多年日日夜夜的伏案撰写，《菊芋生物学及高值化利用》一书终于脱稿，它汇集了作者团队30多年关于菊芋的研究成果，并介绍了国内外的最新研究进展，试图为我国菊芋的科学研究与产业发展贡献微薄之力。
之所以把菊芋作为作者毕生研究的重点内容，首先是因为作者孩童时代生活在苏北黄泛区盐碱土地区，盐碱造成的极度贫困令作者现在仍心有余悸，而菊芋这种野生植物在那个贫穷饥荒的年代曾供人果腹，至今仍令作者眷恋不止。1988 年，一群年轻学者放弃大城市多彩的生活，奔赴荒芜的海涂，立志将海涂变良田进行创业时，适逢已在海涂扎根的尹金来博士卓有远见地提出菊芋等特质植物在海涂利用中的潜力与前景，后来因工作岗位的变动，他本人无法参与这一长期的研发过程，而他的爱人周春霖教授却成为菊芋研发团队的重要成员之一。1999年，作者团队已形成菊芋研发的详细计划与技术路线，在中国不同类型的盐碱地上进行长期的试验、示范与推广。
菊芋（Helianthus tuberosus L.）为菊科向日葵属一种能形成地下块茎的草本植物。它分布极其广泛，是能从热带分布到北极、从海边分布到海拔近4500m的地区的高等植物物种，被称为“魔鬼植物”，因而成为植物中最早被“树碑立传”（对单一物种撰写的一本书）的异源六倍体（2n=6x=102）草本植物，在全球热带、温带、寒带以及干旱、半干旱区均有分布和栽培。南京农业大学海洋科学及其能源生物资源研究所菊芋研究小组根据菊芋抗逆性强、光合效率高、肥水需求低、市场调适性强的生物学特性与经济属性，首次将其称为抗逆高效植物，同时把菊芋作为我国非耕地“双减”栽培的最佳作物，这无疑对我国农业产业结构调整、农业供给侧结构性改革及健康膳食等产生重大影响。
菊芋地下块茎果聚糖高效累积调控过程是菊芋新品种（系）选育的重要目标。随着两个菊芋果聚糖代谢关键酶[蔗糖：蔗糖果糖基转移酶（1-SST）和果聚糖：果聚糖果糖基转移酶（1-FFT）]的发现和果聚糖代谢的经典模型的构建，作者在研究菊芋果聚糖代谢调控途径时发现，1-SST和1-FFT在花和茎中低量表达，在叶、根和休眠块茎中表达，而在生长块茎中大量表达。在研究中还发现，果聚糖不仅是重要的新糖源，而且是菊芋适应逆境的关键调节物质，主要分布于菊芋细胞液泡内，在干旱、低温和盐胁迫下，释放出可溶性果糖，调节渗透压，提高菊芋的抗逆性。作者团队通过分子生物学手段进行了验证，对菊芋逆境适应的策略及其分子调控机制做了比较系统的研究。
菊芋驯化栽培和开发利用的时间较短，栽培品种和自然群系间在果聚糖含量、产量、抗性等方面差异显著。作为一个具有广泛适应性的“魔鬼植物”，世界各国把菊芋种质资源收集作为菊芋遗传育种研究的重要战略：如美国国家种质资源库共收集了以北美洲分布为主的菊芋种质资源107份，德国国家种质资源库主要收集了欧洲分布的菊芋种质资源102份，我国一些高校院所收集了在亚洲、欧洲分布的菊芋种质资源500余份。作者根据不同菊芋种质资源的特性差异，在全球率先在高寒、沿海滩涂、内陆荒漠、盐碱地等边际土地上开展了菊芋新品种筛选培育工作，通过人工定向选择和自主研发的具有知识产权的菊芋育种方法成功培育了“南菊芋1号”、 “南菊芋9号”等适宜于不同边际地类型种植的新品种、新品系。作为新资源植物，南京农业大学海洋科学及其能源生物资源研究所菊芋研究小组花费巨大的人力、物力，在菊芋新糖源、新活性物质、新能源、新植物基化学品开发方面进行了有益的探索，取得了一些有价值的成果，为以菊芋为材料研发功能性食品及新型食品添加剂、增强动物免疫能力的饲料、有市场开发潜力的植物源药品及环保清洁的固体与液体燃料等奠定了坚实的技术与工艺基础。
刘兆普
2024 年 4 月 28 日
于南京农业大学（海南）滩涂农业研究所
（节选自“前言”）
《菊芋生物学及高值化利用》作为一本理论性与应用性兼顾的学术专著，其主要内容汇集了30余年来南京农业大学海洋科学及其能源生物资源研究所菊芋研究小组关菊芋科研所取得的最新成果。由于作者对本书寄予一些希望——启迪研发思维、激发创新灵感、创新设计理念、把握领先技术、配置工艺体系、支撑新兴产业，故在著作中介绍了一些新颖的设计理念、先进的研究手段与工艺流程，以期满足科研院所、大专院校及高新技术企业不同领域中不同层次人员的需求。
《菊芋生物学及高值化利用》一书是以非耕地持续高效利用、推动农业“双减”变革及农业供给侧结构性改革、开发新资源碳水化合物为目的的研究成果的汇集，是我国生态高值农业的重大实践，对推动我国新兴产业群发展将发挥巨大的引领作用。
中国科学院院士赵其国
2018年2月18日于南京
（摘自“序一”）
在菊芋高值化利用方面，《菊芋生物学及高值化利用》从其原初代谢产物——菊粉到次生代谢产物——酚酸类代谢产物都进行了颇有深度的技术开发与集成，为构建菊芋产业链与盐土生态高值农业产业群提供了比较完整的科学、技术与工程相衔接、贯通的技术体系，对菊芋这一新资源植物的开发将产生重大的推动与引领作用。
中国工程院院士万建民
2018年2月18日于北京
（摘自“序二”）
《菊芋生物学及高值化利用》专著对南菊芋1号菊芋高效的生物学特征（很高的CO2同化能力、营养元素高效利用能力）进行了较为系统而深入的研究，从其根中首次发现内生固氮与磷、钾高效利用的微生物。专著还比较深入地介绍了南菊芋1号菊芋高光合效率与水分利用的生理生化特征与机制。
中国科学院院士李家洋
2024年04月18日于北京
（摘自“序三”）
本文摘编自《菊芋生物学及高值化利用》一书，有删减，图片来源于该书，标题为编者所加。本书获国家科学技术学术著作出版基金。
《菊芋生物学及高值化利用》
ISBN 978-7-03-079646-2
刘兆普 等 著
责任编辑：周 丹 沈 旭
本书第 1～3 章阐述菊芋品种资源的概况及其分布，介绍其形态学特征，菊芋水分利用高效、光能转化效率高等生理生化特征及其分子机制；第 4 章阐述其代谢生态学过程相互协同关系；第 5 章和第 6 章介绍菊芋育种、“双减”栽培原理，不同区域菊芋播种、田间管理、收获到储存防腐的技术体系；第 7 章介绍菊芋的生态作用过程及机制，阐述菊芋栽培对中国健康土壤的贡献；第 8 章介绍菊芋块茎的化学成分与菊粉化学特征，揭示菊芋菊粉对高血脂、高血糖、肥胖症及糖尿病等症状的控制效果；第 9 章阐明菊芋叶片主要化学成分及其提取物对一些致病菌的抑制效果和抑菌机制，对菊芋秸秆的化学成分及作为动物功能性饲料、生物质能源材料、纤维类产品原料开发进行探索；第 10 章和第 11 章描述菊芋代谢产物菊粉与蛋白质的提取、分离、纯化的关键技术和燃料生产关键技术与工艺。
本书从菊芋种质资源、遗传改良、非耕地轻简栽培及生态修复、绿色高值化利用诸方面作了系统阐述，可作为科研人员、大专院校师生、企业决策者、政府产业规划人员的参考用书。
（本文编辑：洪弘）
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