寒旱区特色农林植物种质资源库
菊芋(Helianthus tuberosus L.)又称洋姜、鬼子姜,菊科向日葵属多年生宿根性草本植物,全球的热带、温带、寒带以及干旱、半干旱地区均有分布。原产北美,18世纪末经欧洲传人我国,长期零星种植,仅作为家用腌制蔬菜。从20世纪末开始,由于菊芋应用价值被逐步挖掘,并显示出极大的发展潜力,越来越受到高度重视,已迅速成为在新型糖料、生物能源、功能饲料及生态治理等多方面研究的新宠,精深加工技术也日趋成熟,产业需求快速增长。近几年,我国对能源植物的开发和利用极大地促进了菊芋的规模种植及开发项目的启动,正在形成较为完整的菊芋产业链。
兰州大学菊芋种质资源圃位于兰州大学榆中校区(35°56′ N, 104°09′ E, 1750 m asl),占地面积2000平方米。资源圃始建于2015年,由兰州大学生命科学学院赵长明教授团队创建,同时建立了兰州大学菊芋研究中心。菊芋种质资源圃以收集和保存菊芋种质资源为基础,以种质资源有效保护和高效利用为核心,集教学、科研、服务为一体,通过长期定位观测和数据收集,筛选和培育优异的菊芋种质资源,为菊芋新品种选育、科技创新和菊芋产业发展提供优异的种质材料和数据信息。
资源圃现保存来自北美洲、欧洲和亚洲的菊芋品系200余份,以活体块茎存储于种质资源圃中的菊芋品系共有224种。
研究团队将人工杂交、胚拯救和无性快繁等技术与现代分子标记技术系统结合,选育出适合西北沙荒、盐碱等边际土地规模化种植的菊芋新品系——兰芋1号。同时开展品系比较试验、区域试验、生产试验和栽培技术试验,来解决菊芋高产高效规模化种植过程中的关键技术问题,组装菊芋平衡施肥技术、抗旱节水技术、机械化种植技术、病虫害管理技术及优化的农艺措施,建立菊芋高产轻简栽培技术体系并示范。在菊粉保健水溶性膳食纤维、功能性食品特性、饲料价值、盐碱地改良、污染土地生态修复、秸秆高效利用等方面开展系统深入研究,提升菊芋后期加工产品的多样化和用途的多样性,从而实现菊芋高附加值综合开发利用。在此过程中,团队研发了一套通过人工选育获得菊芋新品系的技术方法,并获得发明专利2项,审定菊芋新品系1个(“兰芋1号”),发表关于菊芋研究相关文章12篇。截止2019年“兰芋1号”已在榆中、靖远、民勤、临洮、庆阳、平凉、甘南等地完成推广示范,推广面积约为15000亩。
课题组发表有关菊芋的文章
- Mu, Y. W., W. T. Gao, S. Q. Lv, F. C. Li, Y. Lu and C. M. Zhao (2021). The antioxidant capacity and antioxidant system of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers in relation to inulin during storage at different low temperatures. Industrial Crops and Products. 161.
- Lv, S. Q., R. X. Wang, Y. M. Xiao, F. C. Li, Y. W. Mu, Y. Lu, W. T. Gao, B. Yang, Y. X. Kou, J. Zeng and C. M. Zhao (2019). Growth, yield formation, and inulin performance of a non-food energy crop, Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), in a semi-arid area of China. Industrial Crops and Products. 134: 71-79.
- Lv, S. Q., B. Yang, Y. X. Kou, J. Zeng, R. X. Wang, Y. M. Xiao, F. C. Li, Y. Lu, Y. W. Mu and C. M. Zhao (2018). "Assessing the difference of tolerance and phytoremediation potential in mercury contaminated soil of a non-food energy crop, Helianthus tuberosus L. (Jerusalem artichoke)." Peerj . 6.
- 段海霞, 邹恭鲁, 杨永鑫, 李颖, 吕世奇, 孙杉, 赵长明 (2018). 两种基因型菊芋幼苗对盐胁迫的生长及生理响应. 干旱地区农业研究 36(03): 176-183.
- 吕世奇 (2018). "菊芋新品种兰芋1号." 农村百事通 (05): 31.
- 吕世奇, 寇一翾, 曾军, 杨彬, 赵长明 (2018). 菊芋新品种兰芋1号的选育. 中国蔬菜 (01): 76-79.
- 吕世奇, 寇一翾, 曾军, 杨彬, 赵长明 (2018). 菊芋有性繁殖特性与人工杂交育种研究. 西南农业学报 31(06): 1272-1278.闫琦, 张世挺, 赵长明, 刘培培, 张娇娇, 王跃华, 魏海燕, 王宪举, 吕世奇, 丁路明 (2018). 高寒牧区不同菊芋品种茎叶青贮的饲用价值. 草业科学 35(06): 1568-1573.
- 杨彬, 吕世奇, 寇一翾, 孙杉, 赵长明 (2016). 半干旱地区不同生育期菊芋生长特性与气体交换特征. 草业学报 25(10): 77-85.
- Kou, Y. X., J. Zeng, J. Q. Liu and C. M. Zhao (2014). Germplasm diversity and differentiation of Helianthus tuberosus L. revealed by AFLP marker and phenotypic traits. Journal of Agricultural Science 152(5): 779-789.
- 寇一翾, 吕世奇, 刘建全, 赵长明 (2014). 寡糖类能源植物菊芋及其综合利用研究进展. 生命科学 26(05): 451-457.
- 吕世奇, 寇一翾, 杨彬, 曾军, 赵长明 (2014). 半干旱地区菊芋品系植株表型与光合特性分析. 作物学报 40(10): 1857-1864.