（芝加哥時報訊）提到橡膠，大家不會感到陌生：輪胎、手套、密封圈、醫用器材、電線電纜、鞋底、玩具……現代社會幾乎處處離不開它。

但很少有人知道，全球橡膠產業的核心供給，高度綁定於一種熱帶植物——橡膠樹。一旦橡膠樹種植遭遇病害暴發、極端氣候等衝擊，橡膠產業鏈將面臨嚴峻衝擊。

如何解決這一難題？中國科學家將目光投向了一種能產橡膠的草本植物——橡膠草。近期，中國科學院遺傳與發育生物學研究所/崖州灣國家實驗室李家洋院士團隊發表了最新研究，揭示了蔗糖在橡膠合成與菊糖儲存之間的競爭性分配機制，通過“敲減”一個關鍵基因，將橡膠草的橡膠含量提升至近 30%，為實現橡膠草高產育種提供了直接的代謝工程策略，也為破解橡膠供給困局帶來了新的可能。

橡膠樹：

天然橡膠的天之“嬌”子

按照來源，橡膠可分為兩類：天然橡膠和合成橡膠。兩者的特性與應用場景差異顯著。

天然橡膠是從產膠植物中提取、加工而成的綠色可再生資源，主要成分是順式-1,4-聚異戊二烯，兼具優異的彈性、耐磨性、絕緣性和可塑性。

合成橡膠則以石油、天然氣為原料聚合而成，性能可調，但屬於不可再生資源，在眾多關鍵性能上也不如天然橡膠全面。因此，在航空航天、軌道交通、海洋裝備、國防軍工等高端領域，天然橡膠至今仍是飛機輪胎胎面、關鍵密封件和減震件等難以替代的核心材料。

目前全球約 99%的商用天然橡膠都來自同一個物種——原產於巴西亞馬遜雨林的橡膠樹（Hevea brasiliensis）。它是典型的熱帶雨林樹種，對氣候、溫度和病蟲害都十分敏感，自然分佈局限在南北緯十幾度以內的狹窄地帶。我國科研人員歷經幾十年攻關，研發出抗寒高產栽培技術，把橡膠樹的種植北線推進到熱帶北緣（約 18°N–24°N），在海南、雲南等地建成了天然橡膠基地，使我國躋身新興產膠國行列。

即便如此，受品種資源、地理環境與加工技術等條件制約，國產天然橡膠在產量和性能上與東南亞主產區仍有差距，80% 以上的消耗量仍依賴進口，航空輪胎等高端產品用膠更是高度依賴進口。

更值得警惕的是，全球幾乎全部商業橡膠樹栽培種均源自 1876 年從巴西引入的僅 22 株魏克漢橡膠樹。由於長期採用無性系（嫁接）繁殖，遺傳基礎極為狹窄，導致抗病性減弱、育種進展停滯。一旦遭遇高致病性病害（例如曾重創南美橡膠產業的葉疫病）或極端氣候，全球供應鏈就可能中斷。

因此，尋找可靠的天然橡膠第二來源，已經不僅是一個科學問題，更是關乎全球資源安全的戰略命題。可是，除了橡膠樹，能夠提供我們天然橡膠的植物還有哪些呢？

橡膠草：

茁壯成長的“後起之秀”

其實，自然界中能合成天然橡膠的植物超過 2000 種，但真正具備工業利用價值的只有三類：巴西橡膠樹、銀膠菊，以及本文的主角——橡膠草（Taraxacum kok-saghyz Rodin，簡稱 TKS）。

橡膠草又稱產膠蒲公英，主要有以下三個特點：

首先，橡膠草是一種“草”。橡膠草是菊科蒲公英屬的一種多年生草本植物，長得和路邊常見的蒲公英很像。橡膠樹需要數年成林、一次種植多年採收，橡膠草卻生長週期短、當年即可收穫提膠，能夠密植栽培、全程機械化耕播與採收，更契合現代化農業的生產方式。

其次，橡膠草的橡膠主要產自根部。橡膠草主要在根部乳管細胞中合成並積累天然橡膠，而且產生的橡膠化學結構與巴西橡膠樹的天然橡膠高度相似，核心成分同樣是高順式-1,4-聚異戊二烯，均具有高彈性、耐磨耗、耐衝擊等性能，可以直接用於工業級橡膠製品。

最後，橡膠草能“四海為家”，種植區域廣泛。橡膠草耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐鹽鹼，能夠在溫帶、寒溫帶的大片邊際土地上正常生長。我國大部分地區正處於溫帶，非常適合規模化種植。這意味著，橡膠草有望從根本上打破橡膠樹只能在熱帶生長的地域限制，成為最具潛力的替代膠源之一。

新星：

一段在戰火中“走紅”的往事

橡膠草的發現歷史要追溯到近一個世紀以前。當時，隨著國際局勢緊張，蘇聯意識到依賴進口天然橡膠存在巨大風險。因此，自 1926 年開始，蘇聯政府啓動了“尋找橡膠植物運動”，大規模搜尋可在其境內生長的產膠植物，幾年間篩查的植物多達十萬種。1931 年，蘇聯植物學家 L. E. Rodin 及其團隊在哈薩克斯坦境內的天山山谷中發現了一種根里含有橡膠的蒲公英，並將其正式命名為 Taraxacum kok-saghyz Rodin。20 世紀 50 年代初，我國輕工業部調查團也在新疆發現了大面積野生種群，習慣稱之為橡膠草。

真正讓橡膠草“走紅”的，是戰爭年代的天然橡膠緊缺。二戰期間，隨著東南亞主要產膠區被佔領，全球約 90%的天然橡膠供應被切斷，軍工和工業生產驟然面臨原料斷供危機。為破解這一困局，蘇聯率先大規模擴種橡膠草：戰前其種植園每公頃橡膠草的產膠量約為 200 公斤，到 1943 年，橡膠草橡膠的年產量一度達到 3000 噸，為前線的坦克、軍靴、輪胎等軍事物資製造提供了關鍵支撐。幾乎同一時期，美國、英國、德國等也紛紛尋找本土產膠植物，美國更於 1942 年啓動了“緊急橡膠項目”（Emergency Rubber Project）。我國也在 1953 年用橡膠草橡膠成功試制出汽車輪胎、自行車胎和膠鞋等產品。在那個特殊年代，橡膠草作為關鍵的戰略備用資源，充分證明瞭其戰時應急的重要價值。

衰落：為什麼後來“沒人種”了？

既然有成熟的應用先例和廣適的種植優勢，橡膠草為什麼會在二戰後迅速退出主流舞台呢？問題並不出在它的產膠能力，而是外部競爭與自身短板疊加的結果。

從外部市場環境來看，戰後合成橡膠工業實現技術突破和規模化量產，成本低、產量大、性能可定向調控，迅速佔領了大量中低端市場；與此同時，東南亞的橡膠樹種植體系全面恢復，經過上百年馴化的橡膠樹品種穩定、單株產量高、產業鏈成熟，把天然橡膠價格大幅拉低，形成了絕對的成本優勢。

更關鍵的制約來自橡膠草自身。作為一種尚未得到有效馴化的野生植物，橡膠草存在明顯的種質短板：植株生物量小、抗雜草能力弱、田間一致性差；雪上加霜的是，它根部的橡膠含量普遍偏低，一年生的橡膠草乾根含膠量僅約 6%左右，整體投入產出比遠不及成熟的橡膠樹。在激烈的市場競爭中，橡膠草自然落了下風，研發與應用一度被各國束之高閣。

復興：世界各國的競相角逐

進入 21 世紀，局面正在悄然反轉。一方面，隨著新能源、高端裝備、精密製造等新興產業快速發展，全球對高品質天然橡膠的需求持續攀升，橡膠樹的供給缺口不斷擴大；另一方面，熱帶產區頻發的極端災害和常態化的地緣貿易波動，讓單一來源的風險愈發突出。於是，廣適、可控、可自主佈局的橡膠草，重新登上歷史舞台。

自 2007 年至今，美國、德國和歐盟相繼投入數千萬美元重啓相關研發計劃，已培育出乾根含膠量 17%–20%的橡膠草，並研制出了自行車胎、冬季乘用車輪胎等產品；美國國防部、固特異、BioMADE 和 Farmed Materials 合作，在俄亥俄州種植和收穫橡膠草，生產的天然橡膠將用於研制軍用飛機輪胎。我國也於 2015 年組建了由 15 家高校、院所和企業構成的“蒲公英橡膠產業技術創新戰略聯盟”，旨在構建“產學研用”一體化的全產業鏈條，重點突破良種選育、規模化種植、高效提取及終端應用等關鍵技術，實現橡膠草橡膠的商業化規模生產。通過品種選育，橡膠草根部含膠量已從野生種的約 6%提升至 15%以上。2024 年，玲瓏輪胎等企業成員已成功開發出含蒲公英橡膠的可持續環保輪胎（含 79%可持續材料），並將逐步推向市場。

新突破：敲減一個基因，

產膠量增產數倍

要讓橡膠草真正與橡膠樹同台競爭，必須先邁過產量這道坎。最近，中國科學院遺傳與發育生物學研究所/崖州灣國家實驗室李家洋院士團隊，就在這道難題上取得關鍵突破。

團隊依託上百份核心種質資源，結合多組學分析與基因乾擾技術，揭示了一場 “碳源爭奪戰”：在橡膠草根部，光合作用合成的蔗糖既可以被轉化、儲存為菊糖（即菊粉，inulin），也可以被送去合成天然橡膠，即兩條代謝通路在搶同一份原料。研究人員通過特異性地敲減（抑制）菊糖合成的關鍵限速基因 1-SST，化解了這場“內戰”，讓碳源定向匯入橡膠合成通路。效果立竿見影：在溫室種植僅 3 個月，轉基因橡膠草根部的菊糖含量就從野生型的約 40%驟降到 3%以下，而天然橡膠含量則從野生型的 6.5%大幅提升到 12.9%–26.5%，最高超過野生型的4倍，單株產膠量顯著提高，達到國際先進的高產水平。

進一步分析發現，1-SST 被抑制後，根部多種糖明顯積累，大量蔗糖被轉運進負責產膠的乳管細胞，同時一批橡膠合成關鍵酶基因被激活，共同驅動天然橡膠快速合成與積累。這項成果意味著，在橡膠草種質創新賽道上，我國已憑借自主創新實現了與發達國家的並跑，為橡膠草的工業化應用按下了加速鍵。

不可否認的是，相關研究沒有脫離代謝權衡的“魔咒”：研究人員發現，如此大幅度的代謝重構會打破植株原有的次生代謝與激素平衡，產生了典型的代謝權衡效應，即當植株把更多資源優先投向橡膠合成時，根系的營養生長會受到影響，根的生物量有所下降。這也提示我們，未來要培育既高產又長得粗壯的優良品種，不能只盯住一個基因，而需要多基因協同調控，推動育種從單一性狀改良邁向系統性、智能化設計。

結語：天然橡膠的“新曙光”

橡膠草從被發現至今，還不到一百年的時間。它的這次復興，已經不是戰爭年代的應急之策，而是依託現代生物技術的突破，真正有了可落地的產業化基礎。

而且，橡膠草的價值不止於生產橡膠。蒲公英屬植物高含量的菊粉不僅是重要的水溶性膳食纖維和天然益生元，是食品加工和生物能源的重要原料，其本身又是我國傳統的藥食兼用資源，富含萜類、酚類、黃酮類等活性成分，可用於飲料、藥品和動物飼料等。這些副產物帶來的附加值，未來都有望分攤橡膠草種植成本、提升綜合效益。

當然，從一項實驗室突破走到真正的產業化，橡膠草還要跨越技術、資金與市場等多重挑戰，但未來的發展方向已經清晰。在全球氣候變化與地緣格局日趨複雜的今天，為高度依賴單一物種的天然橡膠產業找到一名可靠的替補隊員，對一個國家的資源安全與產業未來意義深遠。或許在不久的將來，那些生長在田野里、看似普通的產膠蒲公英，真的會支撐起國家工業原料安全的重任，驅動產業的車輪滾滾向前。