编者按:今年10月初召开的第三届怒江草果论坛上,我校中药学院杨耀文教授所做的题为《为什么怒江的草果更香》的主题演讲,受到了多家权威主流媒体的高度关注与争相报道。我们为此联系了杨耀文教授,请他为大家讲述自己多年致力于草果科研的故事,以下为杨教授受邀亲自撰写的文章。
有草果相伴的这些年
不思量,自难忘。从2006年拜中国科学院昆明植物研究所植物园主任管开云研究员为师,攻读博士学位,管老师为我选了草果作为研究材料,到如今已是16年了。还记得当时老师对我说,我从中医药院校来,更适合选一个药用植物进行研究,他在之前的调查研究中发现了草果的一些问题,值得深入研究。
从学校重点项目“滇产草果优良种质筛选和品种鉴别研究”、云南省教育厅科研项目“滇产草果种质资源和优产适生生境研究(07Z10646)”开始,到云南省自然科学基金项目“滇产草果类型鉴别和优良种质筛选研究(2009CD078)”,再到国家自然科学基金项目“草果核心种质构建及其栽培起源研究(81660631)”和云南省应用基础研究——中医联合重点项目“草果化学多样性与其遗传变异和环境因子之间的关系研究【2018FF001-(010)】”,我对草果的认识在不断地加深。
草果是姜科多年生草本植物,果实入药,为传统的芳香化湿药,此外,还是应用广泛的香料。云南是草果的主产区,占全国产量的90%。文山州马关县有“中国草果之乡”的美誉。最近几年怒江州将草果种植作为当地的支柱产业,产量达到云南的60%。草果种植在怒江的扶贫攻坚、乡村振兴工作中发挥着积极的作用,被当地群众称作“金果果”“红宝石”。看到自己的研究材料受到政府重视、群众欢迎,作为一名普通科研人员,心里挺开心的。
2008年11月,我和同事刘小莉坐夜班车从昆明出发到福贡,再转乘中巴车抵达贡山县城,和贡山县扶贫办联合做了一期中药材种植的讲座,其中的一次讲座是针对普拉底乡禾坡、扎亢等村子的草果种植户讲的。当时有30个左右的村民参加,有怒族、傈僳族等少数民族,他们不会讲汉语,我讲的每一句话都要请扶贫办的吴主任翻译,吴主任又把他们的问题翻译给我,我再讲解、回答。当时,我们已经得到这样一个研究结果:由于有柱头卷曲机制,草果存在两型性。草果的上举型植株结实率显著高于下垂型植株,而且,上举型植株的繁殖不容易受环境因子变化的影响,在繁殖中趋雌,下垂型植株则趋雄(相关研究发表于《Plant Diversity and Resources》《广西植物》《Breeding Science》)。看着眼前质朴的少数民族村民,当时就想如何帮助他们提高草果产量,多获得一点收入,让他们的生活过得好一些。我用手模拟柱头的卷曲运动,比划着告诉他们如何识别草果的两型植株,为了便于他们理解,我告诉他们草果有公株和母株之别,只能从花上加以区分。草果地里的母株(上举型植株)要比公株(下垂型植株)多一点,这样才能保障草果产量高一些,而且产量才能稳定一些。这是我用自己的草果研究成果第一次帮忙山区少数民族群众提高草果产量,而且,为了便于沟通,因地制宜地用了“公株、母株”的表述,因此,印象特别深刻。只要对他们有用、有帮助,在高黎贡山深处做草果繁殖观察实验所付出的所有艰辛就都是值得的。

2008年杨耀文(左一)和高黎贡山草果种植户在一起
2007、2008年,我们在高黎贡山的标坡、芹菜地进行草果开花生物学的野外观察,选了一个有20多年种植历史,生长良好,远离村庄,受人类活动影响较小的草果样地。草果生长在常绿阔叶林的沟谷中,周围生长着高大的乔木和茂盛的灌木。每次去高黎贡山做野外观察实验,我都带着2-3个本科学生住在保山市高黎贡山保护局的一个叫“高黎人家”的工作站点,每天早晨7点出发,在密林里穿行1个多小时到达样地,不仅观察并记录草果花朵的花柱运动(向上或向下弯曲)、柱头位置(在花药之下或之上)、花药开裂情况,还观察并记录草果花蜜的分泌量,以及传粉昆虫的访花行为和访花频率等内容。每天从8:30开始观察,直到19:30结束工作,赶在天黑之前原路回到住处。早上去样地的路上或者在样地观察的时候,几乎每天都能听到白眉长臂猿的嘶鸣,有时候它们一群一群地在树枝上跳来跳去,叫声凄厉,听得人毛骨悚然,感觉它们随时会俯冲下来攻击我们。那段时间还害怕遇到熊,因为西南林业大学过来实习的几个学生,以及当地的护林员,曾告诉我们在附近发现过熊。幸而我们最后顺利完成实验工作,不过事后回想起来,还是会心有余悸。

2022年杨耀文教授在福贡草果地调查
2019年10月,我们在剑川县做中药资源普查的时候,我突然接到一个陌生电话,对方自报是怒江州科技局的工作人员,告诉我怒江州近期要举办2019年度“峡谷讲坛”,想邀请我去做一个关于草果的专题讲座。后来,我如约到六库做了一个题为“草果生物学特性与应用开发”的专题讲座。到了怒江才知道,之前在剑川接到的陌生电话是怒江州科技局局长段建生打给我的。讲座之后,他当即肯定了我的研究工作,认为我对草果的研究深入细致,是他接触过的草果研究方面最为深入全面的。当时的州科技局党委书记、怒江州绿色香料产业研究院的胡剑院长和我就怒江草果产业发展状况和存在问题作了深入的交流探讨。离开怒江前,他们提议让我过来建一个专家工作站。我当时心里没底,没有答应。后来他们多次做我的思想工作,我终于打消顾虑。2020年12月,怒江州第一个州级专家工作站“杨耀文专家工作站”挂牌成立,建站单位为怒江绿色香料产业研究院,合作单位为云南中医药大学。专家工作站的建立得到怒江州政府的高度重视,当天,怒江州委常委、副州长潘为康参加了挂牌仪式,亲自揭牌、授牌。我顿时觉得肩上的压力更重了。
专家工作站成立以来,我们和怒江绿色香料产业研究院的科技人员一起申报课题,共同研究草果。目前,我们共同申报的中医联合专项——重点项目“基于多组学数据的草果品质性状全基因组关联分析”已获得立项支持。我们先后为怒江州的草果种植户、研究院的科技人员开办了《草果栽培与加工》《土壤对草果产量和药材品质的影响》《草果种子挥发油成分与果实形态特征、生长环境和地理因子的相关性》等专题讲座,帮助他们更好地认识草果的生物学特征,为草果的栽培和产地加工的实施推广奠定坚实的基础。目前,我们还和怒江绿色香料产业研究院正在编著一部草果专著,暂时定名为《中药草果生物学和资源》,致力于为怒江草果产业的健康发展奠定科技基础。
今年10月初,怒江州草果产业高质量发展工作领导小组举办怒江州第三届“草果文化周”,我受邀作了题为“为什么怒江的草果更香”的专题报告。之所以选这个题目,是因为我们确实收到了“怒江的草果更香一些”的市场反馈,于是灵机一动,决定用我们的研究成果来回答这个问题。
依据《云南植被》(吴征镒 & 朱彦丞)对云南植物区系的划分,云南的草果栽培在滇南、滇西南小区(小区Ⅰ)、滇东南小区(小区Ⅱ)和滇西、滇西北横断山脉小区(小区Ⅳ)这3个小区中。之前,我们对这3个小区的20个草果居群和5个拟草果居群进行了基于cpDNA单倍型和SSR分子标记的遗传多样性和居群遗传结构的研究。

草果、拟草果居群和7个单倍型的地理分布以及单倍型网络关系图
研究表明,草果的遗传多样性非常低,特别是小区Ⅰ、Ⅳ中栽培的草果居群,无论单倍型和等位基因均表现单一(相关研究发表于《广西植物》和《热带亚热带植物学报》)。这符合草果是栽培植物的特性;而且,小区Ⅱ是云南最早的草果产区,小区Ⅰ、Ⅳ大都是后来从小区Ⅱ引种而来。我们对3个小区12个草果居群成熟果实的种子挥发油成分进行了研究,研究涉及的12个居群分别来自滇南、滇西南小区(小区Ⅰ)的腾冲、盈江、绿春、元阳这4个产地,滇东南小区(小区Ⅱ)的金平、屏边、河口、马关这4个产地,以及滇西、滇西北横断山脉小区(小区Ⅳ)的泸水、福贡、贡山、独龙江这4个产地。

草果居群分组信息
(A)组1和组2;(B)区系Ⅰ、区系Ⅱ和区系Ⅳ
研究发现,草果种子挥发油成分与生长地域有显著的相关性,根据种子挥发油中这些化合物的定性定量分析,可鉴别不同的草果产区。怒江州位于小区Ⅳ,草果种子挥发油成分含量与区系Ⅰ、区系Ⅱ均有显著差异,有自己独特的种子挥发油成分含量变化特征(相关研究发表于《Agronomy》)。在遗传背景单一的情况下,市场反馈“怒江的草果更香一些”,说明草果从其原产地移植入怒江的过程中,怒江独特的生态环境影响了草果种子挥发油成分的这种变化,形成了市场认可的香型。我们的研究结果为这一市场反馈提供了科学依据,这为怒江草果特色的形成奠定了坚实基础。

草果种子挥发油成分与生长区系(区系Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ)间的相关性分析
(A)区系Ⅰ vs. Ⅱ;(B)区系Ⅰ vs. Ⅳ;(C)区系Ⅱ vs.Ⅳ。(A1,B1,C1)OPLS-DA分析结果,(A2,B2,C2)成份差异的显著性水平(红色:显著增高;蓝色:显著降低;灰色:没有显著差异)
10月底,意外得知怒江种植户的草果每市斤多卖了1毛多钱,种植户说其中有我们的功劳,因为我们对“怒江的草果更香一些”作出了科学解释。听到这个消息,我们都非常高兴,为我们的研究工作得到大家的认可、可以切实帮助种植户提高收入而开心。
工作站挂牌以来,得到了中药学院领导的关心和大力支持。黄鹤书记不辞辛劳,带领我和工作站的主要团队成员李国栋、刘小莉共赴怒江,调查了解工作站开展工作的情况,对工作站的发展方向提出了中肯的建议和意见。俞捷担任中药学院院长期间,对我们工作站的工作情况也非常关心,经常了解我们的工作情况和进展。在此深表感谢!
对草果的研究,我们还在继续,主要团队成员李国栋、刘小莉均有在研的草果科研项目。今年,李国栋主持的项目“基于全基因组关联分析挖掘草果重要品质性状的关键候选基因” 获得国家自然科学基金的立项支持。
助力怒江草果产业的健康发展,我们一直在继续,在努力。