头条焦点:北上南下,守护南稻北麦!宁大宝藏团队诊治“卡脖子”难题
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头条焦点:北上南下,守护南稻北麦!宁大宝藏团队诊治“卡脖子”难题

来源:钱江晚报 2023-01-06 22:20:36

钱江晚报·小时新闻通讯员 郑俊朋

人类感染奥密克戎,犹如无麻醉开颅、小刀割喉咙、水泥封鼻孔,而植物感染病毒后,轻者减产、重者绝收,甚至对现代农业带来毁灭性灾害。

宁波大学植物病毒学研究所陈剑平院士团队,长期致力于植物病毒学基础和应用研究,把实验室搬到田间地头,把科研的根扎在泥土里,把论文写在祖国大地上,接连产出高水平科研成果,为大江南北的稻农麦农保驾护航,为乡村振兴科技创新赋能,为守护国家粮食安全贡献宁大力量。


(资料图片)

北上

每年鉴定600多份种质资源

筛选40-60个小麦抗病品种

“河南地区自2008年以来一直呈上升趋势”,作为驻马店市农科院小麦所所长国家小麦产业技术体系驻马店实验站站长朱统泉一直对小麦黄花叶病很“上心”。

据了解,我国小麦土传病毒病由小麦黄花叶病毒(WYMV)和中国小麦花叶病毒(CWMV)引起,主要在河南、江苏、山东、安徽等地发生,估计每年全国发病面积为2000万亩,导致减产100亿公斤,对国家粮食安全危害不小。由于这类病害由土壤中的禾谷多黏菌传播,研究难度很大,且无药可治,至今生产上唯一防控办法是种植抗病小麦品种。但是,由于这类病毒研究的技术瓶颈一直没有突破,国内外研究进展十分缓慢,现有的抗病品种和病害防控技术不能满足生产需要,病害发生面积一直在不断扩大,危害也在不断加重,成为困扰我国小麦安全生产的一个“卡脖子”问题。

中国工程院院士、宁大植物病毒学研究所所长 陈剑

难题或将迎来转机。2008年以来,驻马店市农科院小麦研究团队与陈剑平院士团队积极合作,聚焦小麦黄花叶病抗性资源的筛选开展科研攻关。双方在驻马店小麦黄花叶病发病严重区域建设抗性鉴定平台,每年鉴定600多份种质资源材料和筛选40-60个国家或河南省审定的小麦新品种。

不久前,陈剑平院士团队联合河南农业大学陈锋教授团队在国际著名学术期刊《Nature Communications》上发表“N6-methyladenosine RNA modification promotes viral genomic RNA stability and infection”的高水平研究论文,首次揭示了m6A修饰在植物RNA病毒致病过程中的作用机制,鉴定并克隆了小麦黄花叶病毒病的一个“感病”基因,为小麦抗性品种的选育提供了优质的基因资源和抗性筛选位点。

“小麦黄花叶病毒近年来在我国冬小麦种植区呈现逐年扩散现象,对安全生产带来巨大威胁,严重时可导致减产70%以上” ,论文共同通讯作者、植物病毒学研究所羊健研究员说。

把科研做到田间地头。陈剑平院士团队每年派出多名研究人员到河南开展田间调查、病症分析、多品种采样和实验室化验分析,分析结果及时反馈,在河南省周边发病区域示范推广抗性品种,为减少小麦黄花叶病危害奠定了良好的基础,同时为多家育种单位提供抗性资源材料,促进了小麦抗性育种的进程。

朱统泉站长欣喜地分享了一个数据——在双方团队多年不懈努力下,驻马店及周边地区小麦黄花病发病面积呈逐年下降趋势,抗性品种示范推广面积仅驻马店每年达200万亩以上,小麦黄花叶病得到有效控制。

该团队与国内的各级农业院校和研究机构开展紧密合作,通过15年的持续攻关,集成了基于“病害早期精确监测、抗性品种精准布局、辅以微生物药剂拌种、适当晚播、春季施用微生物药剂和分级防控的小麦土传病害绿色防控技术体系”,累计推广1.16亿亩,挽回产量损失727.6万吨,挽回经济损失155.3亿元,取得显著的社会效益和经济效益。

守护

确保中国人的饭碗

牢牢端在自己手中

南稻北麦,一起守护。植物病毒学研究所也一直“盯着”水稻这一主粮,近期团队又有一篇研究成果以“Independently evolved viral effectors convergently suppress DELLA protein SLR1-mediated broad-spectrum antiviral immunity in rice”为题在线发表在《Nature Communications》上,论文第一作者为宁波大学植物病毒研究所联合培养的博士研究生李路路,陈剑平院士和孙宗涛研究员为通讯作者。

论文揭示了植物RNA病毒致病和传播的新机制,发现多种不同类型的RNA病毒侵染水稻后,病毒蛋白会攻击水稻赤霉素信号传导的关键因子SLR1蛋白,导致其降解,进而更有利于病毒自身的侵染与传播。

水稻作为我国重要粮食作物之一,在整个生长周期面临着诸多生物和非生物胁迫,特别是水稻病毒病害发生尤为严重。迄今为止,仅在水稻上报道的病毒病就已高达14种。

在过去数十年里,科研人员已对这类水稻病毒的相关致病机理展开了大量研究,然而对宿主反应的研究对象通常集中在单一病毒种类的胁迫下,导致田间自然状态下往往缺乏对水稻病毒的广谱抗性,因此建立绿色可持续的水稻广谱抗病毒防控体系至关重要。

该研究发现多种病毒蛋白促进寄主抗病因子SLR1降解实现对一系列抗病毒免疫过程的调控,进一步拓宽了对于水稻病毒反防御植物激素信号转导网络的认知,并为水稻抗病育种提供了新的思路和靶点。

据悉,目前防治虫传水稻病毒的一个常用方法是喷农药控虫,但是容易导致环境污染和田间生态失衡,且传毒昆虫易产生抗药性。“如果把喷农药比作给生病的水稻吃药的话,那么我们的研究则更倾向于在发现病毒致病和传播机制后,增强水稻对于病毒的抵抗力和免疫力”,李路路作了一个形象的比喻。

中国人的饭碗,要牢牢端在自己手中。多年来,陈剑平院士团队始终聚焦国家战略需求,致力于植物病毒学基础和应用研究,先后承担国家杰出青年科学基金、欧盟、国家高新技术研究发展计划(863)、国家重点基础研究发展计划(973)和国家转基因生物新品种培育重大科技专项等各类科研、人才和平台项目167项。

在国际上首次发现禾谷多黏菌体内的大麦和性花叶病毒,揭示了真菌与其传播病毒的内在关系,为真菌传播植物病毒提供了直接证据。

在植物病毒种类分子鉴定,植物病毒缺失突变及其生物学特性,病毒传毒介体及传毒特性,病毒致病和植物抗病分子机制,重要粮食作物病毒病害发生规律、发病机理、预警预报、病害抗源筛选与综合治理,脱毒植物组织培养种苗产业化等方面取得大量创新进展。

创建的水稻、小麦、玉米病毒病害综合治理技术体系在河南、山东、江苏、浙江等病区大面积示范与推广应用,为保障国家粮食安全,促进农业节本增效、优质安全、绿色发展作出了重要贡献。

为脚下沾泥土、心中有情怀的院士团队点赞!

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