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电影中的“外星水果” 不但真实存在还很优秀

植物病虫害 时间:2022-05-13 17:29:57 作者:莫敖坤
【http://www.globalcon.cn - 中国农业科技网】

电影《复仇者联盟》中,灭霸完成了“终极梦想”后,回到出生的星球隐居种田,他门前的农田中,许多表面带刺的金黄色果实引起了网友的注意,不少人专门寻找后发现,电影里的“外星水果”,其实并不是完全虚构,而是和一种名为刺角瓜的果实极度近似。

事实上,在农业科研领域,对刺角瓜的研究已有多年,近日,记者获悉,一项新的研究发现,刺角瓜对作物毁灭性土传病害之一根结线虫,有很好的抗性。该研究由中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜病害防控创新团队完成,成果发表在《园艺研究(Horticulture Research)》上。


刺角瓜保留着野生葫芦科植物中的许多特异基因,对根结线虫有很好的抗性。中国农科院供图


来自非洲的野生瓜果

 

刺角瓜也叫火参果,是葫芦科一种生物,外形椭圆,表皮上长满了粗壮的刺,成熟后颜色金黄,多产于南非、新西兰等地。

团队科学家、中国农科院蔬菜花卉研究所研究员谢丙炎介绍,在原产地,刺角瓜多为野生种,也有部分栽培种。

刺角瓜营养丰富,类胡萝卜素含量很高,口感带有酸味,在非洲,常被加工成饮料,近年来,我国南方、西南地区也有种植,价格很高,每个刺角瓜的价格普遍在10元左右。


这种和电影中的“外星水果”极其相似的水果,名为刺角瓜,是一种葫芦科植物。中国农科院供图


在人类的食谱中,葫芦科是一个大家族,不论是西瓜、甜瓜等水果,还是黄瓜、南瓜、西葫芦、丝瓜、苦瓜等,都是葫芦科的农作物。

和驯化已久的品种相比,野生种占主流的刺角瓜,在生存能力方面明显更有优势,因此,它一直是蔬菜育种中重要的研究对象。

“驯化的作物,因为环境优良、人工管理等因素,在漫长的时间中,丢掉了很多优异的性状,尤其是和抗逆性相关的。”谢丙炎介绍,“一方面,人工栽培中,会为作物创作更好的环境,许多抗逆性状不需要了,慢慢就丢失了。另一方面,一些有利于作物生存的优异性状,其实是和不好吃联系在一起的,所以在人工选育中,也就慢慢筛选掉了。”

而对野生种来说,和大自然中的一切逆境作战,是它们生存和繁衍的根本,所以,许多在栽培种中丢失的基因,在野生种身上,仍旧被保留着。

植物和病虫害的战争

 

在研究中,科学家们发现,刺角瓜对根结线虫有很强的抗性。

根结线虫是作物毁灭性土传病害之一,根结线虫的族群极大,有很多种类,可以侵害2000多种作物,包括水稻、马铃薯、黄瓜、西瓜、甜瓜等。其中,对黄瓜等葫芦科蔬菜的侵害尤为严重。

“根结线虫主要危害作物的根部,会导致黄瓜、西瓜等早衰、死亡,危害非常严重。”谢丙炎说。

根结线虫生活在土壤中,防治和灭杀都格外困难,尤其是它的生存能力极强,谢丙炎介绍,“根结线虫是无性繁殖,扩散很快,而且,在没有寄主的情况下,它的卵可以在土壤中保持七八年不死,也不孵化,直到感应到附近有寄主才会孵化。”

在人工防治难的情况下,育成具有抗性的品种,无疑是降低根结线虫危害的最佳途径。但栽培的葫芦科作物中,普遍缺乏线虫抗原。于是,科学家们开始在具有抗性的野生种之中寻找,刺角瓜就是目标之一。

对根结线虫,人类防治尚且困难重重,野生的刺角瓜,又有何本领抵抗呢?

“不管是植物还是动物,其实都是很聪明的,自然有各自的生存之道。”谢丙炎说,“研究中,我们发现,刺角瓜的天然根系挥发化合物,可以提高感病黄瓜对根结线虫的抗性。同时,刺角瓜的根部,还会招募特定的微生物群,这些微生物,可以抑制甚至灭杀根结线虫。”

破解杂交不育难题

 

出现在电影中以后,刺角瓜一度成为网红水果。但实际上,在科研领域,它早已经是科学家们钟爱的材料。

刺角瓜是一种重要的葫芦科野生抗线虫资源,其基因组中保留了大量黄瓜中缺失的抗病基因及次生代谢产物基因簇。

不过,以往的研究成果不多,这和刺角瓜的另外一个特性有关,杂交不育。谢丙炎说,用刺角瓜和黄瓜、甜瓜、西瓜等杂交,后代是不育的,这就相当于拿不到想要的资源,培育抗线虫的品种就难以进行。

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