畅谈“超级作物”

策划 本刊编辑部

撰文 杨斧

面对种种压力，科学、合理地开发和培育产量高、品质优、环境适应力强的“超级作物”，是众望所归。

大自然是博大精深的。地球陆地上的植物和真菌种类经过几亿年的演化发展，已有百万之众，它们当中还蕴藏着目前人类尚无法完全认知的极为丰富的遗传基因。与之相比，目前作为农作物已经开发利用的物种和遗传资源，实在不足以应对人口增长、可利用土地面积减少和淡水资源匮乏的现实。农业科学家一直在探索“超级作物”。

西红柿与土豆杂交令人期待

据报道，英国人保罗·汉索经过15 年反复试验，终于成功培育出一种“一藤双生”植物，即植株上面结出西红柿，地下长土豆

1980 年的《科学年鉴》上登了一则消息：联邦德国蒂宾根普朗克生物研究所的植物生理学家梅尔彻斯和他的同事，在1978 年利用细胞融合技术培育出第一个西红柿与土豆的杂交品种——具有在同一株植物上长出两种作物的能力，即在地面上长出西红柿，而在土壤内长出土豆。但研究者当时不知道这种杂交品种能否繁殖出不低于原种品质和产量的后代。

西红柿和土豆都是风靡世界的作物。它们的杂交品种如成功面世，将给全世界的农民和“美食者”带来“鱼与熊掌兼得”的惊喜。但时间过去了30多年，笔者再没听到过这方面的消息。直到几年前在互联网上一次无意间的浏览，才对此再燃希望之火花。

2016 年，有新闻报道称：英国人保罗·汉索经过15 年反复试验，终于成功培育出一种“一藤双生”植物，即植株上面结出西红柿，地下长土豆。为了说明其真实性，这则报道还附上了汉索和他培育的“新品种”的照片。从照片上看，这株犹如“斯芬克斯”的植物可谓土豆和西红柿双丰收，令人叫绝。但转念一想又让人感到疑惑：在“愚人节”消息常娱乐大众，计算机软件拼图易如反掌的时代，这种图片制作只需动动手指就可能完成。当然，如果从当代农业发展的角度考虑，我们的菜园和大田中希望有这种“超级作物”诞生，而且越多越好。这不光关乎人类菜篮子的充实，更是生态农业、健康农业的希望所在。

人们之所以在土豆和西红柿身上打主意，有其内在的科学道理：这两种植物都来自美洲，在植物学上都属于茄科植物，亲缘关系不算太远，其在细胞结构和遗传基因上存在某些共性。但目前农业上种植的土豆和西红柿已经经过几百年的人工培育，与原生种在生物学性状和生态适应性上渐行渐远，若将二者合一，即使能产生能育的后代，其口味的变化和原种毒性的再现也是应用上的巨大障碍。因为这种新品种是拿来吃的，不是用来赏玩的新奇植物，所以并非是一个人利用常规育种方法十几年就能成功培育的。与其相比，同为茄属的茄子和土豆之间的杂交育种可能更现实一些，但不会有土豆、西红柿杂交成功所能取得的轰动效果。

菊芋和向日葵杂交不妨一试

菊芋和向日葵都是原产于北美大草原的菊科向日葵属植物，而且在远离故土的其他温带地区也栽培广泛，堪称“明星作物”。这两者与上述西红柿和土豆的组合有着相似的性状，即向日葵是以地上部分的果实（俗称葵瓜子）风靡世界，而菊芋却以地下生长的块茎令世人追求。而且二者之间的亲缘关系更近，杂交后的“新品种”体内产生潜在毒性物质的可能性很小。

与向日葵相比，菊芋不仅身材略矮小，而且长在茎顶部的花盘（头状花序）也小得多，结出的籽实很小，没什么可食用的价值。但菊芋却把繁衍后代的功夫用在了地下块茎上，将光合作用产生的有机物质大量储藏在其中，成为来年春季再度萌生新植株的储备粮，这是一年生的向日葵所不具备的生物学特征。正是菊芋的这种生存之道，为原产地的印第安人提供了重要的食物来源。他们称菊芋根为“太阳根”，并在苗床上种植，以备早春食物短缺时食用。

“明星作物”向日葵以地上部分的果实（俗称葵瓜子）风靡世界

菊芋身材矮小，长在茎顶部的花盘（头状花序）也小，结出的籽实很小，没什么可食用的价值。但菊芋却把繁衍后代的功夫用在了地下块茎上

菊芋的块茎常常被俗称为“洋姜”，比土豆含有更多的矿物质，比菠菜含有更丰富的铁元素，而所含钾元素是香蕉的六倍

17 世纪初，加拿大的法国移民将这种块茎带回欧洲栽植。很快，这种被称为“加拿大土豆”的作物因其口味适合当地贵族而开始流行，并激发人们设计出了许多大胆的食谱。但到了19 世纪后，与真正的茄科植物土豆相比，在耕作方法和大众化口味上，菊芋相形见绌，失去了优势，名气渐小，甚至淡出了人们的视野。

菊芋的再度崛起，是现代的有机农作物园丁和营养研究人员重新发现的结果。他们经过深入调查研究发现，菊芋的块茎比土豆含有更多的矿物质，比菠菜含有更丰富的铁元素，所含钾元素更是香蕉的六倍。这种块茎还含有丰富的碳酸钙和二氧化硅，对牙齿和骨骼有好处。菊芋也是低聚果糖(FOS)的良好来源，这种果糖能增加肠道下部的双歧杆菌数量，从而促进肠道健康，有利于人体免疫力的提高。尤其是菊芋块茎不含淀粉，但含有菊粉。在肝脏中，菊粉被转化成糖原。糖原是一种多糖，可以稳定血糖水平，进而减少饥饿感，抑制食欲。此外，菊粉能刺激胰腺分泌胰岛素，因此非常适合早期糖尿病和成年型糖尿病患者食用。

从种植的角度考虑，菊芋的可食用体积是同等面积的土地上马铃薯的三到四倍，而且只需要很少照料。因此，即使在房前屋后、路边和地头零散种植，只要有足够的光照条件，不经意间也能带来收益。在我国，菊芋的块茎往往被俗称为“洋姜”，块茎做酱菜食用，多在农家零散种植，很少占用农田大规模栽培，进一步开发利用潜力很大。如果菊芋与向日葵杂交育种成功，一种新兴的优质油料和菊粉产量双赢的“超级作物”将为农民带来更加巨大的收益。

牛蒡——身边的“准超级作物”

牛蒡是一种菊科二年生草本植物，原产于欧亚大陆的温带地区，在我国南北各地较湿润的山谷、草地都不难见到。它具有像成人那样高的粗壮的茎，在地面上丛生着像大象耳朵一样宽大的叶子，一个强大的肉质主根深入泥土；初夏许多紫色的小花组成头状花序，在众多绿色带钩的刺状总苞簇拥下开在茎顶。这一切都显示出它在阳光雨露的关照下，具有超强的体魄，生物量远超周围的小草和农田中的许多栽培作物。因此，牛蒡很早就受到人类的青睐，在欧洲一些国家因其体形庞大被称为“熊植物”。

牛蒡是一种菊科二年生草本植物，在阳光雨露的关照下，具有超强的体魄，生物量远超周围的小草和农田中的许多栽培作物

不论是在中国的大部分地区还是在欧洲，牛蒡由于具有很重的苦味，并没有被视为食用植物而进入农田和菜园，但它的根、种子（瘦果）以至茎叶都被视为解毒良药，利用和栽培较普遍。

在日本，牛蒡的根和嫩芽备受重视，被视为最受欢迎的蔬菜之一。为了满足大量的需求，目前供食用的牛蒡被种植在大型产业化的种植园里。牛蒡的根生长在松软肥沃的土壤中，可以长到棒球棒大小，有强烈的坚果味道。这种蔬菜会被加入汤中、油炸成天妇罗，或者与海草、胡萝卜和其他蔬菜混合，用芝麻油煎，然后用姜和酱油调味，再配上米饭和鱼食用。嫩芽的味道则类似一种可食用的蓟类植物。因为它们本身的苦味很重，需要佐以特制的调味汁食用，使其具有特殊的鲜美味道。

在日本，牛蒡的根和嫩芽备受重视，被视为最受欢迎的蔬菜之一

现代的研究表明，牛蒡根具有较高的营养价值。它不仅含有蛋白质、维生素C、B1、B6、B12和E，以及许多矿物质（包括碳酸钾、硫、二氧化硅和锰），而且像菊芋等许多菊科植物一样，这种肉质根中的碳水化合物主要由菊粉构成，这使得它成为糖尿病患者理想的饮食之一。牛蒡的体内还有许多有利于人体健康的次生代谢产物，如牛蒡苦味碱，牛蒡甙、鞣质、挥发油等。牛蒡也是一种油料植物，通过对产于我国辽宁的样品进行分析发现：其蒴果含油18%，其中油酸占25.5%，亚油酸占56.6%，亚麻酸占7.9%。由此可见，牛蒡是一种根、茎、叶和果实都有较高利用价值的植物，具有培育高产、优质，食用和药用兼得的“超级作物”的潜力，应该引起人们的特别关注。

月见草——老作物的新贡献

月见草虽相貌平平，但当夜幕降临时，动人的一幕出现了：它那娇嫩的亮黄色花朵开始绽放，香气四溢……

月见草属于柳叶菜科月见草属，这一属有119 种，都原产于美洲，是当地原住民的一种传统食用和药用植物。在夏季明亮的阳光下，这种身材高挑的野草看起来相貌平平，难以引人关注。但当夜幕降临时，动人的一幕出现了：它那娇嫩的亮黄色花朵开始绽放，一股怡人的香气很快弥漫在空气中，接踵而至的传粉昆虫——斯芬克斯蛾就像被施了魔法似的在花丛上盘旋。虽然每朵花只开一晚，但众多的花朵此起彼伏，花香蛾舞的夜景往往持续到初秋。

月见草和粉色的斯芬克斯蛾。月见草是一种易于栽培，有较高医疗保健价值、食用价值和观赏价值的“超级作物”

难怪这种迷恋夜色的植物在17 世纪被引种到意大利后，很快就让受文艺复兴影响而具唯美气质的欧洲民众为之倾倒，他们甚至为了欣赏这种花在夜幕降临时斯芬克斯蛾的表演而推迟去剧院欣赏歌剧的演出，以至欧洲巴洛克时期的贵族都争相在花园中栽种月见草。很快，中产阶级也跟风而上。这种时尚一直延伸到平民百姓身上。

后来，月见草也在农家的田园中占据了自己的位置。至此，它的食用价值才逐渐被欧洲民众所认识：那时的农民在对月见草进行简单的分蘖繁殖时，发现这种二年生植物的粗壮主根在第一年结束时呈粉红色，且鲜美多肉，像煮熟的嫩火腿，有一股类似婆罗门参的细腻味道。人们还发现，月见草的嫩叶适于拌在沙拉里吃，而它那些迷人的黄色花朵则是一种很好的食用装饰。于是在观赏之余，月见草又作为一种美食来到欧洲人的餐桌上。

从20 世纪80 年代开始，在月见草的观赏和食用价值之外，医生和营养师们又把注意力转向了月见草的医疗保健价值。科学分析表明，月见草种子中富含可食用的油脂，其中亚油酸占70%以上，尤其令人惊叹的是月见草油中10%左右为γ-亚麻酸。γ-亚麻酸是人体产生前列腺素的一种脂肪酸，月见草油因此成为世界上使用最广泛的植物补充剂之一。一些临床研究已经证实：这种油在治疗湿疹方面很成功，对类风湿关节炎有显著的治疗作用；服用这种油，有助于延迟糖尿病神经病变(神经损伤)的发生和发展。科学研究也表明，γ-亚麻酸可降低胆固醇，降血压和消除血栓。

月见草的生态适应性强，有很强的自繁能力，只要有一定的光照条件，就可以在较贫瘠干燥的砂质土壤中生长，不需要特殊照顾。而生长在较肥沃土壤中的植株产生的种子油中，γ-亚麻酸的含量反而更低。因此，月见草是一种易于栽培，有较高医疗保健价值、食用价值和观赏价值的“超级作物”，应该受到重视。

开发耐盐“超级作物”——海边月见草

中国已经引种栽培了大约10 种月见草，它们都早已“逃出”了花园，成了自由的野生者，在各自适生的环境中繁衍生息。其中，原产于美国和墨西哥东部海滩上的海边月见草早已在我国福建、广东等地的海边沙滩上蔓延生长。由于这种月见草花大艳丽，又有“海芙蓉”的美誉。

科学家研究发现，海边月见草也与它的近亲月见草相似，种子中含有较高的γ-亚麻酸，而且花粉产量大，营养丰富，开发利用价值高。尤其令农业和植物专家青睐的是，它不仅本身就是一种潜在的超级盐生作物，而且也为更多耐海水作物的培育提供了优质的基因。

原产于美国和墨西哥东部海滩上的海边月见草早已在我国福建、广东等地的海边沙滩上蔓延生长。这种月见草种子中含有较多的γ-亚麻酸，而且花粉产量大，营养丰富，本身还是一种潜在的超级盐生作物

耐盐植物红树林，这些耐盐植物的科学、合理利用对农业的发展有着深远的意义

众所周知，生命起源于海洋，目前的陆生植物虽然早已离开了“生命的摇篮”，但在它们的遗传物质中仍有可能遗存着适应海水条件的基因。而一些植物在适者生存的长期演化过程中又逐渐形成了耐盐的生态习性，在海滨的潮间带或土壤含盐量较高的环境中繁衍生息，成为“盐生植物”或“耐盐碱植物”。其中最典型的盐生植物是在我国华南和华东南部沿海滩涂上就能见到的红树林植物，如红树、秋茄、海莲、海漆、桐花树、榄李、海桑等。此外，有些耐盐碱植物则生长在间接接触海水的海滩上，如我国黄河入海口处大片分布的藜科植物盐地碱蓬；还有些则主要生长于气候干燥的内陆荒漠的盐碱地上或盐湖周围，如柽柳、胡杨、沙枣、酸刺（醋柳）、骆驼刺和白刺等。在形形色色的耐盐碱植物中也有一些是传统的栽培作物，如甜菜、粟、棉花、高粱、向日葵等。

这些典型的盐生植物或耐盐碱植物都具有一定的抗盐本领：它们或通过根部组织中的凯氏带等结构的选择性吸收和隔离作用，减少盐中的金属离子进入体内；或将进入体内的金属离子通过花青素等水溶性化学物质携带，转移至植株枝叶顶部的盐腺分泌到体外；或通过体内所含的单宁与被动吸收的过量金属离子结合使其失去毒性，贮存在根部、树皮中及细胞间隙，不对植物正常的生理生化过程产生干扰，达到身在盐水中或扎根于盐碱土中而能独善其身的耐盐特性。这些耐盐碱植物的科学、合理利用对农业的发展有着深远的意义！