“我这一辈子的科研,就是在小小的辣椒上。”9月18日,中央广播电视总台推出纪录片《院士下田记》第三集《“辣椒校长”育种忙》,讲述湖南农业大学校长邹学校数十年如一日从事辣椒遗传育种的故事。
中央广播电视总台农业农村频道《三农群英汇》栏目推出纪录片《院士下田记》(第二季)。识别二维码看第三集《“辣椒校长”育种忙》。图源:中央广播电视总台
今天,第六个中国农民丰收节。让我们走近用一股“辣劲”干出“椒傲”的“辣椒院士”邹学校。
一粒种、一株苗、一棵辣椒从田间地头到实验室,从高效育种到示范推广,中国工程院院士、湖南农业大学校长邹学校30多年来,带领团队培育出165多个辣椒品种,占全国同期审定辣椒新品种的四分之一;跑遍全国搜集不同的辣椒种子,建立起一座拥有4000份育种材料的全国最大辣椒种质资源库;在全国辣椒育种界赫赫有名的4个骨干亲本中,就有3个是邹学校院士团队创制;培育的“湘研”“兴蔬”系列辣椒,是世界上种植面积最大的辣椒品种。
用小辣椒助推大产业,乡村振兴有了一抹最亮的“辣椒红”。如今,邹学校团队还准备开发出功能性的辣椒品种,比如降糖辣椒、减肥辣椒。
一
2022年12月,163.1克樟树港辣椒种子搭载神舟十四号载人飞船遨游太空半年返回地面。
2022年6月,163.1克樟树港辣椒种子搭载神舟十四号载人飞船遨游太空半年。同年12月4日,樟树港辣椒种子返回地面。2023年2月4日,中国载人航天工程办公室将种子移交给湘阴县人民政府。图源:三湘都市报
这些被送进太空的种子,来自离长沙50多公里的湘阴樟树港。樟树港辣椒和西湖龙井、五常大米等一样,都是国家地理标志农产品。但是这个传统品种,一度因为产量不高、抗病性差,农民想种不敢种。
邹学校院士带领团队,开展太空育种比对研究,将樟树港辣椒的种子重新改良。随着后续大面积推广种植,“樟树港天椒”将走上更多人的餐桌。
樟树镇里辣椒香。刘攀 摄
上世纪80年代,我国的辣椒品种只有60多种,大多是农民的自留种,辣椒种植也主要集中在长江中下游地区。
改变这种局面的是一种叫“湘研1号”的辣椒品种。
1988年,25岁的邹学校跟随团队,培育出我国第一个大面积推广的厚皮泡椒杂交辣椒品种“湘研1号”。它亩产可达2000多公斤,产量是此前品种的4倍,且不惧寒暑,搁哪儿都能生长。
青椒、线椒、甜椒、海椒、小米椒、朝天椒、灯笼椒、螺丝椒……市面上老百姓买的辣椒品种数不胜数,大部分是邹学校和他的团队培育出来的。
“辣椒的种子牢牢掌握在我们自己手中,而且资源丰富,品种多样,研发水平处于世界前列。”邹学校说,我国辣椒生产用种95%以上是国产种子,进口种子不到5%,辣椒成为没有被“卡脖子”、种植规模最大的蔬菜。
殊不知,常见的各式各样的辣椒,还有洋葱、胡萝卜、西红柿,很多都是外来的“洋种子”。
以湖南的地方品种资源伏地尖、河西牛角椒、湘潭迟班椒为骨干亲本,邹学校院士团队打造了“湘研”“兴蔬”等一系列“湘”字号品牌辣椒,成为我国育成品种最多、推广面积最大的骨干亲本,育成我国栽培面积最大的系列辣椒品种。
辣椒的成熟,一般要分几茬。掌握了辣椒生长规律的邹学校,通过技术研发,让辣椒能在同一时间成熟。这为辣椒机械化采收创造了条件,农民种植辣椒的人工成本大为降低。
在新疆,邹学校团队历时7年培育出我国第一个适合机械化采收的杂交品种“博辣红牛”。这款早熟、味辣、红色素和辣椒素含量高、坐果集中、干制率高、适合机械化采收的干椒杂交品种,在2013年就已成为新疆早熟干椒主栽品种之一,“博辣红牛”一亩地单产可达700多公斤。
眼下,地处内蒙古巴彦淖尔乌拉特前旗大佘太镇的万亩辣椒基地进入集中收获期,一串串火红的“博辣天骄60”簇生朝天椒缀满枝头,甚是喜人。
“丰产离不开机械化,不然农户种植辣椒既没有规模效应,也没有成本优势。对农民来说,省时省力省人工就是赚钱。”邹学校说。劳动力成本的大幅上涨,增加了辣椒采摘的成本,培育适宜机械化收割的辣椒品种成为当务之急。
在邹学校团队的指导下,在现代农业技术、种植管理模式加持下,当地实行机械化种植、标准化管理,实现辣椒产业提质增效,“博辣天骄60”簇生朝天椒试种成功,预计亩产干辣椒 500~600公斤,保守估算亩均收益8000元左右。
“未来巴彦淖尔辣椒产业的发展第一要更新品种,要选择市场需求量大的品种;第二要实现从播种到采收的机械化。”面对全国辣椒种植整体呈现“南椒北移”的发展趋势,邹学校对内蒙古巴彦淖尔辣椒产业发展提出了规划及具体建议。
目前,博辣红牛、博辣天玉等一些适合机械化采收的加工型辣椒已经开始大面积推广,在新疆、内蒙古、山东等地实现了机械化集中采收。
二
6月29日,第三届中国—非洲经贸博览会在长沙举办。
在长沙国际会展中心W2展馆卢旺达展区,一个小碟子上放了卢旺达的辣椒酱,供路过的观众品尝,不时有人驻足尝试。
来自非洲卢旺达的辣椒酱。人民网记者 刘宾摄
“听说湖南人爱吃辣,快来尝尝非洲卢旺达的辣椒,看哪一个更辣?”Valentine是卢旺达展馆的一位工作人员,同时也是卢旺达一家辣椒酱制作企业的老板。她介绍,卢旺达被称为“千山之国”,这里独特的地理环境非常适合种植辣椒,一年可产2-3季。相比普通辣椒辣度高4倍的卢旺达辣椒,在湖南市场反响火热,进口量从起初一年几百公斤到一年突破500吨。
鲜为人知的是,卢旺达不少辣椒品种是邹学校院士团队培育的。
“小辣椒”背后的“大产业”,正改变着无数人的命运。
辣椒是我国种植面积最大、产值最高的蔬菜作物。据华经产业研究院根据企查查等公开数据统计,截至2022年11月11日,我国共有约1.2万家辣椒加工相关企业。剁辣椒、酱辣椒、干辣椒、辣椒粉、辣椒酱、火锅底料……这样的初加工在各辣椒产区已然是标配。
辣椒还有很强的地域特色。仅是湖南,就有13个国家地理标志辣椒产品,如醴陵的玻璃椒、衡东的黄贡椒、湘阴的樟树港辣椒、浏阳的葛家鸡肠子辣椒等。
以衡东三樟黄贡椒为例,2022年种植面积突破1万亩,总产量8000多吨,综合产值达2.5亿元,惠及农户、种养户10万人。在当地还为“衡阳老乡”邹学校专门建有200平方米的“邹学校院士专家服务团队”研发中心,在黄贡椒提纯复壮、育种、栽培、加工、监测等方面进行技术攻关。“专家们的指导,让辣椒树成了我们的‘摇钱树’。”村民们说。
樟树港辣椒种植基地。刘攀 摄
作为一个地地道道的农家子弟,邹学校对世世代代以种地为生的农民充满了感情,也对贫困地区农民家庭的贫困生活有亲身的感受。“辣椒是一个适合偏远山区农业发展的朝阳产业,能在乡村振兴中会发挥很好的作用。我们将为乡村振兴当好‘排头兵’。”邹学校说。
如何不断延伸产业链,提升辣椒附加值,成为邹学校和团队不断探索的领域。
除了口味多元化,从辣椒中提取的高纯度辣椒素,是重要的工业原料,广泛应用在防腐、医药等化工领域。近10年来,全球对工业辣椒的需求不断增长,辣椒已经变成一种重要战略物资,可用于催泪弹、药物、保健品和生物农药等,甚至可以添加到油漆内用于船舶防污,防止海洋生物附着船舶。
我国辣椒的深加工水平领先世界,其中辣椒红素市场占有率高达67%。“辣椒红素是一种最稳定的脂溶性红色素,是最好的食品着色剂,是食品加工过程中唯一允许作为食品添加剂使用的色素,这种色素在其他植物里面是很少的。辣椒红素发育的时候,昼夜温差越大,辣椒红素的产量越高。”在新疆南部和田,邹学校发现了全世界辣椒红素的最佳生产地,计划选育含辣椒素和辣椒红素含量高的品种,专门用来生产辣椒红素。
下一步,邹学校团队准备研究降糖辣椒、减肥辣椒。因为所有的辣椒品种里面都有一种葡萄糖苷酶抑制剂,但每个品种里面含量不多,所以效果不明显。可以通过选择或者生物技术把葡萄糖苷酶抑制剂含量提高,吃了这种辣椒之后,能起到减肥、降糖的作用,使糖尿病人也能吃这种辣椒。
三
9月,湖南农业大学西门外,农大农科院片区正在抓紧建设中。目前,该项目主体结构已全部封顶,预计年底可交付使用。
不远处,30多个大棚里各种形态的辣椒静静生长,等待着主人挑选。它们的主人中,有“辣椒院士”邹学校,也有年轻的博士生们。辣椒育种,正是岳麓山实验室定位的重要方向之一。
这些年来,湖南辣椒大步闯江湖,留下传奇。
若要给“材料”论资排辈,骨干亲本就是“老祖宗”。全国4个辣椒骨干亲本,湖南占了3个。正是它们的问世,改写了中国辣椒育种的大走向,杂交辣椒逐渐成为主流。
从0到1这一步,走得太难了!
而“坚守”,是邹学校成功的秘诀。
2017年11月,中国工程院公布院士增选结果,时任湖南省农业科学院院长的邹学校当选为农业学部院士。中国工程院院士是国家设立的工程科学技术方面的最高学术称号。邹学校是继“杂交水稻之父”袁隆平之后,湖南省农业科学院的第二位院士。
培育我国第一个通过审定的易恢复、配合力强胞质雄性不育系,突破辣椒杂交育种技术瓶颈,是邹学校数十年如一日进行科研的重要成果。
1986年,在湖南农学院(今湖南农业大学)读了四年本科、三年研究生的邹学校,被分配到湖南省农业科学院园艺研究所,而他接到的第一个研究项目便是培育优质的辣椒品种。他和省园艺研究所蔬菜室的同事,在河西牛角椒原产地收集了单株材料64份,开始了长达6年8代的创制历程。
团队科研人员运用生态穿梭育种方法,让河西牛角椒经受长沙、海南和山西不同气候的考验,最终“炼”成辣椒骨干亲本6421,成为湖南省越夏结实率最高、适应范围最广、产量最稳定、受气候影响最小的地方品种。
1993年,邹学校所在研究团队在6421繁育群体中发现了天然的不育突变株,用可育株6421的花粉授粉,能正常结果产生种子。通过采用成对授粉杂交的方法,在1997年成功创制出了综合性状优良的胞质雄性不育系9704A,并于2000年2月通过湖南省农作物品种审定委员会审定。这一年,离邹学校一眼相中河西牛角椒时,已经过了整整14年。
“建设全球研发中心城市需要‘种子的力量’。”兼任岳麓山实验室主任的邹学校,比以前更忙了。
“长沙建设全球研发中心城市,岳麓山实验室有实力。”邹学校介绍,岳麓山实验室在2022年获50余项国家项目支持的基础上,今年又有7个项目获国家生物育种专项支持。
四
“研发什么品种好不要问我,要问老百姓的菜篮子。”
“椒农真正遇到什么问题,就是我们要去努力解决的问题,所以你不到田里去,怎么发现真正的问题?”
……
这位被称为“辣椒院士”的科研工作者,在农大学子心中,是位和蔼可亲的好老师、好校长。
邹学校像呵护每一粒种子一样对待每个学生,将课堂搬到田间地头、菜市场、餐桌上……“这是为了让学生们‘找到初心’,学农就是要为老百姓们解决实际问题,就是要把论文写在大地上。”这份爱农、事农、兴农的初心,正是这位“辣椒院士”教书育人的情怀。
多年来,邹学校一直以“以身作则”来作为自己的教育理念。
邹学校(左四)与学生亲切交流。图源:湖南日报
位于湘西土家族苗族自治州的泸溪县,曾是国家级深度贫困山区县,但这里得天独厚的气候因素和地理条件,有着种植辣椒的天然优势。1996年,邹学校第一次来到泸溪时,看到了改变当地老百姓积贫积弱的机遇——发展辣椒产业。
在当地政府支持下,邹学校发起了示范种植项目,当年泸溪县辣椒产量从亩产1000公斤增长到3000公斤。
从那之后的20多年里,邹学校就带着学生们在泸溪相继推广了“兴蔬301”“博辣红丽”“博辣红牛”等辣椒品种10余个。2020年2月,泸溪正式“摘帽”,小小辣椒产业在泸溪“椒”出一朵朵致富之花。
提及那段时光,邹学校的学生周书栋回忆,已经记不清有多少次,陪着老师连夜坐火车、转汽车赶往椒农的辣椒田,只因邹学校接到农民的电话,辣椒遭遇了病害、寒潮……看到泸溪现在的样子,一切辛苦都值得的。
失败是科研道路上的常态,学生李青对此颇有感触。稳定的辣椒遗传转化体系一直限制辣椒优良基因利用,为解决这一问题,李青从各种角度、使用各种方法进行了反复尝试,可一次又一次的失败,让她无数次想到放弃。
“搞科研失败是常态,要的就是不气馁的精神。加油!”邹学校看到学生的困惑,为她加油打气。李青重新积蓄力量,又经过数月反复尝试,最终有所突破,“成功的那一刻,就是想到要将这一好消息告诉导师。”
作为国家辣椒科研领域的领头人,邹学校从不局限于眼前的成果,他心中装着的是辣椒科研的蓝海。
2012年,湖南省蔬菜研究所的研究员刘峰初为人父,沉浸在家庭幸福、科研工作稳定的“小欢喜”中。“我们的基础科研薄弱,底层要突破!”邹学校的一席话让刘峰如梦初醒。尽管要和家人幼子分开,但刘峰毅然接受老师的提议,前往在分子生物技术研究处于世界前沿的国外大学学习。
多年过去,“卡脖子”技术难题早已攻克,辣椒育种水平全球领先,但刘峰仍然没有停下脚步,“中国要在生物科技领域掌握更多话语权,才能在未来的科研中更加主动。”
邹学校。郭雨滴 易亿 摄
多年来,邹学校心怀“国之大者”,担当育人使命,用实际行动诠释何为“教书育人楷模”。
他成为了众多学生的精神灯塔和人生导师,这位“辣椒院士”的科研精神和为祖国育人的教育情怀,激励着青年学子刻苦学习钻研,以青春力量勇攀科技高峰!(特约通讯员 庹炼 编辑:彭培成 刘丹;校读:符卓棻)