4月9日清晨，岳普湖縣色也克鄉(xiāng)阿克提坎村千余畝高標準農田里，數十臺棉花播種機列隊轟鳴，將裹著紫色“鎧甲”的棉種精準嵌入大地——這些種子藏著讓新疆棉花“不怕熱”的終極密碼。
種植戶艾克熱木·買買提明斜倚在皮卡車上，指尖跟著播種機的節(jié)奏輕叩車門。村民扯著嗓子問：“今年種的啥寶貝？”艾克熱木彈了彈未沾半點泥土的褲腳，嘴角揚起：“還是老配方！”
艾克熱木口中的“老配方”，是自治區(qū)農業(yè)科學院棉花研究所李雪源團隊歷時十余年培育出的耐高溫品種源棉新13305。
從小面積試種到大規(guī)模種植，艾克熱木連續(xù)種了4年。“不僅耐高溫，而且產量高、品質好，還比較好管理。”艾克熱木像炫耀自家孩子一樣在地頭和村民嘮起來。
十幾年前，每逢6月底至7月初是艾克熱木最擔心的時候。“幾乎每天都得看天氣預報，這個時候氣溫高，棉花熱得受不了，棉鈴就會大面積脫落。”艾克熱木說，棉花頂部光禿禿的，就像縮小版的電線桿一樣杵在那兒，看著心里難受啊。
艾克熱木的經歷，曾經也是新疆很多棉農記憶中共同的痛。
在全球變暖的大背景下，每年6月至7月極端高溫天氣頻發(fā)。這個階段正值棉花開花和成鈴關鍵期，高溫導致棉花蕾鈴大量脫落、干蕾、畸形鈴、僵小鈴等問題，造成棉花減產15%以上，品質下降。
“高溫導致的花粉不育是核心癥結。”自治區(qū)農業(yè)科學院棉花研究所研究員王俊鐸說。
為攻克這一技術難題，培育耐高溫棉花品種，2012年，自治區(qū)農科院棉花研究所與華中農業(yè)大學張獻龍院士團隊展開合作，從棉花耐高溫機理研究入手。這項工作，幾乎是從零開始。
研究團隊在南疆阿拉爾、東疆吐魯番等地布下觀測網。在吐魯番火焰山腳下的試驗田里，團隊科研人員頂著熱浪，連續(xù)20余天到田間采樣。“每天清晨6點就得下田作業(yè)，一直忙到10點左右收工。火焰山腳下往往天剛亮，田間氣溫就逼近35攝氏度，上午10點氣溫甚至能突破40攝氏度。”王俊鐸一邊整理實驗記錄本一邊解釋，為了捕捉關鍵育種數據，必須爭分奪秒趕在棉花花藥自然散粉前完成樣本采集。這是確保實驗樣本有效性的黃金窗口期，也只有這樣才能通過分子標記技術，精準篩選出具有強耐熱性的優(yōu)良種質資源。
正是這樣日復一日連續(xù)10余年攻關，研究團隊摸清了高溫下棉花花藥的“崩潰機制”、挖掘出耐熱基因、培育了耐高溫新品種。同時借助分子標記技術，首次構建起棉花花藥響應高溫的全基因組DNA甲基化圖譜。
“這就像繪制出一幅‘棉花中暑病理報告’。”王俊鐸解釋，研究團隊發(fā)現四分體時期的花藥對高溫最敏感，此時溫度超過35攝氏度，花粉活性斷崖式下降。經過無數次實驗表明，高溫會觸發(fā)棉花表觀遺傳變異，導致絨氈層細胞異常降解，最終使花粉失去活力。
更激動人心的突破在育種領域。研究團隊開發(fā)出KASP分子標記技術，能像“基因雷達”般精準鎖定耐熱基因。在吐魯番等地的天然高溫實驗室，50份耐高溫種質材料從數萬份樣本中脫穎而出。以這些材料為親本培育的源棉新13305、新19075，在連續(xù)一周35攝氏度以上高溫環(huán)境下仍能夠保持產量相對穩(wěn)定。
該研究成果獲2024年度自治區(qū)自然科學獎一等獎，這也是新疆農業(yè)領域首個自然科學類一等獎。由4位院士及5位業(yè)界知名專家組成的成果評價委員會認為：“該成果聚焦我國棉花產業(yè)發(fā)展的重大需求，填補了棉花耐高溫研究的多項空白，原創(chuàng)性強，整體達到國際領先水平。”
沉甸甸的成果背后，是跨時空的堅守。每年夏季，研究團隊兵分三路：一組駐守吐魯番記錄極端高溫數據，一組在海南進行加代繁育，還有一組在武漢實驗室解析海量基因樣本。
王俊鐸手機相冊里仍存著對比圖：2016年高溫后試驗田里成片焦黃的棉株，與2024年同一地塊上郁郁蔥蔥的耐熱新品系形成鮮明對比。
如今，耐高溫品種已在南北疆開始生產性能鑒定。在巴楚縣瓊庫爾恰克鄉(xiāng)，棉農阿不力克木·賽買提剛播種完，他說：“去年7月連續(xù)一周高溫，我家300多畝棉田畝產仍穩(wěn)定在500公斤以上，品質也很好。”
在自治區(qū)農科院阿拉爾棉花綜合試驗站，新一代抗旱耐高溫種子已播下，這些攜帶多重抗逆基因的種子，將在今夏繼續(xù)挑戰(zhàn)多重極端逆境。
“我們正在創(chuàng)制耐高溫、抗枯萎病、適宜機采的功能性品種。”自治區(qū)農科院棉花研究所研究員李雪源說，未來新疆棉花不僅“不怕熱”，而且綜合性能優(yōu)良，能適應各種極端逆境。
■記者感言
創(chuàng)新之花綻放棉田
沒有直播間里的喧囂，沒有數據流量的狂歡，這群把論文寫在棉田里的科學家，用10余年耕耘換來一項國際領先的研究成果。
這項成果聚焦棉農現實需求，生產中需要什么，他們就攻克什么。當極端氣候和高溫天氣威脅著“白色黃金”的生存，這群大地上的追光者歷時數千個日夜，蹚過吐魯番的灼熱沙地，熬過實驗室的無數長夜，只為解開這個關乎千萬棉農生計的難題。
這項研究成果不僅守護著天山南北的萬畝棉田，更在人類與自然的對話中刻下新的坐標。那些在熱浪中傲然綻放的棉鈴，既是生命韌性的奇跡，更是科技工作者以大地為紙、以汗水為墨寫就的壯美詩篇。
這一詩篇，也是追光者的浪漫：把理想的根須扎進泥土，讓創(chuàng)新的花朵開遍新疆大地。
