第746期【齐悦读—线上共读—透视新科技】《走进国家植物园（三）植物改变生活》
讲座题目：透视新科技——走进国家植物园（三）植物改变生活
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：梁振昌，中国科学院植物研究所科技处处长。
秦国政，中国科学院北方资源植物重点实验室副主任。
讲座时间：2026年2月23日～3月1日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——走进国家植物园（三）植物改变生活
讲座内容：
各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目！我是主持人胜春。植物在我们的生活当中无处不在，它涉及到我们衣食住行等各个领域。今天我们就来聊聊植物的利用和保护之间的关系，欢迎通过短片进入我们今天的节目！丁香是我国栽培历史悠久的植物，至今已经有1400多年历史，丁香花开繁盛，芬芳优雅，具有很高的观赏价值，对丁香药用功能和芳香精油的利用也由来已久。尽管我国的科研人员从上世纪50年代就开始了对丁香的收集、保育和育种，并培育出了几十个丁香新品种，但由于丁香属基因组信息的缺乏，限制了科研人员对丁香进化历程及亲缘关系的解析，以及药用功能、经济价值的深度挖掘。2022年6月8日，中国科学院植物研究所在国际学术期刊《植物杂志》，在线发表了题为《紫丁香染色体水平基因组为木犀科植物染色体的形成和紫丁香的进化史提供了新视角》的研究论文，揭示了丁香属全基因组演化历史及花香形成机制，为丁香功能研发提供了科学支撑。对植物的研究到底能揭开哪些未解之谜？这些隐藏在植物中的秘密与我们又有什么关系呢？我们首先给大家介绍一下，我们今天请来的两位嘉宾，一位是中国科学院植物研究所科技处处长梁振昌，欢迎您！另外一位是中国科学院北方资源植物重点实验室副主任秦国政，欢迎您！
刚才短片当中我们看到了丁香，丁香在北方应该说还是挺常见的，为什么可以让我们值得研究半个世纪的时间？首先，它作为一个观赏植物来讲，它在国内外都是很受重视的，而且也深受普通老百姓的喜爱，尤其是在很多欧洲的家庭，它是一种非常重要的一个观赏植物。比如说像在美国罗斯福总统他的日记里，他就提到了他家庭的一棵丁香花，怎么样怎么样，就说了很多。尤其在更早的时候，在奥斯曼土耳其帝国，丁香是作为一种国礼，它经常和其他国家打交道时候，作为一种礼物去和其他国家进行交流访问的时候，作为一种国礼来（出现）。高规格场合的礼仪用花？对，而且是在第二次世界大战胜利的时候，苏联把它作为是胜利之花，也是丁香。咱们中国一是植物资源很丰富，二是各类花也很丰富。丁香早期并没有受到重视，因为我们现在看到的丁香，大多数都是经过就是人为地去培育或者是筛选出来的，作为就是整体表现非常好的这种园艺的一个品种来呈现给大家的。大家能看到它有很香的香味儿，很漂亮的颜色，还有很美的一些树型。丁香它是一大类物（种），它有很多野生的资源。野生的资源可能是并不像我们想象中的那样，就是说和你在这个公园里看到的是很漂亮的那种，它可能野生的里面，第一它可能香味也没有那么香，然后另外一个，颜色那么漂亮，树可能也是很矮小，可能是一个小灌木，很多人可能不一定能够认识它。
在近几十年内，尤其是我们国家植物园开始了丁香的研究工作以后，才逐步地让更多的人，来认识丁香，了解丁香，然后进而是重视丁香，现在在很多公园里，尤其是植物园里，很多是建有丁香园的，这里面有很多都是从我们国家植物园进行扩散或者是引种过去的。大家一提到丁香就香，夏天的如果院子里种了丁香的话，满院飘香，这个香味还有什么药用价值吗？丁香香味是一种萜烯类物质挥发以后，我们感受到的香味，它的药用价值，主要是指它的一些次生代谢的一些产物。比方说一些生物碱之类的，主要用来一些消炎，尤其是有报道说它在治疗心肌炎上有比较好的一个作用，所以说香味和药用，它还不是同一类物质在起作用。香气物质很神奇，它看不见摸不着，它实际上是植物的次生代谢过程中产生的一类，有机的小分子化合物，它挥发性很强，主要是一些像醇类物质、醛类物质、萜烯类或者是酚类物质，它能够让我们的心情愉悦。另外它也能够影响我们的思维，所以说其实香气物质它有很强的这种应用价值。
香气它主要是通过植物的不同的一些器官产生的，比如说有叶片可以产生香气，花可以产生，果实也可以产生，那么花产生香气，主要是为了吸引昆虫，帮助它传粉的。果实产生这个香气，是为了吸引这个鸟兽来帮助它传播种子的，那么这种香气物质，它主要是通过一种植物里头叫作分泌腺所产生的，我们可以通过一些萃取的办法，把这个香气物质从植物中提取出来，制成一些像精油类的物质。比如说常见的就有像玫瑰精油、薰衣草精油、丁香精油，这个精油它就有很广泛的应用的价值。比如说它具有很强的杀菌、消炎、抗氧化或者抗衰老的作用，也广泛地应用于一些日化产品，包括香水、香皂或者说空气净化（剂）等等。芬芳的气息是花朵，吸引昆虫传粉的重要手段，但也让人类沉迷和陶醉。人们相信曼妙的花香，能滋养人的灵性和觉悟，千百年来，人们一直在不断尝试利用植物的芳香调节身心健康。
我国的芳香植物高达1000多种，可用于香料的有500多种，从芳香植物中提炼出的香味物质是食品、日化和医药产品的重要组成部分。随着对芳香植物资源的开发利用，芳香物质在生产生活中拥有更广阔的应用前景，科研人员究竟用什么方法来捕捉植物的香味儿呢？那您也给我们介绍一下，针对丁香的研究，主要包括哪些方面？在国内的话，针对丁香的研究，它是相对来讲，它还是处于一个比较起步的一个阶段，因为我们现在早期可能是以资源的收集，还有一些保存为主，这也是我们国家植物园，在过去就是说几十年内一直开展的这个工作。我们要想研究它，首先我们要知道它在哪儿，要把它保护过来，然后去繁育到一定的数量，研究的一个材料。现在早期就是大部分是在做这些工作，育种工作也是我们一直在做的。
随着这种技术的进步，丁香的研究也开始逐步迈入了这个分子阶段，首先我们国家植物园就把第一个华北紫丁香的这个全基因组序列给它破译了。然后这样的话，就是为未来我们更深入地研究丁香，比如说它的香味产生的机制，包括它的一些木质素的含量。还有一些重要的药用价值，它的成分产生的机制就打下了一个很好的一个基础，下一步就要进入深入地挖掘它的应用价值的这个阶段了。国家植物园建有牡丹、丁香、睡莲、海棠、玉簪、野生蕨类六个国家花卉种质资源库，通过科研人员对野外资源的收集、保存、培育。以及针对每种植物的物种进化、生命起源、物种种间关系、药材、粮食和水果品种的改良等开展深入研究，缓解了野生植物由于过度采集、自然灾害等因素造成的生存危机。凭借雄厚的科研实力，国家植物园迁地收集植物1.5万多种，包括品种其中珍稀濒危植物近千种，对牡丹、丁香、海棠等，从资源收集保育到适应性和功能研究，从新品种选育到商业化繁殖，从行业标准制定到推广前景应用都取得了丰硕的成果，除了芬芳的香味，植物还有哪些实用价值。
我们研究植物，比如说让它长得更漂亮，更是希望趋近于人的审美（之外），它还有哪些实用的价值？植物除了观赏价值，实用价值应该说非常多，或者说比观赏价值相对来说，我觉得更重要。比如说我们的粮食，我们的水果、蔬菜，都是来源于植物的，而且很多中药材它的主要成分也是植物，包括还有很多植物可以用在生态修复上，所以我们研究植物它就具有非常重要的意义了。那举个例子来说的话，比如说我们日常生活中所吃到的水果蔬菜，那么水果类，比如说我们为什么要去研究它，水果它其实是开花植物的一个特有的器官。它是在开花植物发育到一定阶段形成了一个特定器官，那么这种水果，我们知道它一般是要在成熟以后才能够食用，那么它这个成熟过程是一个非常复杂的过程，它会涉及到很多功能成分，或者说营养成分的积累这么一个过程。包括糖类、酸类、色素、香气，还有维生素C这些东西，那么这个过程它受到环境条件，和内部的基因表达、调控这些的影响，很复杂，就需要我们去深入地研究它。比如说我们去弄清楚这个过程是怎么受到调控的，那么我们就能够很好地去培育一些新的品种，改良它的品质。
在国家植物园南园的花草丛林间，分布着芳香植物、葡萄、月季等基地，通过对植物资源的品质分析、引种驯化和发掘利用，解决我国产业发展、人民生命健康等面临的技术难题。这些正在滕架上沐浴阳光的葡萄，肩负着重要的使命，科学家们要用它们进行样本研究，从而培育出更多适合中国栽种的优质葡萄品种。葡萄是人类驯化历史最悠久的园艺作物，与苹果、柑橘、香蕉并列为世界四大水果。葡萄在汉朝时传入我国，在宋代自西向东得到大面积推广。目前，我国已成为世界葡萄生产与消费第一大国，然而由于我国葡萄品种“先天不足”，在国际市场缺乏竞争力。从1954年起，中科院植物研究所的科研人员就开始研究培育葡萄新品种。我听说葡萄有吃的葡萄，还有酿酒的葡萄，这有什么区别呢？按我们专业的角度来讲，有几种分类方式。第一种是按照它的种属，用分类学的角度分了不同的种，比如说欧亚种的葡萄，美洲种的葡萄，还有各种山葡萄等等，这是我们就是从研究的角度来讲，是一个植物学上的一个分类。对于大众来讲，它可能我们更多地是从用途上分类，比如说大家每天在市场买回来，直接到嘴里吃的，我们把它称为鲜食葡萄。另外一种是用来做葡萄酒的，我们叫作酿酒葡萄，还有一种叫制干的，制葡萄干，还有用来制汁的，把这些葡萄品种分成了这几类，像鲜食的、酿酒的、制汁的和制干的，尤其是鲜食和酿酒，它的区别还是非常大的。
第一个，比如说果实大小，一般情况下咱们直接吃的葡萄，大多数的消费者还是喜欢个头大一点的，酿酒的就相对来讲就小。对于酿酒葡萄来讲，它需要有丰富的次生代谢产物。就像我们做红酒的时候，就是为什么它单宁含量要高，色素含量要高一点，然后包括一些香气物质，然后这样的话，它这些物质很多是在这个果皮里面的。对于酿酒葡萄品种来讲，它需要一个比较大的一个皮肉比，但是对于鲜食的来讲，大家都喜欢皮儿薄、肉多、汁水丰富一点。另外一个在品质上来讲，因为这个鲜食的甜的好吃，不爱吃酸的，但是对于酿酒葡萄来讲，不但糖要高，因为糖是提供转化成酒精的主要的原料，然后还要酸高，因为酸是葡萄酒的灵魂。耐储性的葡萄酒，好的葡萄酒酸一般都是要高的，酸太低的话它不耐储，然后口感也不好。
我们也听说过很多这个引进的葡萄品种，有这个水土不服的现象，现在的科技已经这么发达了，可以让它水土服了吗？全世界，包括我们国内，它主栽的品种是欧亚种，它起源于高加索山脉和黑海这个地区的，然后把它传到了世界各地，最早也是2000多年前，汉朝的时候，张骞从西域带回到了咱们就是内地，那个起源地它是一个地中海式的气候，地中海气候的特点是什么？它就是冬天湿润、多雨、温和，夏天炎热干燥，它不像咱们中国大部分地区，它是大陆性季风气候，所以说它冬天非常寒冷干燥，夏天高温多雨，我们叫雨热同季，这样就导致一个问题，这些欧亚种的葡萄品种，很难承受咱们冬季的严寒。这样的话，它就必须在冬天，尤其在黄河以北地区，它都需要进行一个埋土防寒，埋土防寒的这个成本就非常地高，对心态也是一种潜在的一种威胁。你可能没看到过，就是把葡萄整个下架，在旁边挖个沟，把整个树埋上一亩两亩地你是看不到，如果你要是50万亩在一起连片的呢，它是相当于冬天就把地表给破坏了，破了来阵风以后，这个沙尘一下就起来了。
国家植物园其实从上个世纪50年代就已经关注到这个问题了，然后也开始就研究这件事情，最早的方法就是说我们想做的是什么事情，就是说怎么不让葡萄埋土，因为葡萄这个资源很多，比方说咱们东北的山葡萄，作为这个野生资源，它在零下30°C、40°C都能存活，都没问题，它很抗寒，但是它相对来讲，它的品质是不好的。最早的时候，我们这个植物园的老先生就想把这个欧亚种的优秀的品质，和咱们这个野生资源的高抗寒性结合起来，这样的话我们就能培育出既有优良品质，又有抗寒不用埋土的新的葡萄品种。经过50多年的工作，在2009年的时候，我们就审定了几个不用埋土的酿酒葡萄品种，北字号的，它不但是抗寒旱，它还抗病，现在的话至少它的生产成本比这个传统的西方的这种古老的这种欧亚种至少要低50%以上。
植物浑身都是宝，草、木、花、果各有不同的利用价值，对经济植物、观赏植物、环境修复植物和珍稀特有植物等重点类群进行功能评价，创制优良种质并加以应用是植物园的另一项重要工作。国家植物园拥有全国最强的植物科研团队和实验室，开展了植物有效成分、功能分析、果实色泽形成、风味调控、采后的品质保持及贮藏、高抗优质新品种选育等与国家重大需求和百姓生活紧密结合的科研攻关，加快植物科学技术成果转化。人们餐桌上离不开的蔬菜水果，也是植物学家们研究的课题，科学家又是通过什么方式来改善水果蔬菜的口感和保鲜期呢？说到植物、蔬菜、水果是我们日常接触最多的，很多人会觉得，为什么今天这个蔬菜水果跟小时候的口感不一样？
为什么说我们现在的水果蔬菜，消费者经常会抱怨说没有以前小的时候吃的那个味道了，我觉得可能主要是有三个方面的原因。比如说我们以现在的西红柿来举个例子来说，那么首先是现在的品种跟以前不一样了，那么以前我们那个番茄西红柿的品种，它皮儿比较薄，果实成熟以后很容易软化，那么它积累的这个营养物质也很丰富，所以吃起来很好吃，口感很好。但是它有一个缺点，它皮薄，它就不耐储藏，长途运输和储藏过程中它很容易坏。那么现在的品种它就强化了这个储藏性能，所以您看那个番茄的品种，它很多的品种皮儿很厚，即使成熟以后完全红透了以后，硬邦邦的不好吃，它积累这个营养成分也不多，一个是不香，一个是你吃起来这个糖酸比例感觉不好，口感不好吃，这是一个很重要的一个原因。还有一个原因，其实也是跟储藏或者运输有关。以前我们西红柿一般都是现采现吃，就是它完全熟透了，或者差不多熟了，我们才去把它采下来，那个时候的番茄肯定好吃。
现在为什么说不太好吃呢？因为它还是青的时候，就还没有熟的时候就把它采下来了，那这个时候的番茄它好储藏，它运输的过程中，它不会出现那种磕碰伤。为什么现在没熟就把它采下来，然后在它销售的过程中进行催熟，虽然说把它催熟了，但是它离开了它的树体，所以它不能够积累很好的这种营养成分，所以吃起来肯定不好吃，这是很重要的一个原因。那么，还有一个原因，其实就是栽培条件跟以前不一样，以前一般都是使用什么农家肥或者动物粪便，它那个有机质含量很高，所以种出来番茄很好吃。现在多数是使用的化肥，那么化肥它长得很快，但是缺点是它不能够很好地积累这些营养成分。从科学的角度给我们介绍有没有什么好的方法去保存水果、蔬菜？
从我们作为科研人员来说，针对水果的储藏保鲜，主要从两个方面考虑，一个是水果本身，另外一个是侵染它的病原菌。因为水果它采后的损失主要还是病原菌侵染以后所导致的，所以我们会针对这两个方面都去开展工作。针对水果本身来说，因为水果内部有很多的因素决定了它有自身的抗性，所以我们可以通过一些方式把这些重要的基因找出来，就哪些基因在它的抗病过程当中发挥了很重要的作用。然后通过一些方式去强化它，或者让它表达量更高，这样这个水果它更耐储藏一些，这是从育种的角度上可以去考虑的问题。那么，另外一个角度就是病原菌在侵染过程当中，它会有一个互动的过程，病原菌它侵染这个水果，它是有一套就像武器似的东西，我们也需要去弄清楚病原菌它在浸染过程当中，有哪些因素决定了它更容易侵染这个果实，我们把它弄清楚以后，就便于我们去开发一些农药那一类的物子，能够直接杀灭这个病原菌。那么就让这个果实，或者蔬菜更耐储藏，或者说可以存放更长的时间。
牡丹是中国特有的历史名花，已经有1500多年的栽培历史，如今一直被当作观赏植物的牡丹，竟然被研究人员开发成了油料作物。这种外观像海星的五角形豆荚就是牡丹的果实，打开豆荚，里面是比黄豆还大的种子，就是这一粒粒牡丹籽，不仅加工出了优质高产的食用油，还利用油用牡丹为原料加工出食品、护肤品、日用品等上百种产品，为帮助贫困地区农民脱贫致富，保障我国粮油安全发挥了重要作用。这些默默陪伴在我们身边的植物，究竟还有哪些神奇力量？目前，我们对这个植物的资源利用，有哪些转化得非常好的科技成果？我们国家植物园在科技成果转化方面，其实已经取得了不错的成果。比如说百花之王牡丹这方面，牡丹它除了具有非常高的观赏价值以外，它也是一种很重要的中药材，此外牡丹籽它可以用于榨取牡丹籽油，这种榨取出来的牡丹籽油，它含有非常高的阿尔法亚麻酸，可以保护我们的心血管，所以它有很好的保健价值。
国家植物园目前来说收集了大概有1000余个牡丹品种，也开展了从基础研究到应用研发方面的各类研究，比如说针对牡丹的观赏价值这个方面，那么大力发展它的高效栽培技术，和新品种的培育。另外，也跟地方政府和企业合作，推动乡村振兴和美丽中国这些方面的建设，在牡丹籽油的开发利用方面，改进了牡丹籽油这种榨取工艺和阿尔法亚麻酸的提取和分离技术。目前这个阿尔法亚麻酸的纯度，能够达到50%到70%左右。您刚才提到的这个牡丹籽油，对它的开发这个价值，会大于我们传统的这个植物油吗？牡丹籽油它是一种新兴的木本油料，因为以前牡丹我们还作为一个花卉，主要是观赏来用的，现在才发现，其实它在产油上，它的产量甚至比大豆还要高，一是产量很高，二是它的阿尔法亚麻酸含量20%多，如果是把它再提纯以后成为高纯度的，都可以作为药品用。现在因为成本还很高，面积相对小一点，将来随着它就是说更多地，像国内现在不是也大力推广木本油料吗？如果到达一定的量以后，它的成本下来以后，可以当成普通的油直接去吃。
国家植物园除了肩负野生植物资源保护的重要使命，还承担着粮食和水果品种的改良、园林花卉开发等科研重任。无论是解锁植物遗传密码的基础研究，还是发现植物资源、寻找粮食安全解决方案，都离不开拥有大量植物物种的国家植物园。杂交构树正助力国家脱贫攻坚战略，牡丹资源收集、评价与利用，葡萄新品种选育、推广与产业化，芳香植物新品种培育与产业化推广，杜鹃花属资源收集、保育与系统学研究、果蔬贮存保鲜系列技术、智能化植物工厂等最新科研进展和代表性成果，正走出实验室，造福百姓生活。通过这个研究来提高植物的实用性和保护，这之间会不会有矛盾？其实植物资源的利用和保护，我觉得并不是矛盾的关系，在某个程度上来说，它们是相互促进的。比如说对于一种具有经济价值的资源植物来说，那么合理和科学地利用它的话，其实对它并不会造成多么不利的影响。相反，如果说它具有很好的利用价值，我为了更好地利用它，必然对它进行广泛的研究，包括比如说资源的收集和评价，功能的挖掘这些方面，各方面等等的研究，也会进行就地保护和迁地保护等等，这样就必然促进了对它的保护。
那么，另一个方面，在很好地保护这些资源植物的基础上，可以更好地对它进行研究和开发利用，这样实际上就形成了一种良性循环。比如说杂交构树，构树这一种乔木，它的叶片可以用来作为饲料，根和果实有一定的药用价值。目前，国家植物园也在全国范围内收集了大概600余种野生的构树资源，并且对它进行了全基因组测序，就解码了它的基因序列，那么在这个基础上，也做了很多的工作。比如说通过这个杂种优势，和太空搭载这种方式就培育出来一个新的一个杂杂交构树的品种。这个品种的特点是它的叶片的蛋白质含量非常高，对于牛羊来说营养很丰富，另外它的适口性也很好，牛羊挺喜欢吃，也构建了高效的组培、育苗技术，因为这个育苗很重要，大规模推广的话，还有它的一体化的产业化技术这方面，相关的这个技术就在全国范围内都进行了推广。主要是在大概28个省和市，还有200余个县进行了推广，在这个脱贫攻坚战中是取得了很好的成绩，大概带动了20余万人的脱贫，所以这个杂交构树也被国家列为了国家十大精准扶贫工程。因为我们国家是一个农业大国，对这个植物的研究如果取得了很大的突破，对我们农业生产（会）带来很大的帮助。好，感谢两位！也感谢您收看我们这一期的《透视新科技》节目！如果您想了解我们更多的节目内容，可以下载视频收看我们过往的节目。好，今天的节目就到这儿了，我是胜春，咱们下期节目再见。
