研究人員察看幼苗生長情況

在合肥科學(xué)島的實驗室里，藏著一間“植物工廠”。在這里，無需種子，用植物的一葉一芽即可完成育苗。這項基于組培技術(shù)發(fā)展而來的高效育苗技術(shù)，被形象地稱作“工廠化繁育技術(shù)”。

如今，這間“植物工廠”已經(jīng)實現(xiàn)了太和香椿、滁州貢菊等諸多經(jīng)濟作物的種苗化生產(chǎn)。

“不老女神”量化生產(chǎn)的秘密

人們常說“花無百日紅”。但這一俗語，在科學(xué)島卻被打破了。

在中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能所（以下簡稱“智能所”）的一間實驗室里，幾盆繡球花開得正盛，這些本該于5~8月盛放的花朵，卻在如今展露芳顏�！斑@是我們在繡球種苗種植和繁育過程中發(fā)現(xiàn)的一株優(yōu)良株系，由于其品種特性，再加上適宜的生長條件控制，可實現(xiàn)終年開花�！敝悄芩�副研究員侯金艷表示。

為此，研究人員給了它一個十分熨帖的代號——“不老女神”。

發(fā)現(xiàn)優(yōu)良株系，又如何保證其特性在繁育中不“流失”呢？

研究人員搬出了“科技絕活”，對優(yōu)良母體進行克隆、復(fù)制。

“我們借由組培技術(shù)，以母體的任意一個組織器官作為出發(fā)材料，一年內(nèi)可實現(xiàn)5代幾何級數(shù)式的繁殖，產(chǎn)出300萬株幼苗，并且這些再生種苗都會保持母體的優(yōu)良特質(zhì)�！焙罱鹌G介紹。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可視為一種“植物克隆”手段，屬于無性繁殖技術(shù)。該技術(shù)通過取用植物莖段、葉片、芽尖等為材料，消毒切割后進行離體培育，即可獲得完整的植株幼苗。這一過程不受季節(jié)和時間限制，且能夠?qū)崿F(xiàn)種苗的規(guī)模化生產(chǎn)。

形象來說，若將植株比作“美猴王”，那么植物組織培養(yǎng)技術(shù)就如同利用其毫毛變出千萬個“猴王”一般，高效且神奇。

成果落地應(yīng)用，年產(chǎn)300萬株黃精

在這些花花草草的隔壁，還有一間百平方米的組培室，這里宛如一個高效運作的“植物工廠”，近萬個透明的培養(yǎng)瓶整齊排列，構(gòu)建出一片獨特的“垂直森林”。

在這間“植物工廠”內(nèi)，記者不僅見到了“不老女神”繡球花的幼苗形態(tài)，還看到許多通過組織培養(yǎng)技術(shù)精心培育的植株幼苗，涵蓋了南京椴、杜仲、多花黃精、烏桕等多種高附加值的經(jīng)濟作物。而瓶內(nèi)含有植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基，是這些幼苗的“原始土壤”，更是其生長發(fā)育的關(guān)鍵所在。

為解決傳統(tǒng)組培技術(shù)在應(yīng)用中面臨的諸多挑戰(zhàn)，如繁育成本高、操作流程復(fù)雜及可培育植物種類受限等，在研究過程中，智能所吳麗芳團隊成員侯金艷與團隊伙伴全力開展技術(shù)攻關(guān)，根據(jù)不同植物再生成苗關(guān)鍵期“按需下料”，并為不同種類植物量身定制“個性化成長方案”，真正做到“一種一策”。同時，團隊還將傳統(tǒng)扦插與現(xiàn)代育種技術(shù)相結(jié)合，成功研發(fā)了組培技術(shù)“plus版”——高效低成本瓶外工廠化微克隆技術(shù)，構(gòu)建了從植株快速繁殖到田間推廣應(yīng)用的完整閉環(huán)。目前，該團隊已圍繞相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)申報國家發(fā)明專利50余項。

“比如黃精，通常播種5個月才能萌發(fā)，使用工廠化繁育技術(shù)3個月時間就能夠成苗，后面直接種植即可，且成活率可達到90%以上。”侯金艷介紹。當前，這一成果已經(jīng)在黃山一企業(yè)得到落地應(yīng)用，實現(xiàn)了年產(chǎn)黃精300萬株。

除了黃精，該“植物工廠”已經(jīng)成功實現(xiàn)了滁州貢菊、銅陵白姜、太和香椿等60余種高附加值經(jīng)濟作物的工廠化繁育，并在安徽和河南、福建等省份多地推廣應(yīng)用。

“我們還培育了岳西映山紅、朱頂紅、金絲楠木等植株。像朱頂紅，國外比較稀有的品種一棵苗就要上千元，而該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對它的無限繁育。同時，也可用于對野外珍稀植株的繁育。”侯金艷表示。

“工廠化繁育技術(shù)”已“復(fù)制”到企業(yè)

一株幼苗，從科學(xué)島這處百平方米的組培室起源，生發(fā)出無限可能。

當前，由吳麗芳團隊全力推動建設(shè)的合肥智能育種加速器項目落地長豐，其中就包含700平方米的“組培工廠”，“工廠化繁育技術(shù)”也將在那里加速“裂變”。據(jù)了解，合肥智能育種加速器包括一座“智能育種中心”與三條“智能育種加速線”，利用其載能離子誘變育種及多學(xué)科交叉優(yōu)勢，構(gòu)建包括經(jīng)濟作物在內(nèi)的作物“種質(zhì)創(chuàng)新-快速繁育-成果轉(zhuǎn)化”的全鏈條創(chuàng)新體系。

侯金艷介紹，當前“工廠化繁育技術(shù)”已經(jīng)“復(fù)制”到企業(yè)，在河南已經(jīng)有2000平方米的朱頂紅“組培工廠”和8000平方米的經(jīng)濟作物“組培工廠”。

“種苗是農(nóng)業(yè)、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)的源頭，如果源頭受限，下游就會受限。后續(xù)，我們團隊將充分利用技術(shù)的普適性，將其‘移植’到更多經(jīng)濟作物上，并加強推廣應(yīng)用。”侯金艷表示。