来到我校特聘教授陈勤的实验室,你会被这里的土豆所迷:红、紫、黑、黄,这些大自然中鲜艳的色彩竟然出现在我们平常所见的土豆上。这些彩色土豆只是比普通土豆多了一些好看的颜色吗?这些特别的颜色怎么来的?从加拿大学成归来,陈勤教授带领团队在土豆上作此研究目的何在?深入采访后,我们才逐渐揭开了他们所培育的彩色土豆的神秘面纱。
营养高:1个红色马铃薯相当于4颗蓝莓
土豆别名又称山药蛋、洋芋、地蛋、荷兰薯、薯仔等,由于酷似马铃铛,其共同的学名叫马铃薯,为茄科植物的块茎,原产于南美洲安第斯山区。
陈勤教授团队培育的玫瑰系列彩色马铃薯
马铃薯中含有大量的淀粉、数量可观的蛋白质以及多种无机盐和维生素,一块普通马铃薯的钾含量相当于4个香蕉,维生素C含量相当于4个西红柿或10个苹果,维生素A含量相当于2个胡萝卜。马铃薯兼备粮食、蔬菜及水果的几乎所有营养,再加上产量高、对环境的适应性较强,很快从南美洲走向世界,在世界经济生活中占有举足轻重的地位,已成为仅次于小麦、水稻和玉米的全球第四大粮食作物。
据专家介绍,彩色土豆和普通土豆相比,不仅颜色多,营养成分更全面、营养价值更高,除了具有普通土豆的淀粉、各种碳水化合物等营养成分外,还含有一类功效独特具有药用价值的物质——花青素和多酚等高抗氧化活性物质。
花青素和多酚是目前防治疾病、维护人类健康最直接、最有效、最安全的自由基清除剂,具有防癌抗癌、增强血管弹性、减少心血管疾病发生,美容减肥、延缓人体衰老的作用。水果中,大家公认的花青素含量非常高的是蓝莓。普通马铃薯中,花青素几乎没有,而彩色马铃薯的含量却很高,尤其是红色、紫色和黑色的,一块红色马铃薯的花青素含量相当于4颗蓝莓。普通马铃薯中的多酚含量极低,而彩色马铃薯的多酚含量是普通的5-6倍。
不久前,北京市场数据显示,彩色马铃薯每公斤售价在8到16元之间,远高于普通马铃薯。陈勤教授说,彩色马铃薯种植条件、栽培技术等与普通马铃薯无差别,发展彩色马铃薯产业可在不增加生产成本的情况下使农业增产、农民增收,更好满足人们对保健食品的需求。
技术高:创新技术路线加速杂交选育
多彩的土豆并非一些人所想的转基因食品。彩色土豆的栽培仍然起源于南美洲安第斯山脉一带,是人们采用野生彩色马铃薯种质资源通过杂交驯化而来。
陈勤教授在实验室
陈勤教授是国际著名的马铃薯遗传育种及种质资源创新科学家,中国国家马铃薯工程技术研究中心副主任、首席科学家。1993年,陈勤教授在法国国家农业研究院完成博士后研究工作后,就开始在加拿大农业食品部列桥研究中心从事马铃薯遗传育种、功能性开发以及技术推广工作,2012年作为高层次人才被引进到我校。
据了解,一般情况下,一个新的土豆品种需要12-15年才能培育出来。陈勤教授先后主持或参与育成的彩色马铃薯新品系有9个,其中有4个是在我校工作期间完成的。较短时间内竟然取得如此丰硕的成果,陈勤教授的马铃薯育种有何秘诀?他介绍,他们团队把传统的育种技术与现代的原生质融合技术相结合,打破了野生马铃薯远缘杂交中的生殖隔离障碍,通过体细胞杂交,创造出新的杂种进行回交,并借助设施农业和多点多地选择,从而加速了育种速度。
他们先后收集到国内外优良马铃薯遗传资源800余份,创制新材料500余份。所选育的9个彩色马铃薯新品系分别为全红、全紫、全黑颜色,生育期有早、中、晚,薯型有长、短、圆,具有高淀粉、高抗氧化剂含量、高产量、高抗晚疫病等特点,都具有自主知识产权。其品质、产量和抗逆性远优于国外对照品种,受到国际同行的高度赞赏,是中国马铃薯育种工作者对世界马铃薯育种的一大贡献。
这些彩色马铃薯都适合鲜食,又各具特色:红玫瑰与紫玫瑰马铃薯更适合做全粉,能开发出彩色面条、馒头等不同种类的食品;黑玫瑰土豆花青素含量高,适合提取色素,以制作功能性饮料。
目标高:让国人都能吃上高营养彩色马铃薯
马铃薯传进我国有400余年历史,目前我国已成为全球最大的马铃薯生产国,其种植面积常年维持在8000万亩左右。2015年,我国启动马铃薯主粮化战略,2016年,国家提出力争到2020年马铃薯种植面积扩大到1亿亩以上。
陈勤教授(右二)和团队成员在榆林马铃薯试验示范站工作
马铃薯主食产品及产业开发是将马铃薯加工成适合国人消费习惯的馒头、面条、米粉等主食产品,使其由副食消费向主食消费转变,由原料产品向制成品转变,逐步实现马铃薯品种专用化、种植区域化、生产机械化、经营产业化、产品主食化,形成马铃薯与谷物协调发展的新格局。
新形势下,我国马铃薯产业发展却面临着诸多困境:单产低,2014年全球马铃薯平均亩产为1200公斤,我国却只有960公斤;另外,还有主粮化品种单一、专用型品种缺乏、品种资源多样性差等问题。
结合国家战略需求和居民消费结构的变化,陈勤教授在马铃薯育种上将提高单产和提高品质并重,以彩色马铃薯新品种的选育和推广为突破口,着力开展加工型全营养马铃薯育种研究工作。在学校的大力支持下,他组建了有11名教师、13名以上研究生参与的研究团队,集合了遗传育种、节水灌溉、园艺设施、耕作栽培、病虫害防治、农产品加工、功能食品开发等领域的专家学者,开展马铃薯全产业链各环节的科学研究。
陈勤教授带领团队在黑龙江、内蒙、山东、陕西、甘肃、宁夏、四川等省区进行新品系试种,在陕西省榆林市榆阳区及咸阳旬邑建立马铃薯试验示范站,在延安市子长县建立了示范基地,一年有80%的时间奔波在试验田和马铃薯产区,所培育的两个主粮用彩色新品系在陕北主产区均有亩产超过5000公斤的产量表现。今年,他们选育的3个品系正参加品种审定环节中的区试,明年又有3个彩色新品系将进入示范,其中两个为迷你型小土豆。
有专家分析,马铃薯在我国经历了三个历史阶段:从上世纪80年代之前的“温饱薯”,到90年代的“致富薯”,再到现在的“小康薯”,而彩色马铃薯以其纯天然多功能、高营养的特点,正逐渐成为广大群众追求的健康食品。
目前陈勤教授团队正在与有关企业洽谈,为我校彩色马铃薯新品种审定后的大面积推广做准备,“我们的目标就是让全国的薯农都能种上、让全国人民都能吃上高营养的彩色马铃薯”。
编辑:张晴
终审:薛建鹏