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两代科学家接力破解小麦条锈病之谜

2018-01-24 16:14:27 来源:中国农业新闻网 作者:靳军 肖力伟 胡明宝 编辑:李偲

  在西北农林科技大学北校区的山脚下,有一排著名的窑洞。建校初期,于右任先生率众在这里办公,人们就亲切地称之为“于窑”。上世纪70年代末,于窑中的一孔窑洞变成了该校植物保护学院的实验室,从这个窑洞实验室里先后走出了李振岐、康振生两位中国工程院院士。两代科学家坚持不懈60余年,在世界性难题小麦条锈病的防控研究中取得突出成绩,为我国粮食安全筑起一道坚实的防线。

  李振岐:

  窑洞作温室,锁定锈病研究

  小麦条锈病,也叫“黄疸病”。患病后的小麦在叶片、叶鞘、茎杆等部位产生铁锈色的疱状病症,人们便将其命名为锈病。作为一种寄生性病菌,小麦锈病会大量掠夺小麦植株的养分,削弱小麦生长。1950年,新中国遭遇了全国范围内的小麦条锈病。当年,我国损失小麦60亿公斤,约相当于当年全国夏季征粮的总数。小麦锈病成为影响我国小麦生产的第一大病害。

  在没有多少资料可借鉴的情况下,28岁的李振岐和同事们在西北小麦产区进行了广泛调查,同时创造性地开展室内外接种试验和太白山区不同海拔高度田间试验,经过6年艰苦工作,终于掌握了病菌的基本特点,写出了《陕、甘、青小麦条锈病发生规律之初步研究》,为研究中国小麦条锈病的流行体系奠定了坚实基础。

  1956年,著名的抗条锈高产小麦品种碧蚂1号逐渐出现抗性“丧失”现象,此后每隔几年,就有大范围种植的小麦良种倒在条锈病的“魔爪”下,我国小麦主栽品种被迫更新换代。面对小麦生产这一重大问题,李振岐带领团队又开始了新一轮的研究。

  如何才能让科研实验长期开展下去?“于窑”频频吹出的凉风让一直犯愁的李振岐有了主意。他把这孔窑洞改建为低温实验室,在窑洞外修建了200多平米的玻璃温室作为常温实验室。通过这个特别的实验室,李振岐发现,小麦品种失去抵抗力的原因在于出现了毒性更强的新病菌。为此,他带领团队完善了我国小麦条锈病综合防治技术体系,推动了以治理陇南易变区为防控策略的实施,他们开展的“小麦品种抗条锈性丧失原因及控制对策研究”,为国家挽回小麦损失折合人民币22.69亿元。

  李振岐被誉为“中国小麦条锈病防治的开拓者”,也被国际植物保护大会授予“杰出贡献奖”。

  康振生:

  持续钻研求突破,擒住“真凶”

  1982年1月,从西北农林科技大学植物保护专业本科毕业的康振生考上了硕士研究生,第一次被导师李振岐带进了“于窑”,从此这里成为他了解小麦锈病,与李振岐共同“剿匪”的根据地。

  接过导师的担子后,他带领小麦条锈病研究团队,以病原真菌与寄主小麦的互作关系为主攻方向,从组织学、细胞学、分子细胞学及分子生物学等方面寻找小麦条锈菌“剿匪”突破口。

  小檗是一种枝干上带针刺的落叶灌木,在我国南北方均有分布。但科学验证发现,无论秆锈菌叶锈菌还是条锈菌都在小檗上不起作用。“自然界中是否存在感染锈病的小檗?条锈菌有性生殖可否导致毒性变异?它与田间病害发生之间有无关系?”

  带着诸多疑问,康振生率领团队在陕、甘、青、川等地进行了大量研究,寻找自然条件下小麦条锈菌在小檗上“安营扎寨”的证据,最终发现:有性生殖是我国条锈菌致病性变异的主要途径。他们也抓到了条锈菌疯狂作案的“真凶”——野生小檗,小麦条锈菌正是在这种广泛分布于西北山区的灌木树叶上“生儿育女”。2017年11月,康振生教授当选中国工程院院士。在他的办公室里有两张照片挂在墙上:一张是碧绿的麦田,一张是开着串串黄花的小檗。

  小麦育种历来是西北农林科技大学的突出优势,一大批专家先后培育出丰产3号、小偃6号、西农979等数十个小麦优良品种。而李振岐、康振生两代人的小麦锈病研究,有力促进了抗条锈病育种工作,和育种研究一道为国家的粮食安全做出了卓越贡献。

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