一粒小豆，種出未來

食用豆類雖然常見，但在我們日常的食糧中只佔次要地位。很少人知道豆類比穀物含有更多蛋白質，而大豆是蛋白質和植物油的主要來源，在2015年的全球消耗量分別佔71%和29%。大豆除了營養價值豐富，也有非常重要的農業價值，可望成為人類未來最重要的食物來源。

中大生命科學學院教授林漢明是大豆研究中心主任兼農業生物技術國家重點實驗室﹙香港中文大學夥伴實驗室﹚副主任，也是大豆遺傳基因研究的先驅，幫助緩解世界糧食供應和安全的問題。林教授在農業生物技術國家重點實驗室與華大基因組研究所（深圳）合作下，破解了三十一種野生和培植大豆的基因組密碼，得出野生大豆比培植大豆有更高生物多樣性的結論。只要能找回在大豆馴化過程中失去的耐逆基因，便可有助培植出能適應惡劣環境的大豆品種。這研究成果已在2010年刊於Nature Genetics，為相關研究項目與計劃奠定基礎，大豆基因組研究自此在全球遍地開花。

全球的可耕地日漸萎縮，有見及此，林教授悉力倡導農業界多種植大豆。他說：「儘管人類已知曉豆類能提升農業產能，裨益可持續發展和人類健康，卻仍然沒有好好利用。對豆科植物與栽種技術知識的不足，也限制了其生產和消費。」中國的乾旱和土地鹽漬化問題日益嚴重，導致耕地和農作物產量每年遞減。中國可說是大豆之鄉，約五千年前已開始培植大豆，現時境內仍存有大量野生大豆。然而中國如今竟是最大的大豆進口國。因此，種植大豆有龐大的經濟效益之餘，也對糧食供應起重要作用。

十多年來，林教授的團隊一直採用高端的基因組序列科技，找尋耐逆野生大豆的遺傳基因，同時以先進的分子生物學技術複製耐逆基因。2014年，他成功從野生大豆識別和複製出嶄新的耐鹽基因，大大提升發展耐鹽大豆的可能性，研究成果同年刊於Nature Communications。林教授分秒必爭，同時抓緊機會與中國的大豆育種專家合作，培植可在鹽漬化土地種植的大豆。團隊同時在中國西北部的半乾旱和全旱地區做實驗，冀望在野生大豆中找出耐旱基因，培植出耐旱大豆。

種植大豆有固氮作用，可以令耕作可持續發展。氮是製造由DNA至蛋白質等構成生命體的基本元素，是所有動植物賴以為生的營養。豆科植物能夠固氮，與根瘤中的固氮細菌有共生的關係，當植物枯萎，根瘤中的氮會釋放出來，化作泥土的肥料。大豆可以通過固氮作用攝取大氣中的氮，固氮量平均可達每年每公頃一百公斤，有利於可持續耕作，例如輪耕法（依序在同一片土地種植不同的農作物）或間作法（同時間近距離栽種不同作物）。這便可減少使用氮肥，從而減少污染和溫室氣體的排放。

林教授研究之路遠達中國最貧瘠的地區。他多年來與內地不少農業研究機構合作做實地研究，培植耐逆大豆，並作為先驅作物改善可耕地的土質。這些實驗與經驗成果令人鼓舞。就以甘肅慶陽和平川兩地為例，研究員選擇需水量低、生命力頑強的栽培新品種作為先驅作物，好讓它完成生長周期後，改善土地的土質。此品種集耐逆和適應力強等特質於一身。

聯合國高舉「提供豐富營養，促進可持續發展」的旗幟，宣布2016年為國際豆類年（豆莢科類）。世界大學聯盟（WUN）是一個全球高等教育和研究網絡，由來自十一個國家共十九所研究型大學組成，當中包括中大。WUN去年11月在浙江大學舉辦了一場研討會，林教授代表中大赴會，並與來自澳洲、中國、南非、美國和英國的豆科領域科學家，共同發表以「豆類：人類健康和農業可持續發展方案」為題的政策白皮書，並於2016年8月在Nature Plants中發表相關論文。

儘管林教授已為大豆研究奠下穩固基石，但他仍然任重道遠，尤其是在知識轉化方面。林教授說：「作為科學家，我們渴望與政策制定者、資助機構和不同行業合作，開發改良豆科作物的新技術，以應對氣候變化，同時讓社會了解豆類的多方好處，藉此增加豆類的全球產量和消耗量。只有從嚴謹的創新、基礎研究和農業實地試驗入手，才可以充分發揮豆類的潛力。」

圖片由林漢明教授提供

本文出自《中大通訊》第485期（2016年10月）

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林漢明 大豆研究 生命科學學院 農業生物技術國家重點實驗室