康振生教授团队破解小麦条锈菌疯狂变异谜团

来源:党委宣传部 | 作者:靳军 | 发布日期:2017-05-09 | 阅读次数:

  小麦条锈菌为何年年频繁变化?为何首先总在中国西北地区发生变化?这两个困扰世界植物病理学研究的世纪谜团,由我校康振生教授团队予以破解:小麦条锈菌在西北地区广泛分布的野生小檗树叶上完成的有性生殖是其疯狂变异的主要途径。相关理论研究成果不仅在国际顶级期刊《植物病理学年评》上发表,其防控应用还于5月6日在宝鸡地区进行了现场展示。

  小麦条锈病是一种通过空气传播的低温真菌病害,是世界小麦生产的主要公敌之一,一般情况下会造成小麦减产10%到30%,严重时导致小麦绝产。国际上,科学家们长期研究认为,该病害主要是真菌在小麦生长体之间进行无性繁殖的结果,而主要防治措施就是培育能抵抗该病害的小麦品种。

  现实情况是:小麦育种家们辛辛苦苦十多年培育出来的小麦新品种,在种植短短数年内便“丧失”抗性,沦为染病者,甚至还没有出圃,便“丧失”抗性,育种研究往往赶不上小麦品种更新换代的步伐。小麦条锈菌不断出现的新毒性“武器”令育种家们头疼不已,也让植物病理学专家们感受到了巨大的挑战和压力。

  上个世纪中期,我国植物病理学家李振岐院士等科学家在国内首先揭示了小麦条锈病的发生发展规律,发现甘肃陇南、天水地区为小麦条锈菌的菌源基地,而与之毗邻的陕西宝鸡等地区则处于菌源基地与东部黄淮麦区的“桥梁地带”,更是小麦条锈菌度过炎热夏季最容易生变作恶的地区。 

  康振生教授接过老一辈科学家的重担,带领团队在陕、甘、青、川等地进行了大量的田间跟踪调查研究,最终找到真凶:麦垛中小麦残体上的条锈菌冬孢子在春季遇雨水复活,飘飞到附近的野生灌木小檗叶上“生儿育女”,产生的新一代病菌再飘飞到旁边的麦田里,碧绿的麦叶随之“黄袍加身”。新的条锈菌在合适的条件下,从西部地区迅速传染、扩大、东移,不断威胁着我国的粮仓。来年病菌又从西北地区起爆,在小檗的温床上孕育出新势力,周而复始的为非作歹。

  康振生教授团队研究发现,切断条锈菌有性生殖的发生是延缓条锈菌毒性变异频率,延长小麦抗条锈病品种使用年限的关键环节。通过近10年的努力,他们研发出了“铲、遮、喷”三字法小檗-小麦条锈病防控关键技术,即铲除麦田边10 米范围小檗、遮盖感病小檗周围的麦垛、对麦田周围小檗实时喷施化学杀真菌剂,通过三道防线阻断条锈菌的有性生殖,减少病菌变异,阻止越夏易变区菌源向东部麦区的传播,为保证全国小麦生产安全提供保障。团队还将这些防控技术分别在甘肃天水、陕西汉中和宝鸡进行了示范推广。

  5月6日,陕西宝鸡地区的小麦正值扬花季,漫山遍野的小檗也在蓬勃生长中。中国工程院院士朱有勇、吴孔明、陈剑平、宋宝安,国家“973”计划项目跟踪专家喻子牛、张家骅、周明国,全国农技推广中心植保首席科学家张跃进、防治处处长赵中华、测报处副处长姜玉英,国家农业产业技术体系小麦首席科学家肖世和、病虫害防控功能研究室成员,以及陕西、甘肃、四川、湖北等省市研究所和植保站专家共100余人,先后在宝鸡市陈仓区和眉县考察了小檗野生环境、小麦条锈菌寄生状态、小麦染病及相关防治措施。


康振生教授向中国工程院院士朱有勇、吴孔明、陈剑平、宋宝安介绍小麦条锈病在小檗上有性生殖情况


康振生教授与国家农业产业技术体系小麦首席科学家肖世和等查看小麦条锈病防治情况

  参会专家们经过现场观摩考察、听取报告、质疑讨论,一致认为康振生教授团队在小麦条锈菌有性生殖及其控制方面的研究,引领了世界小麦条锈病研究的新方向,“接地气贡献大”“是突破性的发现,将有力推动植物病理学研究”“应尽快将研究成果转化成经济与社会效益”。朱有勇院士说,人类对小麦条锈病的防治研究永远在路上,康振生教授团队“里程碑式的研究具有划时代的意义”,希望团队不忘初心,撸起袖子加油干。


编辑:李晓春     终审:闫祖书