近日，中国科学院植物研究所所长、中国植物学会副理事长兼秘书长汪小全通过CCTV10《透视新科技》栏目，解读了花粉多样性及其致敏机制。
每当花粉季来临，花粉飘散，过敏人群增多，主要表现为迎风流泪、打喷嚏、流鼻涕等。如何科学防过敏？从传粉机制破译过敏密码，植物大数据溯源开启花粉认知新维度。
每年3月至5月是我国大部分地区春暖花开的时节，同时也是春季花粉症的高发季节。许多人在吸入或接触花粉后会出现鼻痒、打喷嚏、流清水样鼻涕等症状，部分人还会伴有眼红、眼痒、耳痒、口腔上颚痒、咳嗽，严重者甚至出现胸闷、气短乃至呼吸困难。这些年来，花粉过敏人群似乎越来越多。
*** 花粉形态探秘
花粉，这一植物繁衍的微小使者，承载着生命延续的重任，也隐藏着众多不为人知的奥秘。专家们一直致力于花粉研究，从花粉的形态、结构、成分等基础特性，到发育、萌发及花粉管生长等关键生理过程。
我国研究花粉的历史悠久，植物所老一辈科学家开拓了孢粉学研究，对许多重要的经济作物和濒危植物进行了系统研究。当年，他们观察了上千种植物的花粉形态，订正并描述了孢粉形态的专用术语，介绍了研究技术与方法，为中国孢粉学研究奠定了坚实基础。
汪小全：早在上世纪80年代，中国科学院植物研究所的张金谈老师与北京协和医院的叶世泰教授合作出版了《中国气传和致敏花粉》一书，系统地介绍了哪些花粉具有致敏性、如何治疗与防治。这本书内容详实，至今仍被沿用。
汪小全带记者参观了“花粉集体照”：圆柏的花粉圆球形，松树的花粉，自带两个精密气囊，这种空气动力学设计，能让其飞行上百公里，松树的花粉借风力传播，飘落在雌球花的传粉滴，直到第二年春季或夏季完成受精，最后生长发育为松果。
花粉的形态堪称微观世界的奇观。
水杉的花粉有个小尖顶
银杏的花粉两头尖尖
山桃的花粉三沟状
油松的花粉像耳机
紫荆的花粉像糖三角
丁香的花粉表面布满蜂窝状的网格
*** 花粉的电镜扫描解析
这些花粉的照片是通过扫描电子显微镜拍摄的，它的最高分辨率可以达到1纳米，最大放大倍数可以达到80万倍。使用二次电子成像，电子显微镜下可以清晰的看到花粉上的沟壑孔洞棘突颗粒。这些细节都是植物为适应传粉而精心设计的微观结构。
汪小全：花粉形态大数据不仅为物种精准鉴定提供支撑，更将助力致敏花粉的精准防控。若未来使用更高分辨率设备对中国乃至全球植物花粉形态展开系统性研究，结合人工智能技术，即使非专业人员也能实现花粉类别的自动识别。这项技术突破将推动大科学协作、过敏预防与治疗领域产生重要价值，为构建花粉致敏防控体系提供关键技术支持。
*** 花粉的空气扩散
研究表明，致敏花粉不是艳丽的虫媒花的花粉，而是来自开花并不显眼的树木杂草。它们属于靠风传播花粉的风媒植物，风媒传粉，简单说就是靠风当快递员，风媒植物的花通常很小，颜色不鲜艳，容易被风吹散。被子植物的花多密集成穗状花絮、柔荑花絮等，能产生大量花粉，花柱往往较长，柱头膨大，呈羽毛状；裸子植物形成螺旋排列的小孢子叶球。
风传粉效率低，全靠运气，所以植物会通过产生大量花粉来提高成功率，圆柏就是靠风媒传粉的树种。
在国家植物园南园展览温室，通过贵州苏铁的雄球花，能直观看到花粉量很大的特点。它的果实呈现螺旋状排列，这样的结构能容纳大量的花粉。
汪小全：圆柏是雌雄异株的物种，这是雄树，黄色结构是它的小孢子叶球，产生花粉的非常重要器官，里面含大量的花粉；这边是雌树，圆柏的种子是两年成熟的，略大者是去年雌球花受精发育而成，略小的为今年生长发育者。
雌雄异株的圆柏和其他裸子植物都是风媒传粉的，圆柏雄树花粉量巨大，这也是近些年引发北京春季花粉过敏的主要过敏原之一。
汪小全：鉴于花粉过敏的问题，我们特别重视，计划构建花粉的大数据，不仅是圆柏的花粉，未来我们把各种松柏各种裸子植物甚至被子植物的花粉都开展研究，到底还有哪些树种将来对我们人类可能会有一些威胁，以便更早的做出防范。
*** 大自然遇见大数据
近些年，植物所把尽可能多的植物数据汇总到一起，搭建起一个覆盖全国植物信息的数据平台。在这个大数据平台能看到哪些内容呢？
汪小全：在植物数据中心里，大屏幕上显示着最新数据。数据中心包括三方面的数据，一个植物物种这些信息，第二是植被信息，就是每个地方长哪种森林等，第三个是所有的植物园迁地栽培了哪些植物的信息。三个方面大的数据全都有。所以在中国来说，就是我们所有的植物物种到每一个县有哪些科哪些属哪些种，甚至照片形态都看得非常清楚，这个上面显示的是一个实时的访问情况，访问量非常大。每一种植物除了以前的标本以外，我们有大量的彩色照片，他们经过专家鉴定后，我们通过人工智能，研发出能够自动识别植物的“花伴侣”，具备拍照识花的功能。我们运营的大数据平台，将中国植物所有的信息，精确到每一个县，有哪些科哪些属哪些种。所以甚至在每个县里面，每个山上面长的哪个森林，哪个保护区是什么组成的，我们都非常清楚。这些植物在园子上长什么样，有精确全面的照片，做这项工作花了大量的时间，这些数据积累的时间也非常长。
*** 精准致敏防控
导致北京春季花粉过敏的主要就是风媒传粉的圆柏，作为裸子植物的一员，圆柏常被种植于皇家园林寺庙等地。北京故宫博物院、景山公园、北海公园等地都种植了圆柏，特别是天坛公园拥有北京市区面积最大的柏树林3,000多株古柏，营造出庄严肃穆的氛围，这些古树不仅具有较高的生态价值，更具备重要的历史和文化价值。
汪小全：在不影响在整个植被环境的情况下，适当的去除一些雄树，并不影响这个植被的景观，包括在城市的一些道路当中，也可以适当去除一部分，这是暂时的一个应急措施，当然我们的古树还是需要去保留的。未来可以利用雌树扦插或者雌雄鉴定的方式，避免种植太多雄树。
汪小全：实际上到现在为止，我们真正把花粉，做成一种制剂，去做过敏检测的，也就是几十种，40多种非常非常少。面对几十万种的植物来说，今天我们知道北京的人可能是圆柏过敏，日本人可能是日本柳杉过敏，欧洲人可能是地中海柏木过敏。
这些年，专家们从探讨花粉的过敏原、成分结构以及致敏机制，到花粉过敏流行规律研究，再到探索新的治疗方法和药物，一直在帮助过敏人群摆脱困扰。园林部门调整城市园林植物种植结构，减少花粉致敏风险高的植物种植，增加非致敏或低致敏植物。
*** 自然界的微型营养库
那么植物界的花粉能被利用起来吗？花粉是植物的精华，除了传粉功能，还有多重利用价值。天然花粉可制成花粉蜜花粉膏等，富含蛋白质氨基酸维生素及微量元素，被视为营养补充剂。
汪小全：花粉是一个营养成分非常丰富，被誉为全营养的食物。在中国，像有些少数民族习惯做一些，比如说在云南保山这些地方，把松花粉做成这个花粉粑粑，还有把一些花粉做成松花酒。
未来在健康科技等领域的应用，潜力值得期待。对于过敏人群，还是要提醒大家，到了花粉季，出门要做好防护措施，一旦过敏就要去就医，遵医嘱服药或打针，关爱过敏人群，少用高致敏植物，让春日芬芳与健康同行。
