟山,写下“墙角数枝梅,凌寒独自开”的名句,诉说着内心的孤独和不甘。

的确,傲雪绽放的梅花,卓尔不群。以梅花为研究对象,也注定是一个孤独而艰辛的选择。

陈俊愉选择了梅花,至死不悔。

1917年,陈俊愉出生在天津,他自幼喜欢莳花弄草,中学毕业后,选择了冷门的金陵大学园艺系,毕业后留校任教。抗战期间学校迁到成都,自1943年起,他跟随汪菊渊教授,开始系统研究梅花。

四川是梅花原产分布中心地区之一,成都的梅花美得令人陶醉。“当年走马锦城西,曾为梅花醉似泥。二十里中香不断,青羊宫到浣花溪。”陆游的绝句,描绘的正是梅林盛景。

研究花草,并不只有浪漫,同样需要付出艰辛和汗水。

从“青羊宫到浣花溪”,陈俊愉走了几十遍。五年间,他踏遍巴山蜀水,在重庆、江津等地发现了“大羽”“凝馨”“白须朱砂”等六七种梅花奇品。1947年,他用文言文书写出版了第一部著作《巴山蜀水记梅花》,详细论述四川梅花简史、分布、品种、繁殖、栽培、病虫害防治及应用等内容。

1958年起,陈俊愉任教于北京林学院,他未曾想到,自己的梅花事业会因为一场运动遭遇重创,甚至被迫中断15年。

好在陈俊愉并未心灰意冷。恢复教职时,已年过花甲的他,仍对梅花念念不忘。他倡导成立了中国花卉协会梅花蜡梅科研协作组,发挥集体力量,用时6年,全面调查我国梅花品种资源和野生种质资源。

1996年,由陈俊愉主编的《中国梅花》正式出版,共收集、记载了全国323个梅花品种,并基本摸清野生梅种质资源,完成了中国梅花品种的系统研究。

这并不是陈俊愉梦想的终点,他心中还有个更大的梦想,要让中国梅花扬名世界。

中国素有“世界园林之母”美誉,但直到1998年,号称植物资源宝库的中国却连一个植物品种登录权都没有,甚至当时国内学者对于如何争取登录权都知之甚少。

按照国际惯例,每一种植物的栽培品种都需在国际上进行正式登录,才算拿到在国际上通行的“绿卡”。国际植物品种登录权威的职责是负责在世界范围内对某一类或某一种植物品种进行名称的核准和认定,以确保品种名称的准确性、统一性和权威性,便于花卉在世界的传播和交易。

陈俊愉先后写信到美国、加拿大、英国,几经周折,终于摸清“庙门”,植物品种登录权威归国际园艺学会的栽培植物命名与国际品种登录委员会负责。

半个多月的精心准备后,陈俊愉拿出了齐全的梅花材料,在三次国际高端会议之后,梅花,申请通过。

1998年8月,中国花卉协会梅花蜡梅分会被批准为国际梅品种登录权威机构,时任梅花蜡梅分会会长的陈俊愉,被任命为国际梅品种登录权威专家。这是我国首次获得国际植物品种登录殊荣,意味着规范梅品种合格发表名称的工作将由中国人完成,这为中国梅花走向世界打开了一扇大门。至今,已有将近500个梅品种成功登录。

在此基础上,北林大建立了北京鹫峰国际梅园,为国内外登录的梅花优良品种搭建展示的舞台。

中国梅花终于走向世界。

聊赠一枝春

南北朝时,陆凯率兵南征,度梅岭时,正值梅花盛放,他折梅赠友,写下“江南无所有,聊赠一枝春”的浪漫诗句。

“梅不过秦岭”之说,古已有之。成都、杭州、南京、武汉、无锡等地是我国梅花品种多样性的主要发源地。

南梅可否北移?明清以来皆有尝试,均以失败告终。而北林大的“梅花师徒”,成功了。

在北京林学院任教后,陈俊愉就开始进行梅花引种驯化研究,尝试把江南梅花移到北京。他采集了南京梅花山和湖南沅江等地梅子播种于北京的苗圃中,尝试从几千株实生苗中选育抗寒新品种。

1962年4月6日,两个小小的花骨朵儿挺过严寒,在北京盛放。

陈俊愉开心极了,“瞧它,在五片乳白色的花瓣背还洒上极淡的粉红晕,多么像又胖又嫩、白里泛红的婴儿笑脸呀!”

“花瓣外边有酱紫色萼片衬托着,花瓣里面长着许多鹅黄色的雄蕊和一根绿黄色的雌蕊,还不时散发出沁人肺腑的清香。”

“此情此景,真不啻置身于江南的‘香雪海’了!”

……

6天后,北京晚报发表了一篇短文——《北京露地开梅花》,作者就是陈俊愉。他将这两朵小花取名为“北京小梅”和“北京玉蝶”。翌年,那些梅花树开了更多的花,初夏还结了一个硕大的梅子。这是世界植物驯化史上的奇迹,中国人的“南梅北移”迎来开局之喜。

遗憾的是,文革期间,陈俊愉和学生培育的抗寒梅花新品种连同此前20多年记录整理的梅花照片和研究资料付之一炬。研究被迫中止。

1982年春,陈俊愉的学生——张启翔接过了“接力棒”,在导师的指导下,他开始在北京、湖北武汉磨山、山东青岛中山公园、辽宁熊岳等地进行梅花抗冻生理研究、远缘杂交育种和区域试验。

张启翔选择我国原产的抗寒性强的山杏、杏、山桃等近缘种与梅花杂交,即便近缘,由于不同种杂交,仍属远缘杂交,困难重重——

由于物种间隔离会导致杂交不亲和性,要将梅花和杏花的花粉互相授粉,首先要解决梅花、杏花的花期不遇问题。

杂交时早期落果现象很严重。

即便花粉到了胚珠,可能还存在胚与胚乳不亲和,一旦果实掉落,就无法拿到杂交种子。

……

遇到难题,张启翔很是沮丧。陈俊愉总是耐心鼓励学生,“我们都说要千方百计、百折不挠,你才想了几个计、几个折啊?”

花期不遇怎么办?张启翔就将杏花花枝切割下来,给予一定温度湿度,让其提前两三个月开花;或者是取下梅花花粉放在低温干燥的环境延迟花期;

总是掉果,怎么办?张启翔采用赤霉素处理柱头,提高坐果率。他还在实验室环境下进行早期胚培养,促使种子长成幼苗。

武汉东湖磨山梅园,全国四大梅园之一。

读研时,张启翔经常在梅园一扎就是好几个月。他的老家就在武汉附近的黄冈,但他读博期间,过年从没回过家。春节,阖家团聚,他苦守梅花,等待花开。有一年,梅花开花刚好是大年三十,张启翔就守在苗圃边,把门板搭在两个板凳上,累了就靠着眯一会儿。那时,他已经忘了过年,眼中,只有竞放的梅花。

抗寒品种选育出来之后,还要在北方开展区域性试验,以观察品种的稳定性和适应性。即便已过去多年,那段苦中作乐的日子,张启翔记忆犹新,“有一年在山西做实验,住在村支书的家里,身上被跳蚤咬了上百个包。”

30多年的研究与实践之后,陈俊愉、张启翔带领的北林大梅花团队构建了关键亲本筛选、克服远缘杂交障碍、分子标记辅助选择、抗寒性评价相结合的抗寒梅花高效育种技术体系。他们培育出“燕杏”“花蝴媒”等10余个抗寒梅花新品种,最低能耐受-35℃低温,在我国“三北”(东北、华北、西北)11个省区进行了区域试验,西至新疆乌鲁木齐、北至黑龙江大庆均可露地越冬开花,使梅花露地栽培区域从长江流域北移两千公里。

“南梅北移”终成现实!

暗香浮动月黄昏

“疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏”,被誉为千古咏梅绝唱。

可“南梅北移”之后,梅花的香味却蹊跷地消失了。“梅花师徒”的第三代,开始为寻找消失的“暗香”努力。

陈俊愉的外孙女陈瑞丹,从小生活在外公身边,耳濡目染中对梅花产生兴趣,她大学本科在北林大学习园林专业,毕业后师从张启翔,开始攻读博士学位,“选育出具有梅花典型香味儿的抗寒品种”,是她的目标。

梅花从播种到开花一般要六七年时间,而直博一般是五年。“既要完成课题,又要在规定时间内毕业,真是‘压力山大’!”陈瑞丹笑着说,“做育种,就像养孩子,既要养好又要负责介绍对象,还得保证两者结合能有爱的结晶,且继承爸妈的优点。而且,杂交培育是环环相扣的过程,任何一个环节出了问题,之前的付出都会前功尽弃。”

读博头几年,陈瑞丹在青岛做杂交实验。果子刚成熟,有人爬进梅园偷采果实,恰巧就采到了陈瑞丹做实验的几株,那人咬了几口,觉得不好吃,就扔掉了。陈瑞丹来到梅园,看到地上被丢弃的果实,崩溃大哭,“当时觉得自己完蛋了,肯定毕不了业了!”青岛梅园工作人员见状,赶紧安慰,“别哭别哭,咱们再想办法,再想办法。”

北林大校园里,转机出现。

当时,陈俊愉院士向学校捐赠一批梅苗,就种在陈俊愉家楼下。其中,有两株看起来不大一样。陈瑞丹在外公的指导之下,选择了两株“淡丰后”,准备再试试。她以高接换头培育,通过嫁接实现年龄累加效应,以便提早开花。

2005年,陈瑞丹培育的幼苗开花了,花朵淡白,雍容华贵,而且“暗香”回来了。

陈瑞丹请外公取名,陈俊愉看看白色的花朵,又闻了闻香味儿,决定取名“香瑞白”。“香”既表明其芳香的特点,又与陈瑞丹导师张启翔的“翔”谐音,“瑞”取自陈瑞丹的名字,“白”则是描述其花色。

“香瑞白”是第一个具有梅花典型香味的抗寒品种,之后经张启翔团队在北方推广,2006年进行了国际登录。

闻道梅花坼晓风

严寒的晨风中,朵朵梅花傲然盛放,如瑞雪普降,满山遍野。美景之下,陆游写下了“闻道梅花坼晓风,雪堆遍满四山中”的诗句。

冲破寒风,凌寒独立的梅花,是坚韧不拔、百折不挠、自强不息的化身,这也是“梅花师徒”三代传承的精神品质。

从实生引种选育、梅花品种间杂交到远缘杂交育种,数十年间,陈俊愉、张启翔等人不断改良梅花抗寒育种方式,但都迈不过育种周期过长的坎儿。

有没有一种方法,既提高效率又精准育种?

张启翔向生命科学求解。1998年起,他带领北林大梅花研究团队利用分子生物学手段研究梅花重要性状的形成机制。2009年,又启动梅花全基因组学研究,开始对梅花进行全基因组测序。

孙丽丹,2009年跟随张启翔攻读博士学位,率先参与梅花全基因组学研究。这是当时国际上第一个花卉方向的全基因组测序项目,没有经验可以借鉴,难度可想而知。

“我当时两眼一抹黑,听遗传基因组相关的专业名词,就像是听天书。既要了解生物信息专业知识,还要学编程,而且老是学不会,特别沮丧。”当初的艰难,孙丽丹不堪回首,“那时候,还总有同行质疑,预言我们永远也做不出来。”

大家都觉得前途渺茫的时候,张启翔拿出陈俊愉当初告诉自己的话鼓励大家,“只要自己想做的事情,千方百计、百折不挠也要做好!要鼓足勇气,要相信自己!”

虽事务繁忙,但张启翔坚持带头攻关。经常深夜一两点开完会,他还在读文献、写论文。

开展梅花全基因组测序,找到杂合度很低的野生梅花是重要的先决条件。西藏通麦有一片人迹罕至的野生梅林,张启翔曾十多次穿越川藏天险,调查当地的梅花资源,历经艰险,最终选择了一株最古老、胸径最粗的野生梅,这成为构建梅花基因组平台的关键。

2012年,张启翔牵头完成了梅花全基因组学研究,绘制了梅花全基因组精细图谱,解析了梅花“特征花香”“傲雪开放”等分子生物学机制。

梅花为何“暗香浮动”?张启翔团队的研究首次发现,能直接催化生成梅花花香中重要成分乙酸苯甲酯的BEAT基因家族(苯甲醇乙酰基转移酶基因家族)在梅花基因组中显著扩增,这些扩增基因的剂量效应可能增加了乙酸苯甲酯的含量,从而使梅花具有独特的花香。

梅花为何“傲雪开放”?张启翔团队推测,DAM基因(与休眠相关的MADS-box转录因子)和过多的CBF基因(胞嘧啶重复/脱水响应元件结合因子)结合位点是梅花提早解除休眠的关键因子,从而使梅花能在早春开花。

在此基础上,张启翔团队与多家单位合作,2015年启动了梅花全基因组重测序研究,该项目选取333株梅花品种、15株野生梅花以及梅花的近缘物种山杏、山桃等开展研究,构建完成了世界首张梅花全基因组变异图谱。通过开展泛基因组学研究,团队发现,梅花基因组中有3364个特有基因,主要在类黄酮、苯丙烷类化合物、苯基丙氨酸等代谢通路中富集,与梅花花色、花香等重要的观赏性状形成相关。“暗香浮动”的奥秘就蕴藏其中。

2018年12月,张启翔等撰写的《梅花基因组学研究》一书出版,此时,他的恩师陈俊愉院士已故去6年。新书的扉页上,张启翔写下了13个字:谨以此书纪念恩师陈俊愉院士。

“梅花师徒”的脚步仍在继续。作为国家花卉工程技术研究中心和林木分子设计育种高精尖创新中心权威专家,张启翔正带领北林大梅花团队继续开展梅花重要观赏性状遗传机理解析和梅花遗传转化体系研究,继续探索着梅花分子育种落地。

为有暗香来。在“梅花师徒”的心中,那凌寒傲放的朵朵梅花,就是最大的褒奖。

责任编辑:詹雨泉(QZ0018)作者:任敏 铁铮

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