位于深圳桐梧山下的国家兰科中心,是保护濒危兰科植物物种最多的基地,包括繁多的石斛种类,还有号称植物“熊猫”的兜兰。作为我国知名的植物学家,国家兰科中心主任、深圳市国家级领军人才、享受国务院特殊津贴专家刘仲健这两天特别忙,与来自中外的专家就兰科植物的奥秘进行研讨。
在以“兰花基因组学与多样性保护”为题的第19届国际植物学大会卫星会议交流间隙,刘仲健接受了记者的采访。他介绍说,兰科植物产业化项目不仅能为攻克世界性医学难题做出贡献,为人类生命健康服务,而且能产生丰厚的经济回报。
解决兰花保护与产业化之间矛盾
刘仲健教授自1989年开始,就进行中国濒危兰科物种(包括铁皮石斛)种质资源清查、收集保存和相关研究工作了。在他带领下,兰科中心在世界上率先开展“国际兰花基因组计划”。完成世界首个兰科植物和景天酸代谢(CAM)植物的基因图谱“蝴蝶兰全基因组基因图谱”、药用兰科植物“铁皮石斛全基因组基因图谱”和香料兰科植物“深圳香荚兰全基因组基因图谱”,填补了植物基因组研究的多个空白,为兰科植物活性药用成分的开发利用、保护、品质鉴定、规范产业发展提供重要资源和基础。
铁皮石斛是具有2000多年药用历史的名贵中药,被誉为“九大仙草之首”。刘仲健教授带领技术人员积极开展铁皮石斛的分子育种,选育出具有效活性成份、栽培容易、难以仿冒的优良品种“深兰1号”。建立了兰科植物保护开发利用新的“友好型”栽培生产模式,在发达地区建立生产和深加工基地约1万平方米,建立“公司+林场+农户”参与栽培的组织体系,利用铁皮石斛特性促进种群野外回归增加资源存量,并实施可持续性收获,增加栖息地的保护动力。
该模式可在取得巨大经济效益的同时促进兰科物种恢复和保护,防止石漠化的进一步恶化,在丹霞地貌和岩溶地区应用取得良好效果,为山区致富和解决农村空巢化等社会问题提供了一个很好的解决方案。该种植模式被华盛顿大学Conservation杂志评为“最有可能解决兰花保护与产业化之间矛盾的模式”。
制定标准规范和推动石斛行业
近年,刘仲健领衔国际科研团队成功绘制药用兰科植物铁皮石斛高质量的全基因组基因图谱,研究成果发表于Nature《自然》子刊Scientific Reports《科学报告》,不仅解决了兰科植物进化的重大问题,而且还为铁皮石斛遗传工程育种、活性药用成分的开发利用、物种保护、品质鉴定、规范产业发展提供重要资源和基础。深圳市梧桐山苗圃总场有限公司等单位已利用此数据库进行分子育种,经济效益显著。
基于铁皮石斛全基因组测序数据,刘仲健教授牵头制定了《LY/T2675-2016石斛种质鉴定技术规范》,这是全世界首次将全基因组序列应用于石斛种质鉴定,是石斛类中药材国家级标准,该标准规范了种源,保证了质量,解决了目前铁皮石斛产业种类鉴定困难、种源混杂、伪劣产品充斥市场等系列问题,对石斛的采收、加工、优良品种选育及大面积人工栽培具有重要指导作用,对整个石斛行业起到规范和推动作用,每年将带来数百亿元的产值。目前,基于此标准相关团队正在打造集植物工厂、检测中心、中药标准化研究院、生物医药精提纯加工园区于一体的产业链,预计将产生经济效益20亿元以上。
开展药用兰科植物的活性成份研究,在铁皮石斛中筛选出10多个活性小分子化合物,能有效对抗衰老,治疗老年痴呆症、糖尿病及其并发症、癌症,以及提高记忆力。目前,兰科中心的科研人员仍在不断深入研发中,希望从兰科植物中挖掘到更多的宝藏。
编辑 王润天