在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)有這樣一支科研團(tuán)隊(duì),他們以甘坐“冷板凳”的執(zhí)著堅(jiān)守,二十余載持續(xù)攻關(guān)“小麥赤霉病”世界難題,無(wú)數(shù)個(gè)日夜的堅(jiān)守,只為將實(shí)驗(yàn)室里的科研數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化為田間地頭的豐收答卷。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用植物基因組團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馬正強(qiáng)教授說(shuō):“因?yàn)殡y以治愈,目前還沒(méi)有好的辦法應(yīng)對(duì)病害,而且一旦染病,對(duì)品質(zhì)、產(chǎn)量都有極大影響。所以我們稱赤霉病為小麥中的‘癌癥’。”馬正強(qiáng)教授于1998年從美國(guó)康乃爾大學(xué)遺傳育種學(xué)博士畢業(yè)回國(guó)后,就進(jìn)入南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工作,將赤霉病抗性研究作為主攻方向。二十余年來(lái),南京農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用植物基因組團(tuán)隊(duì)師生為了攻克這個(gè)世界級(jí)難題,砥礪前行、默默耕耘。
團(tuán)隊(duì)賈海燕教授為照料小麥實(shí)驗(yàn)材料,已連續(xù)多年假期缺席與親人的團(tuán)聚。留守實(shí)驗(yàn)室的她,每天帶領(lǐng)研究生們澆水、施肥、除草,仔細(xì)記錄每株小麥的生長(zhǎng)情況。為何假期要堅(jiān)守在人工氣候室?“光照、溫度可以通過(guò)人工智能來(lái)調(diào)控。但是水還不能通過(guò)人工智能遠(yuǎn)程去澆?!辟Z海燕介紹,照料實(shí)驗(yàn)材料是一個(gè)“精細(xì)活”。
在衛(wèi)崗校區(qū)的人工氣候室里,100多盆小麥材料,大多攜帶已經(jīng)克隆的小麥抗赤霉病Fhb1基因。這里匯集了我國(guó)五大小麥主產(chǎn)區(qū)的主栽品種,因?yàn)樯鷳B(tài)區(qū)不同,需要低溫處理的時(shí)間不同,發(fā)育階段也不同,因此需要對(duì)每一棵材料悉心照顧?!拔覀兊膶?shí)驗(yàn)材料各不相同。材料大,蒸騰得越快,需要水分就越多;材料小,需要水分就少。我們要根據(jù)材料的實(shí)際需要,給它精準(zhǔn)確定用水量,才能保證材料在合適的水分供應(yīng)下正常生長(zhǎng)。”賈海燕說(shuō)。
課題組研究生侯朵朵,今年寒假也沒(méi)有回家。人工氣候室里,有一盆小麥?zhǔn)撬龤v經(jīng)三個(gè)多月雜交培育出來(lái)的珍貴材料,從抗病基因移植到種苗培養(yǎng),侯朵朵不想錯(cuò)過(guò)每一個(gè)環(huán)節(jié)。
“我們的研究,緊密關(guān)系著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全。我的父母也是農(nóng)民,他們知道糧食對(duì)國(guó)家發(fā)展的重要性,也理解從事這份研究工作的辛苦和漫長(zhǎng)?!焙疃涠湔f(shuō)。
經(jīng)過(guò)20多年的科研長(zhǎng)跑,馬正強(qiáng)團(tuán)隊(duì)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(qiáng)的抗擴(kuò)展效應(yīng),還可降低籽粒中真菌毒素的積累。
“這個(gè)抗病基因來(lái)自我們江蘇的一個(gè)地方品種‘望水白’。”馬正強(qiáng)介紹,“我們把這個(gè)基因克隆出來(lái)后,通過(guò)分子育種,成功育成了高抗赤霉病的材料?,F(xiàn)在我們很多育種家、育種單位,就能利用我們這個(gè)材料作為親本,來(lái)育成新的抗赤霉病的品種。”
“小麥赤霉病抗性的提高,是一個(gè)世界性難題。團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年的研究,挖掘出了控制赤霉病抗性關(guān)鍵的基因?!?”賈海燕說(shuō),為了把這個(gè)基因盡快用到生產(chǎn)當(dāng)中去,他們采用了在溫室加代繁育的方法,一年三代。如果采用傳統(tǒng)的大田種植,從找到這個(gè)基因到把它應(yīng)用到育種當(dāng)中,需要8到10年時(shí)間。而通過(guò)在人工氣候室里,讓它365天不停生長(zhǎng),這樣就可以在2到3年內(nèi)將好的基因?qū)氲狡贩N當(dāng)中,從而加快生產(chǎn)推廣?!拔覀冋铝τ趯?shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。通過(guò)構(gòu)建高效育種技術(shù)體系,創(chuàng)制抗赤霉病新種質(zhì),培育高產(chǎn)抗赤霉病新品種,努力讓科研成果在廣袤的田野上生根發(fā)芽?!?/p>
目前,團(tuán)隊(duì)采用分子育種策略,將包括Fhb1在內(nèi)的多個(gè)抗赤霉病基因,導(dǎo)入來(lái)自江蘇、山東、河南、四川等小麥主產(chǎn)區(qū)的中感或高感赤霉病小麥品種中。這些基因的應(yīng)用,能使小麥抗赤霉病擴(kuò)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。
【南京日?qǐng)?bào)】二十余載堅(jiān)守,麥田守望者持續(xù)攻關(guān)“小麥赤霉病”難題
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