今年春季，由于降水量少、氣溫偏高，圓柏花粉濃度升高，過敏患者明顯多于往年，有不少游客在公園里因為圓柏花粉過敏而備感不適，“圓柏花粉治理”話題成為大眾非常關(guān)注的熱詞。

4月，一個好消息傳來：北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院秦嶺教授團隊研發(fā)出能夠有效遏制柏樹花粉的“秘密武器”，有望明年在北京城六區(qū)投入使用。秦嶺教授團隊對治理圓柏花粉問題有何妙策？其科研成果中蘊含著什么原理？研發(fā)過程又有哪些細節(jié)？記者近日來到北京農(nóng)學(xué)院實地探訪。

在北京農(nóng)學(xué)院的校園中，秦嶺教授團隊仔細觀察花粉治理試劑在圓柏雄株上的使用效果

為樹戴上科技“口罩”，讓圓柏花粉實現(xiàn)有效沉降

“圓柏為雌雄異株植物，產(chǎn)生花粉的雄株目前在北京有200多萬棵，其中6000余棵為古樹。如果把雄株全部砍掉，存在很多難以解決的生態(tài)問題，還要投入大量人力物力，這根本不現(xiàn)實，所以，我們就想著要從源頭上進行干預(yù)?！?023年，秦嶺教授團隊關(guān)注到出現(xiàn)花粉過敏癥狀的市民越來越多，于是將圓柏花粉治理納入研究課題。

開展花粉治理，首先要了解它的成因。經(jīng)過幾個月的加班加點，團隊完成對圓柏花粉“生產(chǎn)車間”——小孢子葉球的形成關(guān)鍵期研究，發(fā)現(xiàn)如果在形成期抑制小孢子葉球的數(shù)量，就可以達到有效治理的目標(biāo)。他們采用各種方式進行實驗，終于研制出一款圓柏疏雄劑，噴灑在雄株上，可以使小孢子葉球數(shù)量減少到原來的1/5，這樣，花粉產(chǎn)生基數(shù)就大大減少了。

在使用疏雄劑的基礎(chǔ)上，治理圓柏花粉最直接的做法是讓花粉實現(xiàn)有效沉降。經(jīng)過反復(fù)嘗試，團隊又研制出一款高分子有機化合物花粉沉降劑1號，噴灑在圓柏雄株表面可以形成一層包裹膜，就像為樹戴上科技“口罩”，花粉沉降效果是噴水的17-20倍。

2024年春夏時節(jié)，在實驗室得出數(shù)據(jù)后，團隊馬上在校園里展開實地測試。團隊核心成員房克鳳教授為每棵圓柏雄株建立二維碼，“一樹一檔”，輸入樹齡、樹高、開花期、花粉釋放時間、釋放量等相關(guān)生物學(xué)信息。持續(xù)觀察一段時間后，所有噴灑了沉降劑1號的雄株在長勢等方面沒有變化，花粉沉降數(shù)據(jù)非常穩(wěn)定，大家這才松了一口氣。

北京市園林綠化局得知這個消息后非常感興趣，派人專門來實驗室調(diào)研，中間發(fā)生了一個有趣的小插曲：園林綠化局的同志問起沉降劑1號的成分，秦嶺告之屬于食品級別，并且添加了植物萃取物。為了打消對方的顧慮，秦嶺用手指蘸了一些試劑直接放進嘴里，大家先是一愣，隨后不禁都笑了，對方一位領(lǐng)導(dǎo)也跟著嘗了嘗。“沉降劑1號沒有異味，我這么做是對這款產(chǎn)品的安全性非常有信心，而且它的成本也不高，對方的原話是‘非常能接受’，這說明他們極大肯定了這款產(chǎn)品?！鼻貛X教授說。

秦嶺教授（中）和邢宇教授（左一）在實驗室指導(dǎo)學(xué)生進行實驗操作

在取得初步成效的基礎(chǔ)上，團隊今年繼續(xù)在校園中進行中試實驗，觀察疏雄劑和沉降劑1號對環(huán)境的長期影響，確保試劑的穩(wěn)定性。目前，市區(qū)多個園林綠化部門已經(jīng)聯(lián)系該團隊商談合作，希望推動科研成果盡快轉(zhuǎn)化應(yīng)用，2026年有望在東城西城等6個區(qū)投入使用。團隊希望在下半年選擇天壇公園、奧林匹克森林公園等幾處圓柏集中區(qū)域進行試點，明年春天前往這些地點的市民就能親眼看到試劑的使用效果。

除了促進花粉沉降以外，團隊還發(fā)現(xiàn)沉降劑1號具有讓花粉延遲釋放的作用。團隊核心成員邢宇教授透露，花粉在白天10點到16點光線強烈的時候最容易釋放，而這個時間段正是市民活動高峰期，通過噴淋沉降劑1號，可以讓花粉延遲12小時到夜間再釋放，這樣也可以減少對人體的影響。

“當(dāng)然，試劑成分采用食品級一定會抬高成本，北京200多萬棵圓柏雄株不可能全部使用，況且還有百萬棵其他產(chǎn)生花粉的樹種。所以，我們也在研制添加了低劑量植物生長調(diào)節(jié)劑的花粉沉降劑2號，在幫助花粉沉降的同時促進小孢子葉球的脫落，效果優(yōu)于1號，又不囿于食品級成本，到時分類別、分區(qū)域使用，能夠更加快速推廣起效?！毙嫌钛a充道。

值得一提的是，團隊尚未安排對沉降劑1號申請專利，因為專利申請的窗口期至少三年，過敏人群等不起，所以，團隊一致決定先推動科研成果落地，讓老百姓盡快受益。

從板栗“跨界”到圓柏，背后是三十年的科研沉淀

秦嶺教授團隊現(xiàn)有核心成員10人，全部為博士，45歲以下占比50%。有趣的是，團隊原來的主攻領(lǐng)域并不是柏樹花粉，從課題立項到取得成果只用時兩年多，如此高效的科研速度很大程度上得益于團隊一直開展的板栗雌雄花調(diào)控研究。

“板栗為雌雄同株，雖然與圓柏的發(fā)育規(guī)律不一樣，不能直接套用，但兩類植物存在相通之處，我們就想到可以把板栗雌雄花調(diào)控經(jīng)驗借鑒在圓柏上?！毙嫌罱忉尅?/p>

板栗屬于木本糧食作物，雌花少，雄花序極多，三四千個單雄花里才有一個雌花，減少雄花數(shù)量能讓雌花吸收更多營養(yǎng)，進而多結(jié)果，但又不能影響樹木的整體發(fā)育，所以“促雌減雄”技術(shù)必須做到特別精準(zhǔn)。

秦嶺教授早在1990年就開始主攻板栗領(lǐng)域。當(dāng)時全國板栗平均畝產(chǎn)只有30多公斤，她帶領(lǐng)團隊從形態(tài)機理到基因?qū)用嬲归_深入研究，徹底摸清板栗雌雄花發(fā)育的原理，在國際上首次解析了栗屬植物基因組，首次創(chuàng)建栗屬種質(zhì)基因庫和栗屬植物基因組數(shù)據(jù)庫，解決了栗屬種間遠緣雜交親和性差、育種周期長等多項“卡脖子”技術(shù)難題。

同時，團隊建立種間遠緣雜交育種、芽變育種和分子輔助育種等育種體系，研發(fā)了預(yù)制保鮮、綠色阻褐和抗淀粉回生加工技術(shù)，實現(xiàn)栗類加工專用品種的產(chǎn)業(yè)化利用，被業(yè)界譽為中國“板栗研究第一團隊”。

果樹育種研究周期長，經(jīng)常歷經(jīng)二三十年才能確定一個新品種，支撐團隊堅持下去的動力就是提高國產(chǎn)板栗產(chǎn)量，把科研成果寫在祖國的田間地頭上。

努力終有收獲。團隊培育的雄花序短小的新品種“短花云豐”2023年通過審定，目前主要在密云種植，也服務(wù)于河北等板栗主產(chǎn)區(qū)。農(nóng)戶嫁接后都夸“短花云豐”的葉子濃綠、產(chǎn)量高、還抗旱，農(nóng)業(yè)部門品種審定委員會的專家一致認(rèn)為“這個品種培育得真好”。

在解決當(dāng)前產(chǎn)業(yè)問題的同時，團隊也提前啟動栗屬植物加工專用品種選育工作，相信在不遠的未來，更多人將吃上他們選育的高質(zhì)量板栗及其加工產(chǎn)品。

為了摸清我國栗屬植物的“家底”，團隊常年利用寒暑假時間去全國各地調(diào)查資源，去高海拔、深山陡坡等復(fù)雜地形采樣，條件艱苦，但沒有一個人退縮。有一年二月，他們?nèi)ズ币蛔?900米海拔的大山上采樣，山坡積雪難行，只能由一人開車，三個人推車，一點點蹭出危險區(qū)域。團隊上山采樣時，在深山里遇到螞蟥、毒蛇、胡蜂等毒蟲并不稀奇，邢宇的右肩上至今留有被胡蜂蟄過的傷疤，但她并不在意，聊起來也是一笑了之。

秦嶺帶領(lǐng)團隊先后獲得2022-2023年度神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎科學(xué)研究類成果二等獎、第十三屆梁希林業(yè)科學(xué)技術(shù)獎科技進步獎項目二等獎、北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣一等獎、北京市果樹技術(shù)創(chuàng)新成果一等獎等多個省部級獎項。如今，團隊實驗室的門口掛有兩塊牌匾——“國家林業(yè)和草原局板栗科技創(chuàng)新團隊”和“北京市林木分子設(shè)計育種高精尖創(chuàng)新中心”，證明著他們頂尖的科研實力。

“碩果累累的樹上，寫著我所帶過的每個碩士和博士研究生的名字?！鼻貛X教授（右一）收到學(xué)生聯(lián)合送給她60歲生日的繪畫作品

團隊辦公室的柜子上有一幅學(xué)生聯(lián)合送給秦嶺教授60歲生日的繪畫作品，畫的是一棵以密云板栗古樹為原型的大樹，碩果累累，每個栗蓬上印著一個人名，合起來就是她帶過的70多名碩博研究生，寓意桃李滿園。秦嶺很喜歡這份禮物，這是她深耕杏壇的真實寫照。正是有了多年雄厚的科研積累，所以團隊在做圓柏跨界課題時才能很快“捅破窗戶紙”，找到最合適的防治措施。

看到顯微鏡屏幕中的花粉濃度曲線出現(xiàn)預(yù)料中的斷崖式下降，團隊對圓柏花粉治理的前景充滿信心。

https://bjgh.docmis.cn/content/s680aafb8e4b080ffdf82d53c.html