策劃 本刊編輯部

撰文 楊斧

面對(duì)種種壓力，科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)和培育產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)的“超級(jí)作物”，是眾望所歸。

大自然是博大精深的。地球陸地上的植物和真菌種類經(jīng)過(guò)幾億年的演化發(fā)展，已有百萬(wàn)之眾，它們當(dāng)中還蘊(yùn)藏著目前人類尚無(wú)法完全認(rèn)知的極為豐富的遺傳基因。與之相比，目前作為農(nóng)作物已經(jīng)開(kāi)發(fā)利用的物種和遺傳資源，實(shí)在不足以應(yīng)對(duì)人口增長(zhǎng)、可利用土地面積減少和淡水資源匱乏的現(xiàn)實(shí)。農(nóng)業(yè)科學(xué)家一直在探索“超級(jí)作物”。

西紅柿與土豆雜交令人期待

據(jù)報(bào)道，英國(guó)人保羅·漢索經(jīng)過(guò)15 年反復(fù)試驗(yàn)，終于成功培育出一種“一藤雙生”植物，即植株上面結(jié)出西紅柿，地下長(zhǎng)土豆

1980 年的《科學(xué)年鑒》上登了一則消息：聯(lián)邦德國(guó)蒂賓根普朗克生物研究所的植物生理學(xué)家梅爾徹斯和他的同事，在1978 年利用細(xì)胞融合技術(shù)培育出第一個(gè)西紅柿與土豆的雜交品種——具有在同一株植物上長(zhǎng)出兩種作物的能力，即在地面上長(zhǎng)出西紅柿，而在土壤內(nèi)長(zhǎng)出土豆。但研究者當(dāng)時(shí)不知道這種雜交品種能否繁殖出不低于原種品質(zhì)和產(chǎn)量的后代。

西紅柿和土豆都是風(fēng)靡世界的作物。它們的雜交品種如成功面世，將給全世界的農(nóng)民和“美食者”帶來(lái)“魚(yú)與熊掌兼得”的驚喜。但時(shí)間過(guò)去了30多年，筆者再?zèng)]聽(tīng)到過(guò)這方面的消息。直到幾年前在互聯(lián)網(wǎng)上一次無(wú)意間的瀏覽，才對(duì)此再燃希望之火花。

2016 年，有新聞報(bào)道稱：英國(guó)人保羅·漢索經(jīng)過(guò)15 年反復(fù)試驗(yàn)，終于成功培育出一種“一藤雙生”植物，即植株上面結(jié)出西紅柿，地下長(zhǎng)土豆。為了說(shuō)明其真實(shí)性，這則報(bào)道還附上了漢索和他培育的“新品種”的照片。從照片上看，這株猶如“斯芬克斯”的植物可謂土豆和西紅柿雙豐收，令人叫絕。但轉(zhuǎn)念一想又讓人感到疑惑：在“愚人節(jié)”消息常娛樂(lè)大眾，計(jì)算機(jī)軟件拼圖易如反掌的時(shí)代，這種圖片制作只需動(dòng)動(dòng)手指就可能完成。當(dāng)然，如果從當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度考慮，我們的菜園和大田中希望有這種“超級(jí)作物”誕生，而且越多越好。這不光關(guān)乎人類菜籃子的充實(shí)，更是生態(tài)農(nóng)業(yè)、健康農(nóng)業(yè)的希望所在。

人們之所以在土豆和西紅柿身上打主意，有其內(nèi)在的科學(xué)道理：這兩種植物都來(lái)自美洲，在植物學(xué)上都屬于茄科植物，親緣關(guān)系不算太遠(yuǎn)，其在細(xì)胞結(jié)構(gòu)和遺傳基因上存在某些共性。但目前農(nóng)業(yè)上種植的土豆和西紅柿已經(jīng)經(jīng)過(guò)幾百年的人工培育，與原生種在生物學(xué)性狀和生態(tài)適應(yīng)性上漸行漸遠(yuǎn)，若將二者合一，即使能產(chǎn)生能育的后代，其口味的變化和原種毒性的再現(xiàn)也是應(yīng)用上的巨大障礙。因?yàn)檫@種新品種是拿來(lái)吃的，不是用來(lái)賞玩的新奇植物，所以并非是一個(gè)人利用常規(guī)育種方法十幾年就能成功培育的。與其相比，同為茄屬的茄子和土豆之間的雜交育種可能更現(xiàn)實(shí)一些，但不會(huì)有土豆、西紅柿雜交成功所能取得的轟動(dòng)效果。

菊芋和向日葵雜交不妨一試

菊芋和向日葵都是原產(chǎn)于北美大草原的菊科向日葵屬植物，而且在遠(yuǎn)離故土的其他溫帶地區(qū)也栽培廣泛，堪稱“明星作物”。這兩者與上述西紅柿和土豆的組合有著相似的性狀，即向日葵是以地上部分的果實(shí)（俗稱葵瓜子）風(fēng)靡世界，而菊芋卻以地下生長(zhǎng)的塊莖令世人追求。而且二者之間的親緣關(guān)系更近，雜交后的“新品種”體內(nèi)產(chǎn)生潛在毒性物質(zhì)的可能性很小。

與向日葵相比，菊芋不僅身材略矮小，而且長(zhǎng)在莖頂部的花盤(pán)（頭狀花序）也小得多，結(jié)出的籽實(shí)很小，沒(méi)什么可食用的價(jià)值。但菊芋卻把繁衍后代的功夫用在了地下塊莖上，將光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)大量?jī)?chǔ)藏在其中，成為來(lái)年春季再度萌生新植株的儲(chǔ)備糧，這是一年生的向日葵所不具備的生物學(xué)特征。正是菊芋的這種生存之道，為原產(chǎn)地的印第安人提供了重要的食物來(lái)源。他們稱菊芋根為“太陽(yáng)根”，并在苗床上種植，以備早春食物短缺時(shí)食用。

“明星作物”向日葵以地上部分的果實(shí)（俗稱葵瓜子）風(fēng)靡世界

菊芋身材矮小，長(zhǎng)在莖頂部的花盤(pán)（頭狀花序）也小，結(jié)出的籽實(shí)很小，沒(méi)什么可食用的價(jià)值。但菊芋卻把繁衍后代的功夫用在了地下塊莖上

菊芋的塊莖常常被俗稱為“洋姜”，比土豆含有更多的礦物質(zhì)，比菠菜含有更豐富的鐵元素，而所含鉀元素是香蕉的六倍

17 世紀(jì)初，加拿大的法國(guó)移民將這種塊莖帶回歐洲栽植。很快，這種被稱為“加拿大土豆”的作物因其口味適合當(dāng)?shù)刭F族而開(kāi)始流行，并激發(fā)人們?cè)O(shè)計(jì)出了許多大膽的食譜。但到了19 世紀(jì)后，與真正的茄科植物土豆相比，在耕作方法和大眾化口味上，菊芋相形見(jiàn)絀，失去了優(yōu)勢(shì)，名氣漸小，甚至淡出了人們的視野。

菊芋的再度崛起，是現(xiàn)代的有機(jī)農(nóng)作物園丁和營(yíng)養(yǎng)研究人員重新發(fā)現(xiàn)的結(jié)果。他們經(jīng)過(guò)深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，菊芋的塊莖比土豆含有更多的礦物質(zhì)，比菠菜含有更豐富的鐵元素，所含鉀元素更是香蕉的六倍。這種塊莖還含有豐富的碳酸鈣和二氧化硅，對(duì)牙齒和骨骼有好處。菊芋也是低聚果糖(FOS)的良好來(lái)源，這種果糖能增加腸道下部的雙歧桿菌數(shù)量，從而促進(jìn)腸道健康，有利于人體免疫力的提高。尤其是菊芋塊莖不含淀粉，但含有菊粉。在肝臟中，菊粉被轉(zhuǎn)化成糖原。糖原是一種多糖，可以穩(wěn)定血糖水平，進(jìn)而減少饑餓感，抑制食欲。此外，菊粉能刺激胰腺分泌胰島素，因此非常適合早期糖尿病和成年型糖尿病患者食用。

從種植的角度考慮，菊芋的可食用體積是同等面積的土地上馬鈴薯的三到四倍，而且只需要很少照料。因此，即使在房前屋后、路邊和地頭零散種植，只要有足夠的光照條件，不經(jīng)意間也能帶來(lái)收益。在我國(guó)，菊芋的塊莖往往被俗稱為“洋姜”，塊莖做醬菜食用，多在農(nóng)家零散種植，很少占用農(nóng)田大規(guī)模栽培，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用潛力很大。如果菊芋與向日葵雜交育種成功，一種新興的優(yōu)質(zhì)油料和菊粉產(chǎn)量雙贏的“超級(jí)作物”將為農(nóng)民帶來(lái)更加巨大的收益。

牛蒡——身邊的“準(zhǔn)超級(jí)作物”

牛蒡是一種菊科二年生草本植物，原產(chǎn)于歐亞大陸的溫帶地區(qū)，在我國(guó)南北各地較濕潤(rùn)的山谷、草地都不難見(jiàn)到。它具有像成人那樣高的粗壯的莖，在地面上叢生著像大象耳朵一樣寬大的葉子，一個(gè)強(qiáng)大的肉質(zhì)主根深入泥土；初夏許多紫色的小花組成頭狀花序，在眾多綠色帶鉤的刺狀總苞簇?fù)硐麻_(kāi)在莖頂。這一切都顯示出它在陽(yáng)光雨露的關(guān)照下，具有超強(qiáng)的體魄，生物量遠(yuǎn)超周?chē)男〔莺娃r(nóng)田中的許多栽培作物。因此，牛蒡很早就受到人類的青睞，在歐洲一些國(guó)家因其體形龐大被稱為“熊植物”。

牛蒡是一種菊科二年生草本植物，在陽(yáng)光雨露的關(guān)照下，具有超強(qiáng)的體魄，生物量遠(yuǎn)超周?chē)男〔莺娃r(nóng)田中的許多栽培作物

不論是在中國(guó)的大部分地區(qū)還是在歐洲，牛蒡由于具有很重的苦味，并沒(méi)有被視為食用植物而進(jìn)入農(nóng)田和菜園，但它的根、種子（瘦果）以至莖葉都被視為解毒良藥，利用和栽培較普遍。

在日本，牛蒡的根和嫩芽備受重視，被視為最受歡迎的蔬菜之一。為了滿足大量的需求，目前供食用的牛蒡被種植在大型產(chǎn)業(yè)化的種植園里。牛蒡的根生長(zhǎng)在松軟肥沃的土壤中，可以長(zhǎng)到棒球棒大小，有強(qiáng)烈的堅(jiān)果味道。這種蔬菜會(huì)被加入湯中、油炸成天婦羅，或者與海草、胡蘿卜和其他蔬菜混合，用芝麻油煎，然后用姜和醬油調(diào)味，再配上米飯和魚(yú)食用。嫩芽的味道則類似一種可食用的薊類植物。因?yàn)樗鼈儽旧淼目辔逗苤?，需要佐以特制的調(diào)味汁食用，使其具有特殊的鮮美味道。

在日本，牛蒡的根和嫩芽備受重視，被視為最受歡迎的蔬菜之一

現(xiàn)代的研究表明，牛蒡根具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。它不僅含有蛋白質(zhì)、維生素C、B1、B6、B12和E，以及許多礦物質(zhì)（包括碳酸鉀、硫、二氧化硅和錳），而且像菊芋等許多菊科植物一樣，這種肉質(zhì)根中的碳水化合物主要由菊粉構(gòu)成，這使得它成為糖尿病患者理想的飲食之一。牛蒡的體內(nèi)還有許多有利于人體健康的次生代謝產(chǎn)物，如牛蒡苦味堿，牛蒡甙、鞣質(zhì)、揮發(fā)油等。牛蒡也是一種油料植物，通過(guò)對(duì)產(chǎn)于我國(guó)遼寧的樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：其蒴果含油18%，其中油酸占25.5%，亞油酸占56.6%，亞麻酸占7.9%。由此可見(jiàn)，牛蒡是一種根、莖、葉和果實(shí)都有較高利用價(jià)值的植物，具有培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，食用和藥用兼得的“超級(jí)作物”的潛力，應(yīng)該引起人們的特別關(guān)注。

月見(jiàn)草——老作物的新貢獻(xiàn)

月見(jiàn)草雖相貌平平，但當(dāng)夜幕降臨時(shí)，動(dòng)人的一幕出現(xiàn)了：它那嬌嫩的亮黃色花朵開(kāi)始綻放，香氣四溢……

月見(jiàn)草屬于柳葉菜科月見(jiàn)草屬，這一屬有119 種，都原產(chǎn)于美洲，是當(dāng)?shù)卦∶竦囊环N傳統(tǒng)食用和藥用植物。在夏季明亮的陽(yáng)光下，這種身材高挑的野草看起來(lái)相貌平平，難以引人關(guān)注。但當(dāng)夜幕降臨時(shí)，動(dòng)人的一幕出現(xiàn)了：它那嬌嫩的亮黃色花朵開(kāi)始綻放，一股怡人的香氣很快彌漫在空氣中，接踵而至的傳粉昆蟲(chóng)——斯芬克斯蛾就像被施了魔法似的在花叢上盤(pán)旋。雖然每朵花只開(kāi)一晚，但眾多的花朵此起彼伏，花香蛾舞的夜景往往持續(xù)到初秋。

月見(jiàn)草和粉色的斯芬克斯蛾。月見(jiàn)草是一種易于栽培，有較高醫(yī)療保健價(jià)值、食用價(jià)值和觀賞價(jià)值的“超級(jí)作物”

難怪這種迷戀夜色的植物在17 世紀(jì)被引種到意大利后，很快就讓受文藝復(fù)興影響而具唯美氣質(zhì)的歐洲民眾為之傾倒，他們甚至為了欣賞這種花在夜幕降臨時(shí)斯芬克斯蛾的表演而推遲去劇院欣賞歌劇的演出，以至歐洲巴洛克時(shí)期的貴族都爭(zhēng)相在花園中栽種月見(jiàn)草。很快，中產(chǎn)階級(jí)也跟風(fēng)而上。這種時(shí)尚一直延伸到平民百姓身上。

后來(lái)，月見(jiàn)草也在農(nóng)家的田園中占據(jù)了自己的位置。至此，它的食用價(jià)值才逐漸被歐洲民眾所認(rèn)識(shí)：那時(shí)的農(nóng)民在對(duì)月見(jiàn)草進(jìn)行簡(jiǎn)單的分蘗繁殖時(shí)，發(fā)現(xiàn)這種二年生植物的粗壯主根在第一年結(jié)束時(shí)呈粉紅色，且鮮美多肉，像煮熟的嫩火腿，有一股類似婆羅門(mén)參的細(xì)膩味道。人們還發(fā)現(xiàn)，月見(jiàn)草的嫩葉適于拌在沙拉里吃，而它那些迷人的黃色花朵則是一種很好的食用裝飾。于是在觀賞之余，月見(jiàn)草又作為一種美食來(lái)到歐洲人的餐桌上。

從20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始，在月見(jiàn)草的觀賞和食用價(jià)值之外，醫(yī)生和營(yíng)養(yǎng)師們又把注意力轉(zhuǎn)向了月見(jiàn)草的醫(yī)療保健價(jià)值?？茖W(xué)分析表明，月見(jiàn)草種子中富含可食用的油脂，其中亞油酸占70%以上，尤其令人驚嘆的是月見(jiàn)草油中10%左右為γ-亞麻酸。γ-亞麻酸是人體產(chǎn)生前列腺素的一種脂肪酸，月見(jiàn)草油因此成為世界上使用最廣泛的植物補(bǔ)充劑之一。一些臨床研究已經(jīng)證實(shí)：這種油在治療濕疹方面很成功，對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎有顯著的治療作用；服用這種油，有助于延遲糖尿病神經(jīng)病變(神經(jīng)損傷)的發(fā)生和發(fā)展?？茖W(xué)研究也表明，γ-亞麻酸可降低膽固醇，降血壓和消除血栓。

月見(jiàn)草的生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，有很強(qiáng)的自繁能力，只要有一定的光照條件，就可以在較貧瘠干燥的砂質(zhì)土壤中生長(zhǎng)，不需要特殊照顧。而生長(zhǎng)在較肥沃土壤中的植株產(chǎn)生的種子油中，γ-亞麻酸的含量反而更低。因此，月見(jiàn)草是一種易于栽培，有較高醫(yī)療保健價(jià)值、食用價(jià)值和觀賞價(jià)值的“超級(jí)作物”，應(yīng)該受到重視。

開(kāi)發(fā)耐鹽“超級(jí)作物”——海邊月見(jiàn)草

中國(guó)已經(jīng)引種栽培了大約10 種月見(jiàn)草，它們都早已“逃出”了花園，成了自由的野生者，在各自適生的環(huán)境中繁衍生息。其中，原產(chǎn)于美國(guó)和墨西哥東部海灘上的海邊月見(jiàn)草早已在我國(guó)福建、廣東等地的海邊沙灘上蔓延生長(zhǎng)。由于這種月見(jiàn)草花大艷麗，又有“海芙蓉”的美譽(yù)。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，海邊月見(jiàn)草也與它的近親月見(jiàn)草相似，種子中含有較高的γ-亞麻酸，而且花粉產(chǎn)量大，營(yíng)養(yǎng)豐富，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值高。尤其令農(nóng)業(yè)和植物專家青睞的是，它不僅本身就是一種潛在的超級(jí)鹽生作物，而且也為更多耐海水作物的培育提供了優(yōu)質(zhì)的基因。

原產(chǎn)于美國(guó)和墨西哥東部海灘上的海邊月見(jiàn)草早已在我國(guó)福建、廣東等地的海邊沙灘上蔓延生長(zhǎng)。這種月見(jiàn)草種子中含有較多的γ-亞麻酸，而且花粉產(chǎn)量大，營(yíng)養(yǎng)豐富，本身還是一種潛在的超級(jí)鹽生作物

耐鹽植物紅樹(shù)林，這些耐鹽植物的科學(xué)、合理利用對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義

眾所周知，生命起源于海洋，目前的陸生植物雖然早已離開(kāi)了“生命的搖籃”，但在它們的遺傳物質(zhì)中仍有可能遺存著適應(yīng)海水條件的基因。而一些植物在適者生存的長(zhǎng)期演化過(guò)程中又逐漸形成了耐鹽的生態(tài)習(xí)性，在海濱的潮間帶或土壤含鹽量較高的環(huán)境中繁衍生息，成為“鹽生植物”或“耐鹽堿植物”。其中最典型的鹽生植物是在我國(guó)華南和華東南部沿海灘涂上就能見(jiàn)到的紅樹(shù)林植物，如紅樹(shù)、秋茄、海蓮、海漆、桐花樹(shù)、欖李、海桑等。此外，有些耐鹽堿植物則生長(zhǎng)在間接接觸海水的海灘上，如我國(guó)黃河入?？谔幋笃植嫉霓伎浦参稃}地堿蓬；還有些則主要生長(zhǎng)于氣候干燥的內(nèi)陸荒漠的鹽堿地上或鹽湖周?chē)鐧f柳、胡楊、沙棗、酸刺（醋柳）、駱駝刺和白刺等。在形形色色的耐鹽堿植物中也有一些是傳統(tǒng)的栽培作物，如甜菜、粟、棉花、高粱、向日葵等。

這些典型的鹽生植物或耐鹽堿植物都具有一定的抗鹽本領(lǐng)：它們或通過(guò)根部組織中的凱氏帶等結(jié)構(gòu)的選擇性吸收和隔離作用，減少鹽中的金屬離子進(jìn)入體內(nèi)；或?qū)⑦M(jìn)入體內(nèi)的金屬離子通過(guò)花青素等水溶性化學(xué)物質(zhì)攜帶，轉(zhuǎn)移至植株枝葉頂部的鹽腺分泌到體外；或通過(guò)體內(nèi)所含的單寧與被動(dòng)吸收的過(guò)量金屬離子結(jié)合使其失去毒性，貯存在根部、樹(shù)皮中及細(xì)胞間隙，不對(duì)植物正常的生理生化過(guò)程產(chǎn)生干擾，達(dá)到身在鹽水中或扎根于鹽堿土中而能獨(dú)善其身的耐鹽特性。這些耐鹽堿植物的科學(xué)、合理利用對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義！