“菱透浮萍绿锦池，夏莺千啭弄蔷薇。”从前，唐代诗人杜牧笔下的浮萍成全了人间的诗情画意。现在，浮萍的科学价值正在被发现。

9月11日，中国科学院成都生物研究所研究员赵海早早来到办公室，这里有他心心念念的“宝贝”——浮萍。

在办公室的白板上，写着浮萍的最新研究情况。实验室内各式各样的器皿中，栽培着不同种类的浮萍。赵海仔细观察浮萍的生长情况，记录下实验数据。几天后，他要带着这些研究成果去美国加州，参加一场学术讨论活动。

在国外，浮萍因富含优质蛋白，被美国食品药品监督管理局认定为新型替代蛋白，一些企业成功开发浮萍相关食品并进入市场。国内看，江南大学也将浮萍资源开发与利用作为食品科学与资源挖掘全国重点实验室的重点攻关方向之一。

“浮萍的作用远不止如此。”赵海介绍，浮萍在淀粉和蛋白生产、功能性活性成分合成、水体污染治理、碳汇减排等方面有着良好的应用前景，将为农业、生物制造等领域打开更大的想象空间。

浮萍产量可观

营养品质也高

赵海的老本行是生物燃料科技研发，与浮萍结缘，始于一次邂逅。

2005年，赵海带着薯类乙醇燃料技术参加一场学术研讨活动，有专家直言：“薯类作物应该优先用于解决粮食问题，只要是从土壤里长出来的作物，就不算真正的‘非粮’。”

这句话点醒了赵海。“对薯类、玉米的研究会让人感到困惑，因为这些都是粮食。”赵海意识到，必须找到一种完全不占用耕地的生物能源，才能跳出“与人争粮、与粮争地”的争议。

于是，他把目光投向水中，转向水生植物研究。

“一开始，我们尝试过微藻、水葫芦等植物，但最终锁定了浮萍。”谈到选择浮萍的理由，赵海说，其繁殖速度快、分布范围广、光合效率高，“既容易培育，生物能源特性也优良。”

浮萍虽然分布广泛，但不同地域、不同种类的性状差异巨大。当时，国内对浮萍的研究不多，只开展了一些零散的研究工作，这给赵海的研究带来不小的挑战。

为更好地研究浮萍，赵海团队开始在全球范围内系统收集浮萍标本。

“出差的时候，我们的眼里只有浮萍。”研究团队队员方扬说，为了寻找浮萍的踪迹，他们经常下河道，逐水而寻。“有时候为了得到一株浮萍，经常要辗转好几个地方。”

就这样，赵海带着团队不仅跑遍了全国，足迹还遍布东南亚、欧洲、北美等地。10年下来，他们收集了2000多份株系，其中，保藏了超过800个活体生态型纯培养材料。

“这相当于给浮萍编了一本‘词典’。”赵海说，有了这本“词典”，他们将研究出更多关于浮萍利用和开发的技术。

赵海团队发现，浮萍具有高光合效能，在诱导条件下，光能转换效率能达到5.7%—6.6%，高于玉米、甘蔗等作物，更有90%的碳流向淀粉合成通路。这意味着，浮萍在食品科学领域有更大的利用空间。

不久后，该团队完成对最具淀粉生产潜力的少根紫萍的全基因组测序，系统阐释了浮萍高淀粉积累的机制。同时，开发出高淀粉浮萍的规模化培养技术。

经过筛选出的浮萍高淀粉积累株系，在调控下，经过10天，淀粉含量从6.52%提高到75.88%，每年亩产淀粉量达2.5吨，是水稻亩产淀粉的6倍以上。该技术已经完成中试验证，很快将实现工业化生产。

此外，在另一种重要营养物质——蛋白上，赵海筛选出高蛋白株系，每年亩产蛋白超过850公斤，是大豆蛋白产量的10余倍。

除了产量可观，浮萍生产营养物质的品质也很高。赵海说，浮萍生产的蛋白可与蛋清、牛奶蛋白相媲美。此外，黄酮、维生素等微量营养成分丰富，可以改善目前食物结构带来的“隐性饥饿”。

“浮萍在淀粉与蛋白生产等方面极具开发价值。”中国工程院院士、江南大学校长陈卫在此前接受采访时说，浮萍资源的开发与利用是践行大食物观、构建多元化食物供给体系和保障国家食品安全的重要举措。

不止于粮

小植物也有大能量

尽管技术在实验室和中试阶段取得突破，但对浮萍作为粮食的观念接受度仍较低。在推广过程中，赵海没少吃闭门羹。“有些企业代表直说，他们会持续关注这项技术，但现在投入还不是时候。”

推广遇到困境，赵海想到的办法是，以示范项目打破僵局。他和团队在云南、四川等地推动小规模种植，同时探索一举多得的可行性。

“浮萍的一个好处是，可以利用废水直接生长，还有一定的去污能力。”在云南滇池，赵海团队发现，通过向浮萍废水处理体系注入二氧化碳，不仅能大幅提升水质净化效率，还实现了碳捕获与高附加值生物质的规模化生产，实现了水质净化、碳捕获、能源原料生产的“三效合一”。“该系统不仅可以提升污水处理厂技术，还能推进酿酒、食品加工等高碳高氮磷废水的高值化利用。”

赵海团队还进一步利用浮萍生长速度快、蛋白含量高的特点，利用合成生物学对浮萍底盘进行改造，将其打造成植物界中的酵母。简单来说，就是让浮萍有克隆其他生物的能力，生产高附加值的生物产品。

浮萍口服疫苗的研发，就是一个案例。禽传染性支气管炎病毒，是危害家禽养殖业的“主要杀手”之一。目前，主要依靠注射或喷雾减毒活疫苗进行防控，但这类疫苗需要全程冷链运输，接种过程需要专业人员操作，需要极大的人力物力投入。

赵海产生了一个大胆想法，将禽传染性支气管炎病毒的关键抗原片段基因转入浮萍中，让浮萍在生长过程中持续生产疫苗成分，雏鸡只需直接食用这种转基因浮萍，就能激发强大的免疫反应。

该疫苗的研发，证明浮萍具有“分子农场”植物的应用价值，意味着其有望成为生物医药、工业酶制剂等领域的新型生产平台，也让赵海看到了更多希望。

20年来，赵海感到同行人越来越多。2023年，中国科学院成都生物研究所联合江南大学主办了首届浮萍研讨会，并于次年成立了浮萍研究与开发创新联盟。

“它既是高淀粉、高蛋白的新粮源，又是净化水体的生态工具，更是合成生物制造的潜在平台。”赵海说，未来还将继续深化浮萍研究，让这一古老而新兴的生物资源，造福于人类未来的粮食安全、环境保护与可持续发展。