与世界同步迈向产业化进程的蒲公英橡胶

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  　　中国蒲公英橡胶产业技术创新战略联盟(简称“联盟”)第三次理事会议----暨中、俄、美蒲公英橡胶高端论坛于2016年8月15--16号在松花江畔的哈尔滨黑龙江省科学院召开。“联盟”首次邀请了俄罗斯和美国的资深专家做了有关蒲公英橡胶草国际最新研究开发进展的学术报告，并由此促成了本次中、俄、美蒲公英橡胶高端论坛的胜利召开。 

　　本次高端论坛的召开是在中国天然橡胶资源长期严重短缺，需要大量进口这一大背景下进行的。天然橡胶是一种重要的战略物资，与煤炭、钢铁、石油并称为四大基础工业原料，广泛用于航空航天、交通运输、机械电子、轮胎工业和医疗卫生等民生及国防领域。目前，世界上的橡胶制品多达7万多种，其中涉及天然橡胶的就有4万多种，体现在人类现代生活的方方面面，其中轮胎工业就占据了天然橡胶70%的消费市场。我国是世界橡胶加工生产大国，天然橡胶消耗量居世界第一， 2015年消耗474万吨，其中国产天然橡胶仅约79万吨，其余全部依赖进口，我国天然橡胶的对外依存度已达83%，远超过2/3的安全警戒线。蒲公英橡胶草原产于我国新疆天山地区，根部含有丰富的顺式-1,4-聚异戊二烯，既天然橡胶的主要成分，且分子结构和分子量及分布等关键参数都和三叶橡胶中极为相似，是目前世界上所有橡胶品种中性能最接近三叶橡胶的橡胶，可直接对三叶橡胶实现替代。 

　　从本次中、俄、美蒲公英橡胶高端论坛所展示出的内容来看，美国在蒲公英橡胶草的研究方面仍然处于世界领先水平，以美国俄亥俄州立大学Kartrina.Cornish教授为代表的研究团队，已经在蒲公英橡胶草的种质改良、基因资源(包括：基因组、基因发现、基因组和质体标记、遗传转化、基因编辑)、高产栽培农艺、提胶技术以及蒲公英橡胶的性能方面展开了全方位的研究，并在某些领域取得了突破性进展：比如含胶量方面，该团队培育的蒲公英含胶量最高已经达到24%，根据推算，一公顷土地可以产出1476kg橡胶，基本与三叶橡胶现有产量持平，显示出了良好的商业化前景;在栽培农艺方面展示出精密小巧的现代化播种与采收装备。最为突出的是Cornish教授的演讲报告向与会专家展示了通过水培农艺培养的超级蒲公英橡胶草，其浓密粗壮的根须显示出今后蒲公英橡胶草在生物质量提高方面有着令人激动的良好前景。会后交流中Cornish教授表示，按照目前的研究进展速度，美国有可能在5年后进行蒲公英橡胶草的商业化开发，届时美国本土将真正出产自己的天然橡胶，降低对东南亚三叶橡胶的依赖。 

　　俄罗斯的专家报告内容也十分丰富。俄罗斯继承了前苏联的全部蒲公英橡胶草种质资源，加上近年来通过不断努力工作搜集到的新种质资源，目前俄罗斯圣彼得堡瓦维洛夫植物研究所一共保存有128个登记在册的种质资源，超过了世界其他国家种质资源量的总和。此外，俄罗斯在蒲公英橡胶草的生物技术研究方面也做了一些基础性工作，比如组织扩繁和DNA基因图谱分析等。 

　　在“联盟”积极推动下，我国的蒲公英橡胶各个研究领域均取得全面成果。在种质资源方面，通过独立自主搜集和国外引进的方式，我国掌握的蒲公英橡胶草种质资源在含胶量方面已经从之前的2%提高到10%左右。2016年更是取得重大成果，新疆农科院和海南橡胶研究所联合在新疆伊犁昭苏地区找到了高含胶量的橡胶草种群，数量较大，为联盟后续的研究开发工作奠定了良好的基础;在快速检测技术方面，北京化工大学基于所研究成功的差重和尺寸排阻色谱分析技术，目前正在进行近红外小型化快速检测设备的研发。同时，2016年北京化工大学还开发成功与天然橡胶生物合成密切相关的小橡胶颗粒蛋白以及天然橡胶聚合反应前体物质的精准定量技术，并成功申请到国家自然科学基金支持，为阐释天然橡胶生物合成机理并实现天然橡胶的体外合成奠定了良好的工作基础;在栽培技术方面，内蒙古多伦科教局在机械化栽培、种子丸粒化直播等方面取得了突破，新疆农科院在与果树间作研究领域进行了有益尝试，黑龙江省科学院则对影响橡胶含量与产量的诸多因素，如氮磷钾配比、土壤pH值、种植方式与种植密度、灌溉频率与收获时间等，进行了深入研究;在育种方面，中科院近代物理研究所对利用重离子束辐射诱变橡胶草做了初步探索，中科院遗传发育所则重在对橡胶草进行转基因研究，经过转基因的橡胶草在叶片和根部的形态方面都发生了显著的变化，这意味着今后有可能通过基因工程育种获得根部较为粗大的种质资源;在提胶技术方面，北京化工大学的研究团队已经逐步由溶剂法提胶技术向水基法提胶技术的研究开发过渡，并在实验室范围内取得了突破，掌握了水基提胶技术的基本原理;北京化工大学和山东玲珑轮胎股份有限公司还在蒲公英橡胶的理化性能方面做了有益的探索研究，验证了蒲公英橡胶与三叶橡胶性能的相似性。综上所述，我国蒲公英橡胶的相关研究与美国及俄罗斯相比虽仍存在差距，但进步显著、成绩喜人。 

　　因此，今后我国蒲公英橡胶的产业化开发将坚持国际合作与独立自主开发相结合的路子，继续加大我们自己的科研力度，争取在今后5年内缩小与国际先进水平的差距，初步实现100吨级蒲公英橡胶产能的小规模商业化开发。在种质资源方面引进尽可能多的蒲公英橡胶草种质，为我国蒲公英橡胶草的优选优育提供尽可能的多的资源。 

　　经过“联盟”大力推动以及各成员单位的努力工作，有望在不远的将来成功实现蒲公英橡胶的产业化开发。届时将会为我国三北地区不适于粮食种植的盐碱荒滩提供新的一种经济作物，还可为我国北方地区的农民进行作物的轮作提供一个选择，在不久的将来，在一带一路的欧亚陆桥经济带上，一个以蒲公英橡胶草的原产地……中哈边界天山地区为中心，涵盖乌、塔、土、吉、蒙、俄等国，集蒲公英橡胶草的种植、加工、销售，以及蒲公英橡胶下游终端产品的制造与销售的庞大产业链集群极有可能形成。这个集群的形成必将改变世界天然橡胶的分布格局，必将对我国天热橡胶这一战略物资长期依赖进口资源这一局面产生重大影响。 

　　蒲公英橡胶的产业化开发正在大踏步向我们走来! 

　　(本文作者北京化工大学张继川、黑龙江省科学院曾祥俊、中国石油和化学工业联合会 王翊民)