4月9日清晨，岳普湖縣色也克鄉(xiāng)阿克提坎村千余畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田里，數(shù)十臺棉花播種機列隊轟鳴，將裹著紫色“鎧甲”的棉種精準(zhǔn)嵌入大地——這些種子藏著讓新疆棉花“不怕熱”的終極密碼。
種植戶艾克熱木·買買提明斜倚在皮卡車上，指尖跟著播種機的節(jié)奏輕叩車門。村民扯著嗓子問：“今年種的啥寶貝？”艾克熱木彈了彈未沾半點泥土的褲腳，嘴角揚起：“還是老配方！”
艾克熱木口中的“老配方”，是自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所李雪源團隊歷時十余年培育出的耐高溫品種源棉新13305。
從小面積試種到大規(guī)模種植，艾克熱木連續(xù)種了4年?！安粌H耐高溫，而且產(chǎn)量高、品質(zhì)好，還比較好管理。”艾克熱木像炫耀自家孩子一樣在地頭和村民嘮起來。
十幾年前，每逢6月底至7月初是艾克熱木最擔(dān)心的時候?！皫缀趺刻於嫉每刺鞖忸A(yù)報，這個時候氣溫高，棉花熱得受不了，棉鈴就會大面積脫落。”艾克熱木說，棉花頂部光禿禿的，就像縮小版的電線桿一樣杵在那兒，看著心里難受啊。
艾克熱木的經(jīng)歷，曾經(jīng)也是新疆很多棉農(nóng)記憶中共同的痛。
在全球變暖的大背景下，每年6月至7月極端高溫天氣頻發(fā)。這個階段正值棉花開花和成鈴關(guān)鍵期，高溫導(dǎo)致棉花蕾鈴大量脫落、干蕾、畸形鈴、僵小鈴等問題，造成棉花減產(chǎn)15%以上，品質(zhì)下降。
“高溫導(dǎo)致的花粉不育是核心癥結(jié)?！弊灾螀^(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所研究員王俊鐸說。
為攻克這一技術(shù)難題，培育耐高溫棉花品種，2012年，自治區(qū)農(nóng)科院棉花研究所與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張獻龍院士團隊展開合作，從棉花耐高溫機理研究入手。這項工作，幾乎是從零開始。
研究團隊在南疆阿拉爾、東疆吐魯番等地布下觀測網(wǎng)。在吐魯番火焰山腳下的試驗田里，團隊科研人員頂著熱浪，連續(xù)20余天到田間采樣。“每天清晨6點就得下田作業(yè)，一直忙到10點左右收工?；鹧嫔侥_下往往天剛亮，田間氣溫就逼近35攝氏度，上午10點氣溫甚至能突破40攝氏度?！蓖蹩¤I一邊整理實驗記錄本一邊解釋，為了捕捉關(guān)鍵育種數(shù)據(jù)，必須爭分奪秒趕在棉花花藥自然散粉前完成樣本采集。這是確保實驗樣本有效性的黃金窗口期，也只有這樣才能通過分子標(biāo)記技術(shù)，精準(zhǔn)篩選出具有強耐熱性的優(yōu)良種質(zhì)資源。
正是這樣日復(fù)一日連續(xù)10余年攻關(guān)，研究團隊摸清了高溫下棉花花藥的“崩潰機制”、挖掘出耐熱基因、培育了耐高溫新品種。同時借助分子標(biāo)記技術(shù)，首次構(gòu)建起棉花花藥響應(yīng)高溫的全基因組DNA甲基化圖譜。
“這就像繪制出一幅‘棉花中暑病理報告’。”王俊鐸解釋，研究團隊發(fā)現(xiàn)四分體時期的花藥對高溫最敏感，此時溫度超過35攝氏度，花粉活性斷崖式下降。經(jīng)過無數(shù)次實驗表明，高溫會觸發(fā)棉花表觀遺傳變異，導(dǎo)致絨氈層細胞異常降解，最終使花粉失去活力。
更激動人心的突破在育種領(lǐng)域。研究團隊開發(fā)出KASP分子標(biāo)記技術(shù)，能像“基因雷達”般精準(zhǔn)鎖定耐熱基因。在吐魯番等地的天然高溫實驗室，50份耐高溫種質(zhì)材料從數(shù)萬份樣本中脫穎而出。以這些材料為親本培育的源棉新13305、新19075，在連續(xù)一周35攝氏度以上高溫環(huán)境下仍能夠保持產(chǎn)量相對穩(wěn)定。
該研究成果獲2024年度自治區(qū)自然科學(xué)獎一等獎，這也是新疆農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個自然科學(xué)類一等獎。由4位院士及5位業(yè)界知名專家組成的成果評價委員會認為：“該成果聚焦我國棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求，填補了棉花耐高溫研究的多項空白，原創(chuàng)性強，整體達到國際領(lǐng)先水平?！?/p>
沉甸甸的成果背后，是跨時空的堅守。每年夏季，研究團隊兵分三路：一組駐守吐魯番記錄極端高溫數(shù)據(jù)，一組在海南進行加代繁育，還有一組在武漢實驗室解析海量基因樣本。
王俊鐸手機相冊里仍存著對比圖：2016年高溫后試驗田里成片焦黃的棉株，與2024年同一地塊上郁郁蔥蔥的耐熱新品系形成鮮明對比。
如今，耐高溫品種已在南北疆開始生產(chǎn)性能鑒定。在巴楚縣瓊庫爾恰克鄉(xiāng)，棉農(nóng)阿不力克木·賽買提剛播種完，他說：“去年7月連續(xù)一周高溫，我家300多畝棉田畝產(chǎn)仍穩(wěn)定在500公斤以上，品質(zhì)也很好?！?/p>
在自治區(qū)農(nóng)科院阿拉爾棉花綜合試驗站，新一代抗旱耐高溫種子已播下，這些攜帶多重抗逆基因的種子，將在今夏繼續(xù)挑戰(zhàn)多重極端逆境。
“我們正在創(chuàng)制耐高溫、抗枯萎病、適宜機采的功能性品種。”自治區(qū)農(nóng)科院棉花研究所研究員李雪源說，未來新疆棉花不僅“不怕熱”，而且綜合性能優(yōu)良，能適應(yīng)各種極端逆境。
■記者感言
創(chuàng)新之花綻放棉田
沒有直播間里的喧囂，沒有數(shù)據(jù)流量的狂歡，這群把論文寫在棉田里的科學(xué)家，用10余年耕耘換來一項國際領(lǐng)先的研究成果。
這項成果聚焦棉農(nóng)現(xiàn)實需求，生產(chǎn)中需要什么，他們就攻克什么。當(dāng)極端氣候和高溫天氣威脅著“白色黃金”的生存，這群大地上的追光者歷時數(shù)千個日夜，蹚過吐魯番的灼熱沙地，熬過實驗室的無數(shù)長夜，只為解開這個關(guān)乎千萬棉農(nóng)生計的難題。
這項研究成果不僅守護著天山南北的萬畝棉田，更在人類與自然的對話中刻下新的坐標(biāo)。那些在熱浪中傲然綻放的棉鈴，既是生命韌性的奇跡，更是科技工作者以大地為紙、以汗水為墨寫就的壯美詩篇。
這一詩篇，也是追光者的浪漫：把理想的根須扎進泥土，讓創(chuàng)新的花朵開遍新疆大地。
責(zé)編：洪曉懿
一審：印奕帆
二審：蔣俊
三審：譚登
來源：新疆日報
