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主頁  > 時事  > 時事速報 2021 年 12 月 23 日

抗鹽耐旱大豆應對糧食危機

 全球約八十億人口當中有十分之一正面對食物不足問題,單是在亞洲,饑餓人口就超過四億。在全球糧食危機及環境保護的挑戰下,林漢明教授透過基因組研究,找到大豆中的耐鹽基因,並以此為基礎,利用分子標記技術,育成耐鹽耐旱大豆,讓農民可以在瘦瘠及乾旱土地上種出大豆,增加產量之餘,更有助土地復修,為人類可持續發展出一份力。

林教授團隊與甘肅省農業科學院張國宏教授合作,培育出耐鹽耐旱大豆品種隴黃1號、2號及3號。至2020年,累積種植面積已超過36萬畝。


破解大豆抗逆基因 助建可持續農業

「蓺之荏菽,荏菽旆旆。」三千年前《詩經》所說的「荏菽」,就是今天大家熟悉的大豆。時至今日,大豆傳遍全世界,成為人類主要食糧之一。不過,這種野生植物經千百年的人工培植,部分品種變得「嬌生慣養」,無法在乾旱、貧瘠的土地上成長。特別在內地,土壤鹽化等問題影響國內大豆產量,導致中國需要由美國等地大量入口大豆,才能滿足其需要。

林教授解釋:「內地東北的鹽鹼地和西北荒漠化的土地有很多,正好大豆有很強的固氮能力,可將空氣中的氮變成有機物質,幫助修復退化土壤,減少人工肥料的使用,同時能改善空氣質素,因此十分值得研究。」

1997年,在美國進行博士後訓練、研究植物中氮代謝的林教授回到中大,並在因緣際會下認識中國農業科學院研究員邵桂花教授,受她啟發正式踏進大豆研究的世界,接棒開展大豆耐鹽基因的研究。隨後十數年,林教授在大豆科研路上創下多個里程碑,包括利用全基因組測序技術,成功破解十七種野生及十四種人工培植大豆的基因密碼,證明野生大豆的生物多樣性,數年後更辨識出野生大豆中負責抗鹽的主效基因。

然而,單靠實驗室及論文上的成果無法惠及大眾,「現時內地生產大豆量僅能滿足國內消耗約兩成,其餘需依賴國外進口供應,其進口量佔全球市場約六成。我很希望研發的技術可以回饋國家,成果能寫在大地上。」林教授說。

林教授與邵桂花教授(右二)考察內地大豆種植情況。

這個讓「大豆回家」的想法,促成他日後跟內地甘肅省農業科學院張國宏教授的合作,將基因技術結合農業知識和資源。他們透過結合分子標記檢測技術與傳統雜交方法,加快篩選中國西北地區的大豆種子,成功以非轉基因的方法培育出三種適合在中國西北乾旱地區種植的耐鹽耐旱大豆品種,促進當地的可持續農業發展。此外,林教授亦積極培育牧草大豆,讓大豆植物可製成畜牧飼料。

林教授的研究不但有助土地復修,更為人類可持續發展出一份力。


作物基因組國際平台 以科研與世界接軌

這些大豆研究成果全部起源於中大科學館的一所小小實驗室,它連結了本港十五位教授,與中國、美國、英國、阿根廷等多國合作成立「教資局卓越學科領域:植物與環境互作基因組研究中心」,專門研究農作物與環境互動機制,推動農業可持續發展、作物基因組學及基礎科學的研究及協作;目前,林教授亦為中大「農業生物技術國家重點實驗室」主任,通過國家級的科研平台與國內優秀科學家合作,發展分子生物技術及生物科技農業應用,改良農作物的產量、品質及抗逆性。

除了內地,林教授的科研團隊近年亦跟南非合作,以二十公頃的耕地作試點,改善當地黑人農場作業。由植物基因研究,到成果落地轉化為農作物,成果可謂非常卓著。

林教授團隊是全球大豆基因組研究的先驅之一。

“林教授的願景是希望未來促成在香港成立國際大豆研究所,匯集世界優秀的大豆品種及專才,集大家的力量,為人類出一分力。”

林漢明教授
中大卓敏生命科學教授兼農業生物技術國家重點實驗室主任


研究領域:大豆基因組研究及農業應用
主要成就:
● 成功完成組裝全球首個野生大豆的參照基因組(2019)
● 中國國家教育部高等學校科學研究優秀成果獎(科學技術)自然科學獎二等獎(2016)
● 全球首次成功發現並複製出野生大豆內的主效耐鹽基因(2014)
● 全球首次破解31種野生和培植大豆的全基因組密碼,成果以封面故事發表在《自然.遺傳》期刊(2010)
● 培育出耐鹽耐旱大豆品種隴黃1、2、3號,並於2,000多公里的甘肅黃土高原上種植
● 中大理學院模範教師獎(1999、2006)