Newsletter No. 485

02 # 4 8 5 | 1 9 . 1 0 . 2 0 1 6 一粒小豆,种出未来 Bean for the Future 洞 明 集 / I n P lain V iew 食 用豆类虽然常见,但在我们日常的食粮中只占次要地 位。很少人知道豆类比谷物含有更多蛋白质,而大豆 是蛋白质和植物油的主要来源,在2015年的全球消耗量分别 占71%和29%( www.soystat.com ) 。大豆除了营养价值丰 富,也有非常重要的农业价值,可望成为人类未来最重要的 食物来源。 中大生命科学学院教授 林汉明 是大豆研究中心主任兼农业 生物技术国家重点实验室(香港中文大学伙伴实验室)副主 任,也是大豆遗传基因研究的先驱,帮助缓解世界粮食供应 和安全的问题。林教授在农业生物技术国家重点实验室与 华大基因组研究所(深圳)合作下,破解了三十一种野生和 培植大豆的基因组密码,得出野生大豆比培植大豆有更高生 物多样性的结论。只要能找回在大豆驯化过程中失去的耐逆 基因,便可有助培植出能适应恶劣环境的大豆品种。这研究 成果已在2010年刊于 Nature Genetics ,为相关研究项目与 计划奠定基础,大豆基因组研究自此在全球遍地开花。 全球的可耕地日渐萎缩,有见及此,林教授悉力倡导农业界 多种植大豆。他说:「尽管人类已知晓豆类能提升农业产能, 裨益可持续发展和人类健康,却仍然没有好好利用。对豆科 植物与栽种技术知识的不足,也限制了其生产和消费。」中国 的干旱和土地盐渍化问题日益严重,导致耕地和农作物产量 每年递减。中国可说是大豆之乡,约五千年前已开始培植大 豆,现时境内仍存有大量野生大豆。然而中国如今竟是最大 的大豆进口国。因此,种植大豆有庞大的经济效益之余,也 对粮食供应起重要作用。 十多年来,林教授的团队一直采用高端的基因组序列科技, 找寻耐逆野生大豆的遗传基因,同时以先进的分子生物学技 术复制耐逆基因。2014年,他成功从野生大豆识别和复制出 崭新的耐盐基因,大大提升发展耐盐大豆的可能性,研究成 果同年刊于 Nature Communications 。林教授分秒必争,同 时抓紧机会与中国的大豆育种专家合作,培植可在盐渍化土 地种植的大豆。团队同时在中国西北部的半干旱和全旱地区 做实验,冀望在野生大豆中找出耐旱基因,培植出耐旱大豆。 种植大豆有固氮作用,可以令耕作可持续发展。氮是制造由 DNA至蛋白质等构成生命体的基本元素,是所有动植物赖 以为生的营养。豆科植物能够固氮,与根瘤中的固氮细菌有 共生的关系,当植物枯萎,根瘤中的氮会释放出来,化作泥土 的肥料。大豆可以通过固氮作用摄取大气中的氮,固氮量平 均可达每年每公顷一百公斤,有利于可持续耕作,例如轮耕法 (依序在同一片土地种植不同的农作物)或间作法(同时间 近距离栽种不同作物)。这便可减少使用氮肥,从而减少污 染和温室气体的排放。 林教授研究之路远达中国最贫瘠的地区。他多年来与内地不 少农业研究机构合作做实地研究,培植耐逆大豆,并作为先 驱作物改善可耕地的土质。这些实验与经验成果令人鼓舞。 就以甘肃庆阳和平川两地为例,研究员选择需水量低、生命力 顽强的栽培新品种作为先驱作物,好让它完成生长周期后, 改善土地的土质。此品种集耐逆和适应力强等特质于一身。 联合国高举「提供丰富营养,促进可持续发展」的旗帜,宣布 2016年为国际豆类年(豆荚科类)。世界大学联盟(WUN) 是一个全球高等教育和研究网络,由来自十一个国家共十九 所研究型大学组成,当中包括中大。WUN去年11月在浙江大 学举办了一场研讨会,林教授代表中大赴会,并与来自澳洲、 中国、南非、美国和英国的豆科领域科学家,共同发表以「豆 类:人类健康和农业可持续发展方案」为题的政策白皮书, 并于2016年8月在 Nature Plants 中发表相关论文。 尽管林教授已为大豆研究奠下稳固基石,但他仍然任重道 远,尤其是在知识转化方面。林教授说:「作为科学家,我们 渴望与政策制定者、资助机构和不同行业合作,开发改良豆 科作物的新技术,以应对气候变化,同时让社会了解豆类的 多方好处,藉此增加豆类的全球产量和消耗量。只有从严谨 的创新、基础研究和农业实地试验入手,才可以充分发挥豆 类的潜力。」 Photos courtesy of Prof. Lam Hon-ming

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