【新春走基层· 致敬奋斗者】“麦田守望者”攻坚小麦赤霉病

江苏广电总台·荔枝新闻中心 2025-02-13 13:16

赤霉病,被称为小麦的癌症。二十多年来,南京农业大学应用植物基因组团队师生为了攻克这个世界级难题,砥砺前行、默默耕耘。

为了照料小麦实验材料,南京农业大学应用植物基因组团队教授贾海燕今年寒假没有回老家与亲人团聚,而是留守实验室,每天和研究生们一起浇水、施肥、除草,记录每株小麦的生长情况。

人工气候室里的一百多盆小麦材料,大多携带已经克隆的小麦抗赤霉病Fhb1基因,汇集了我国五大小麦主产区的主栽品种。因为生态区不同、需要低温处理的时间不同、发育阶段不同,因此需要对每一棵悉心照顾。

南农大应用植物基因组团队教授贾海燕说:“光照也好,温度也好,我可以通过人工智能去设置。但是水,我是没法人工智能去浇的,因为材料不同。材料越大,蒸腾得越快,需要水分就越多;材料小,需要水分就少。每一个盆的材料长得高高低低都不一样,要根据材料实际需要去确定用水的量,才能够保证材料在合适的水分供应下正常生长。”

南农大应用植物基因组团队研究生侯朵朵说:“它关系到国家的粮食生产和粮食安全。我父母也是农民,他们深知粮食对国家发展的重要性,他们也知道从事这份工作的辛苦和漫长。”

近年来,由于气候变暖、秸秆还田、免耕技术的推广和水肥条件的改善,小麦赤霉病发生日趋严重。在江苏,赤霉病现已成为小麦生产的第一大病害,几乎两到三年就出现一次中度到大的病害流行。

南农大应用植物基因组团队负责人马正强说:“因为它难以治愈,没有好的办法去对付病害,像人的癌症一样,我们称之为小麦中的癌症。”

1998年从美国康乃尔大学遗传育种学博士毕业回国后,马正强进入南京农业大学工作。他组建团队,将赤霉病抗性研究作为主攻方向。经过20多年的科研跋涉,马正强团队克隆了小麦中目前已知的最重要的抗赤霉病基因Fhb1。该基因具有最强的抗扩展效应,还可降低籽粒中真菌毒素的积累。

南农大应用植物基因组团队负责人马正强说:“这个基因来源是比较有意思的,它是来自于我们江苏一个地方品种。我们把这个基因克隆出来,通过分子育种成功育成了高抗赤霉病的材料。现在,很多育种家、育种单位可以利用这个材料作为亲本来育成新的抗赤霉病的品种。”

江苏台记者徐华峰问:“口感上面会有区别吗?”

马正强说:“我们做了研究,像这个材料的品质水平和它原来的授体亲本基本上没有差异,也就是不影响它的品质和口感。”

贾海燕说:“小麦赤霉病抗性的提高是一个世界性的难题。为了解决这个难题,我们通过多年的研究挖掘出了控制赤霉病抗性关键的基因。为了把这个基因用到生产当中去,我们采用在温室加代快速繁殖的方法,一年三代。如果大田去种,一个基因从找到再应用到育种当中需要8-10年的时间。我们通过在人工气候室里让其365天不停地去生长,就可以在2-3年内将好的基因导入到生产中的品种用于生产推广。”

团队采用分子育种策略,将Fhb1在内的多个抗赤霉病基因导入到来自江苏、山东、河南、四川等小麦主产区的中感或高感赤霉病小麦品种中。这些基因的应用能使小麦抗赤霉病扩展的能力提高76%以上,在玉米等其他作物中也可能提高其抗镰刀菌病害的能力。

(江苏广电总台·荔枝新闻中心记者/徐华峰 王教群 编辑/张萌)

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