赤霉病,被稱為小麥的"癌癥"。二十多年來,南京農業(yè)大學應用植物基因組團隊師生為了攻克這個世界級難題,砥礪前行、默默耕耘。今年春節(jié),團隊成員仍然堅守在實驗室,攻關小麥種質創(chuàng)新和品種選育。
南京農業(yè)大學應用植物基因組團隊教授賈海燕,為了照料小麥實驗材料,今年寒假沒有回老家與親人團聚,留守實驗室,每天和研究生們一起澆水、施肥、除草,記錄每株小麥的生長情況。
人工氣候室里這一百多盆小麥材料,大多攜帶已經克隆的小麥抗赤霉病Fhb1基因,匯集了我國五大小麥主產區(qū)的主栽品種,因為生態(tài)區(qū)不同,需要低溫處理的時間不同,發(fā)育階段也不同,因此需要對每一棵悉心照顧。
“光照也好,溫度也好,我可以通過人工智能去設置。但是水,我是沒法人工智能去澆的?!辟Z海燕告訴記者,“就是材料越大,它蒸騰得越快,需要水分就越多;材料小,需要水分就少。我每一個盆的材料長得高高低低都不一樣,就要根據材料實際需要,去給它確定用水的量,才能夠保證材料在合適的水分供應下正常生長?!?/p>
研究生侯朵朵今年也沒回家。人工氣候室里,有一盆小麥材料是她歷經三個多月雜交培育出來的,從抗病基因移植到種苗培養(yǎng),侯朵朵不想錯過每一個環(huán)節(jié),“它關系到國家的糧食生產和糧食安全。我父母也是農民,他們深知糧食對國家發(fā)展的重要性,他們也知道從事這份工作的辛苦和漫長?!?/p>
近年來,由于氣候變暖、秸稈還田、免耕技術的推廣和水肥條件的改善,小麥赤霉病發(fā)生日趨嚴重。
在江蘇,赤霉病現已成為小麥生產的第一大病害,幾乎兩到三年就出現一次中度到大的病害流行。南農大應用植物基因組團隊負責人馬正強教授說,“因為它難以治愈,沒有好的辦法去對付病害,所以我們稱它為像人的癌癥一樣,稱之為小麥中的癌癥。”
1998年從美國康乃爾大學遺傳育種學博士畢業(yè)回國后,馬正強進入南京農業(yè)大學工作,他組建團隊,將赤霉病抗性研究,作為主攻方向。經過20多年的科研跋涉,馬正強團隊克隆了小麥中目前已知的最重要的抗赤霉病基因Fhb1。該基因具有最強的抗擴展效應,還可降低籽粒中真菌毒素的積累。
“這個基因來源是比較有意思的,它是來自于我們江蘇一個地方品種。”馬正強介紹,“我們把這個基因克隆出來以后,通過分子育種,成功育成了高抗赤霉病的這樣一個材料,現在我們很多育種家、育種單位,就能利用我們這個材料作為親本,來育成新的抗赤霉病的品種?!?/p>
“口感上面會有區(qū)別嗎?”針對記者提出的疑問,馬正強表示,“我們做了研究,比如像這個材料,它的品質水平跟它原來的授體親本,基本上是沒有什么差異的,就是不影響它的品質,也不會影響它的口感?!?/p>
“小麥赤霉病抗性的提高,是一個世界性的難題?!辟Z海燕教授告訴記者,為了解決這個難題,團隊通過多年的研究,挖掘出了控制赤霉病抗性關鍵的基因,“為了把這個基因用到生產當中去,那么我們就采用在溫室加代快速繁殖的方法,一年三代。那么如果大田去種的話,那么從找到這個基因,到把它應用到育種當中去,就需要8到10年的時間。而我們就通過這種在人工氣候室里面,給它365天不停地去生長,快速生長,這樣我就可以在2到3年內,就可以把我們好的基因,導入到生產中的品種當中去,用于生產推廣?!?/p>
團隊采用分子育種策略,將Fhb1在內的多個抗赤霉病基因,導入到來自江蘇、山東、河南、四川等小麥主產區(qū)的中感或高感赤霉病小麥品種中,這些基因的應用,能使小麥抗赤霉病擴展的能力提高76%以上,在玉米等其他作物中,也可能提高其抗鐮刀菌病害的能力。
2025年,馬正強希望有更多的品系能夠進入品種區(qū)域試驗、品種比較試驗或者是品種審定,“我們目前在研究另外幾個很重要的基因,其中一個是抗赤霉病侵染的基因,還有影響小麥籽粒發(fā)育的基因,還有一些影響小麥品質的基因,我們希望這些工作,能夠在今年有更大的一些進展?!?/p>
【荔枝新聞】新春走基層: “麥田守望者"攻堅小麥赤霉病
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