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小小羊草并不简单

来源:《中国绿色时报》

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发布时间:2022-06-17

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羊草实验基地 中国科学院植物研究所中科羊草团队供图

羊草是什么?

“羊吃的草都叫羊草,羊草是一类牧草植物”,这是社会上广泛流传的一种不规范表述。实际上,羊吃的草不一定都是“羊草”。“正规的”羊草,就像水稻、玉米或小麦一样,是专指禾本科赖草属的一个物种,中文名为羊草,别名“碱草”,拉丁学名是Leymus chinensis (Trin.) Tzvelev。拉丁学名是为了科学技术的交流,世界范围内统一使用的植物名称,一般每种植物只用一个拉丁学名。

羊草有“禾草之王”的美誉,属于一等优质饲草,不只是羊口中的“美味佳肴”,它还广受牛、马、驴、鹅、兔、鱼的喜爱。所以,羊喜爱吃羊草,但羊吃的草不一定都是羊草,羊草也不单单只适合饲喂羊一种动物。

2021年,国家林草局批准设立“羊草种质资源研究与利用国家长期科研基地”,其研究地点就在国家植物园。一株小小的羊草,为什么会受到科学家的青睐?

中国约有3万种植物,其中草原上的乡土植物就多达1.5万种。草原植被,就像皮肤一样呵护着山川大地,发挥保持水土、涵养水源、固碳释氧、维护生物多样性等多种功能。同时,草原植物还为草食家畜提供生存环境和食物供应,间接为人类提供肉、奶、毛、皮等生命健康必需品。然而,草原自然环境严酷,生态系统一旦遭受破坏,修复难度大、时间长,甚至无法恢复到同一等级的植物群落。重度退化的草原,生物多样性降低甚至丧失,造成珍稀动植物的数量大大减少。我国草原面积60亿亩,其中70%处于不同程度的退化状态,草原保护修复任务十分艰巨,受到严重胁迫而退化甚至濒临灭绝的草原乡土植物,正是国家植物园亟须研究和保护的对象。

草原区生物多样性组成的关键物种

羊草广泛分布于我国55%的陆地,其最佳适生区占我国陆地面积的18%(约为26.4亿亩)。中国羊草适生区占全球羊草适生区分布总面积的38%。

羊草草原是欧亚大陆的特有群系,主要分布于俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、日本和朝鲜等国及我国的东北三省、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等省区。中国羊草草原植物种类组成丰富,共记录维管植物325种,隶属于43科178属,其中双子叶植物247种,隶属38科134属;单子叶植物78种,隶属5科44属。羊草作为关键物种,在我国几大著名草原,如呼伦贝尔草原、科尔沁草原、松嫩草原及锡林郭勒草原广为分布,其显著特点就是均具有发达的横向根茎。

欧亚大陆东部草原生态修复的优质乡土草种

羊草发达的根网和顽强的生命力,成就了它“草原皮肤”颜值守护神的地位。羊草横向根茎穿透拓展能力强,能够形成强大密集的根网结构,盘结固持土壤,减少土壤颗粒和营养流失;寿命极长,一次播种成功可生存几十年,甚至达50年以上;全年覆盖土表,可显著减少土壤扬尘飞沙。羊草的这些特点,在水土流失控制、沙地治理、退化草原修复、盐碱地治理、毒害草治理、羊草草原景观重建、矿区生态修复等方面显现出巨大的生态价值。

草原文旅和“碳中和”目标的无私贡献者

草原的多功能性离不开羊草的作用,它们共同贡献了食物生产、水资源供给、气体调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性、文化服务(美学景观)的生态服务价值。在加强草原保护、保持生态系统健康稳定的目标下,通过挖掘草原生态服务价值,发挥草原民族民俗文化优势,科学合理利用草原景观资源,从而推动草原旅游业和草原生态休闲观光产业发展。此外,羊草草地在实现“碳中和”目标中表现出巨大的潜力。草地每年平均固定二氧化碳达每亩610公斤,如果改良退化羊草草地几亿亩,那将产生巨大的生态、饲用、固碳、景观、人文等综合价值。

优质牧草新品种培育的物质基础

2021年,国家林业和草原局首次公布中华人民共和国主要草种目录,共收录12科72属120个草种,羊草在列。作为我国唯一出口的优质乡土草,羊草苗期粗蛋白含量可达20%以上,适口性好、叶量多,并且具有抗寒、耐盐碱、耐瘠薄、耐牧等特性,在北京地区水肥供应充分的条件下干草产量潜力高达1吨以上。

随着基因资源在国际知识产权领域竞争的加剧,我国在基因资源保护和利用方面尚有许多短板,因此需要在羊草种质资源宏观保护和保存的基础上,重视基因知识产权研究和保护,为牧草良种培育和草牧业发展打牢基础。

在草原生态平衡维护和草牧业发展中扮演着重要角色

我国是一个草原大国,但还不是草原强国。目前,我们的“乡土草种”的种子生产严重不足,尤其是生态修复用草种,国家品种缺、种子产量低、成本高、繁殖系数低,在国际市场缺乏竞争力。我国优质饲草50%依赖进口,供需矛盾紧张。国际贸易摩擦使优质牧草种子和干草的国际贸易面临更大的不确定性。可见,草种业是阻碍我国草业和畜牧业高质量发展的硬伤,发展羊草种业刻不容缓。

羊草——小草不小,它在我国草原生态平衡维护和草牧业发展中扮演着重要角色。

围绕上述羊草的重要性,中国科学院植物研究所(国家植物园南园)开展了20多年的羊草种质资源研究工作,取得了一系列研发成果。目前,中科羊草研发创新团队承担着国家林业和草原局咨询服务项目、中国科学院战略性先导科技专项“创建生态草牧业科技体系”子课题、国家自然科学基金面上项目、内蒙古科技重大专项任务以及多家企业等多项委托合同。

2019年,“中科羊草研发创新团队”入选国家林业和草原局首批科技领域创新团队,3年来进展不断:在对收集保存的羊草野生种质资源评价的基础上,增加创制了3000多份新材料,对重要材料进行了基因组重测序,育成“中科5号”和“中科7号”国审新品种2个。在全国多地(内蒙古、吉林、河北、陕西、宁夏、甘肃、新疆、西藏等)建立了中科羊草种子繁育基地,与地方政府合作,同时联合多家企业,在内蒙古自治区通辽市开鲁县小街基镇创建了生态型“羊草小镇”。联合建设的6万亩种子田是目前全国最大的羊草种子繁育基地,成为服务生态修复和草牧业发展用之不尽的“种子生产和贮存库”。开发出沙地治理、盐碱地改良、毒害草治理、退化草原补播改良等利用模式。揭示了羊草自交不亲和性具有配子体型遗传特点,建立了羊草自交不亲和性分子机理模型,为育种方法的选择提供理论指导,揭示LcbHLH92基因通过负调控花青素/原花色素的积累并影响羊草种子萌发,为选育高发芽率羊草新品种提供了理论依据和基因源,创制出杂交结实率和发芽率高的优异育种材料。(刘公社)


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