创新生姜科技 助推新质生产力——记重庆文理学院智慧农业学院(特色植物研究院)李洪雷教授

呕方尊圣药，厨下作佳宾。生姜是生活中常用的一味调料，也是一味中药材。生姜具有药食同源的特性，已成为农民增收、农业增效、国家乡村振兴战略的特色高效产业。

沟沿墙角后，簇簇地生姜。成长于地下的生姜蕴含着深奥的科技学问。然而，生姜品种的遗传选育和栽培技术等方面还存在着技术瓶颈，亟待破解。

重庆文理学院智慧农业学院（特色植物研究院）李洪雷教授专注于植物种质资源评价与利用，植物功能基因组、系统进化的研究，对生姜开展了系列科研，在生姜技术攻关和建设保种资源圃方面做出了突出贡献，促进了调味品产业的转型升级，推动了地方农业经济的持续健康发展。

李洪雷教授在大棚内种质资源圃给学生分析生姜的生长状况并讲解相关知识

创新突破　破解生姜科技难题

“将生姜作为主要科研对象，离不开专业知识的积淀。”李洪雷大学时期就读生物科学专业，还取得了植物学博士学位。这一切都让李洪雷与生姜等特色植物研究有了不解之缘。时至今日，他还是重庆市园艺学会理事、重庆市植物学会理事、重庆市调味品产业技术体系生姜岗位专家、重庆市作物种质永川生姜资源圃负责人。

“我国是生姜生产大国和出口大国。生姜的品质和产量影响着我国的大国地位。”李洪雷讲述着生姜在我国的地位，一种科研责任感油然而生。“实际上，生姜品种选育方面还存在诸多技术难题，需要我们去攻克。”李洪雷立足重庆市生姜产业需求，针对生姜技术瓶颈开展了深入科研，并取得重大突破。

“生姜在世界范围内具有显著的经济价值，但由于其有性繁殖困难，基因组庞大、杂合度高，相关的分子生物学和遗传选育工作一直停滞不前；由于生姜基因组信息的缺乏，限制了我们对姜辣素合成调控机理的理解，导致生姜分子育种发展缓慢。”李洪雷针对技术难点，借助重庆文理学院重大培育项目：“生姜基因组研究”、重庆市教委重大项目：“生姜姜辣素合成代谢途径及其关键基因功能研究”等，整合基因组、代谢组和转录组分析，构建了生姜特有成分姜辣素的合成通路及其调控网络；阐明姜辣素合成代谢途径基因表达模式，获得一批姜辣素合成代谢相关重要基因；阐明姜辣素特异性合成的核心反应，揭示姜辣素合成途径关键酶的催化作用机理。绘制了全球首张生姜基因组图谱，组装出重庆地区主栽品种竹根姜全部2套单倍型高质量基因组；收集全球生姜品种资源，涵盖了全国生姜产区的主栽品种和国外代表性品种；建设生姜组培保种室120平方米，建设保种资源圃30余亩，获批重庆市种质资源保护单位“重庆市作物种质永川生姜资源圃”。

随着认知和科研的深入，李洪雷注意到：由于生姜品种的局限性和栽培技术的不足，导致产量和品质无法满足市场需求，制约了生姜产业的发展。问题是指导实践的老师。李洪雷抓住项目科研的机遇，依托重庆市现代农业产业技术体系调味品创新团队项目“调味品产业技术体系生姜品种改良与栽培专项”和重庆市技术创新与应用发展专项“主要蔬菜智能分子设计育种技术创新及应用”等项目，针对重庆地区的气候和土壤特点，培育适合当地种植的高产优质生姜品种，提高生姜的抗病虫害能力。预期可选育出符合重庆地区种植条件的高产优质抗病的生姜新品种，并在当地进行推广应用，提高生姜的种植效益和农民收入；促进重庆市调味品产业的转型升级，助推地方农业经济的持续健康发展。

科研实践离不开理论支撑。姜属野生植物资源往往具有栽培生姜所不具备的抗旱、抗病等特性，可以为栽培生姜育种提供优异的基因资源，但前提是理清姜属物种间的系统发育关系及其进化机制。“姜属系统发育研究主要基于少量叶绿体或核基因标记，种间系统发育关系尚不清楚。姜属植物的时空进化格局与形态性状演化、环境变化的耦合机制仍然不清楚。”李洪雷在对生姜进行科研时首先遇到了理论难点。他便借助国家自然科学基金面上项目“姜属植物的系统发育基因组学与时空进化研究”，在物种群体水平取样，从“关键创新性状、生物地理和环境因子的相关性”这一新的角度，整合系统发育基因组学、分化时间、祖先分布区重建、多样化，以及性状进化等方法，并结合古气候、古地质和古生态证据等手段来研究姜属植物多样性产生的历史过程。以期为姜属植物资源的保护提供理论支撑，以及筛选合适野生种质资源创制生姜优质丰产新品种提供理论指导。

资源圃是保存活体种质资源的园地。“永川生姜资源圃被列为全市第一批种质资源保护单位之一，也是目前西南地区唯一的一个省级生姜种质资源保护单位。”讲到资源圃，李洪雷无比自豪，因为在生姜资源圃建设中，他倾注了辛勤和汗水。在重庆市农业农村委员会市级农业专项“重庆市作物种质生姜资源圃”项目支持下，目前已收集了全球生姜64个品种，159份资源，为选育适宜重庆推广的品种提供了丰富的遗传资源，也为全市生姜产业高质量发展提供科学支撑，先后选育出生姜新品种4个，作为助农增收系列品种在重庆全市范围内重点推广。通过对收集国内外的生姜种质资源的收集，观察生姜的性状，选出高品质的种质资源，挖掘其中的优良基因资源，选育针对食用、药用、化妆品等不同用途的专用型优异生姜新品种。

项目是进行科研的依托和载体。综合数来，李洪雷主持国家自然科学基金面上项目、青年基金项目和省部级项目10余项，出版专著5部，授权国家发明专利5项，选育生姜新品种3个。

由于创新贡献，李洪雷获得全国农牧渔业丰收奖二等奖、湖北省科学技术进步奖二等奖、中国植物保护学会科学技术奖二等奖、第三届中国科协优秀科技论文遴选计划优秀论文奖、2021川渝科学技术大会优秀论文二等奖。荣获重庆市教育系统优秀共产党员、重庆市青年岗位能手。荣获：重庆英才计划·青年拔尖人才、重庆市“巴渝学者特聘教授”，重庆文理学院高层次人才、　重庆英才“智慧先锋”。

李洪雷教授带领研究生在黄瓜山生姜资源圃内进行生姜取样

创新永恒　助推新质生产力

科技创新是新质生产力形成的源头。提及未来，李洪雷表示将不断进行生姜科技创新，让更多科技成果为新质生产力画上浓墨重彩的一笔。

提档升级“重庆市作物种质永川生姜资源圃”。进一步收集全球生姜和姜属种质资源，使资源圃生姜种质资源数量达200份，占全球生姜资源的90％以上。建立生姜种质资源系统发育图谱，构建资源精准评价体系，实现生姜种质资源的评价和快速标准化精准鉴定。使生姜资源圃成为具备冲击国家级生姜资源圃申报条件的高水平生姜种质资源平台。

攻克生姜重要经济性状形成及调控机理。在已测生姜全基因组基础上，利用全基因组关联分析、连锁分析和QTL定位等手段，挖掘决定生姜品质、产量和抗性等重要性状的效应基因，使生姜功能基因组研究在国际同领域处于领先水平。

建立生姜高效品种分子设计育种技术体系，形成生姜新品种分子设计育种平台。创制一批以抗姜瘟病等性状为靶标的鲜食、调味用和药用等专用型品种，支撑重庆乃至全国生姜产业提档升级。

“物竞天择　求真尚美”。站在生姜等植物种质资源创新的制高点，李洪雷将驰而不息，用科技力量为重庆乡村振兴做出更多贡献。（文／张霞）

李洪雷教授给学生开展学术规范教育活动