據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部消息，今年國內(nèi)小麥條銹病總體呈偏重發(fā)生態(tài)勢，目前9個省份的1300多萬畝麥田已發(fā)生小麥條銹病害，為近十年來最嚴(yán)重的一年。

小麥?zhǔn)俏覈钪匾募Z食作物之一，而小麥條銹病是影響小麥生產(chǎn)的重大生物災(zāi)害，常造成小麥嚴(yán)重減產(chǎn)。麥田銹跡斑斑，小麥條銹病如何防治？四川農(nóng)業(yè)大學(xué)兩代科學(xué)家給出了答案。

“‘小麥條銹病持久抗性基因Yr41的發(fā)掘及利用’項目，為我國小麥條銹病的持續(xù)控制和小麥產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了重要科技支撐。”4月8日，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和山東省農(nóng)科院共同完成的“小麥條銹病持久抗性基因Yr41的發(fā)掘及利用”科技成果評價會在邛崍舉行，評審專家組組長、中國工程院院士、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授康振生表示，“該項目成果系統(tǒng)性、創(chuàng)新性強(qiáng)，社會經(jīng)濟(jì)效益巨大，整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”

立項 解密世界難題

什么是小麥條銹?。繛槭裁此钠茐牧θ绱藦?qiáng)大？“小麥條銹病被稱為小麥界的‘癌癥’，只要發(fā)病，減產(chǎn)非常嚴(yán)重，輕則減產(chǎn)10%～30%，重則減產(chǎn)30%～50%，甚至顆粒無收。”項目牽頭人、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)植物遺傳和育種省級重點實驗室首任主任、原副校長任正隆教授說，我國是小麥條銹病的流行的重災(zāi)區(qū)，其發(fā)病面積和成災(zāi)頻率均居小麥病害之首，自20世紀(jì)50年代至今，我國曾發(fā)生4次大流行，共損失小麥126億公斤，其中1950年損失就達(dá)60億公斤，相當(dāng)于1700萬人一年的口糧。

任正隆介紹，在四川省小麥栽培史上，曾因小麥品種繁6及其衍生系的持久抗條銹病特性，使條銹病在20世紀(jì)70～90年代初20多年里沒有大發(fā)生，有效地保護(hù)了四川省小麥生產(chǎn)。但是，20世紀(jì)90年代初，由于條銹病毒性生理小種變異，繁6所含的抗性基因群和引進(jìn)的Yr9、Yr17相繼地喪失了抗性，導(dǎo)致小麥條銹病大流行，造成了巨大損失。而四川的小麥發(fā)病最重，損失最大。

“四川小麥播種時間比北方要早，條銹病病菌孢子會隨風(fēng)飄揚，一旦四川的小麥發(fā)病，病菌孢子就隨風(fēng)飄到華北平原，導(dǎo)致全國的小麥發(fā)病。”任正隆說，“只有四川把小麥條銹病控制住了，全國小麥條銹病的發(fā)病率才會降低。”

“如何有效防控小麥條銹病，目前仍是世界性難題。”任正隆介紹，防治方法有兩個，一個是通過化學(xué)方法殺死小麥條銹病病菌，另一個就是種植攜帶有抗條銹病基因的小麥品種。因打藥成本高，對環(huán)境污染也大，不提倡使用。所以，培育抗病品種是最有效和最環(huán)保的防治措施。“項目組成立的目的就是培育抗病品種，力爭從源頭上防控。”任正隆如是說。

攻關(guān) 發(fā)現(xiàn)抗條銹病基因

“育種，經(jīng)常是種下希望，收獲失望。”項目組成員張懷瓊說，世界上單個基因的抗性持續(xù)期都較短，使抗病育種的壓力非常巨大。以任正隆領(lǐng)銜的項目組第一代科研人員在國內(nèi)外廣泛收集小麥育種材料，然后進(jìn)行培育、鑒定。“1996年，我們發(fā)現(xiàn)其中一批材料中果然具有抗條銹病的能力，別提多高興了，感覺心臟都要跳出來了。”談到此，任正隆喜悅之情溢于言表。

有了這一發(fā)現(xiàn)，項目組通過雜交組合從中選出抗條銹病的優(yōu)良品系R88，先后被四川省和國家審定為新品種川農(nóng)19。“川農(nóng)19品質(zhì)和抗性都非常好，很快就在全省推廣開來，增長幅度也不斷提升，平均增幅達(dá)到了36%，在條銹病重災(zāi)區(qū)甚至達(dá)到70%～80%。一般的品種增幅達(dá)到5%就已經(jīng)很了不起了，川農(nóng)19在當(dāng)時堪稱奇跡。”任正隆說。

“品種培育出來了我們又開始擔(dān)憂，這個品種能抗病幾年？怎樣來解決持久抗性這一問題？”任正隆介紹，因為大部分的抗條銹病基因都是短性的，很難長期抗病。因此，發(fā)現(xiàn)適用于我國的抗條銹病育種的持久新抗源，不僅對我國小麥生產(chǎn)有重大的經(jīng)濟(jì)價值，同時也具有重要的學(xué)術(shù)意義。

“能不能篩選出一個抗病性持久的基因呢？”2002年，在導(dǎo)師任正隆的指導(dǎo)下，羅培高在川農(nóng)19中發(fā)掘出抗條銹病新基因，后被國際小麥新基因命名委員會命名為Yr41。“這是中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)的第一個獲得國際小麥新基因命名委員會認(rèn)可的抗條銹病新基因，為小麥可持續(xù)抗病育種提供了新抗源。”項目組負(fù)責(zé)人、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅培高說。

“該基因經(jīng)過18年的連續(xù)抗性鑒定和育成品種的大面積推廣應(yīng)用，保持了對條銹病多小種穩(wěn)定高抗，為條銹病廣譜持久抗性基因。”評價會上，評審專家組如此評價道。

結(jié)果 研發(fā)出抗病新品種

“由于迄今尚無任何一種方法能精準(zhǔn)預(yù)測抗病基因的壽命，因此，作物持久抗性基因的鑒定和發(fā)現(xiàn)是一個世界性的難題。”羅培高介紹，課題組提出并建立了發(fā)掘和利用抗性基因持久表達(dá)的育種方法，通俗的說就是培育帶有持久抗性基因Yr41的小麥“接力”品種，避免持久抗性基因隨著單一載體品種淘汰而消失。

通過“多樣性遺傳背景轉(zhuǎn)育法”，項目組先后培育了攜帶Yr41基因的川農(nóng)19、21、26、27、29、30、32，渝麥13、14等抗條銹病系列品種9個。如川農(nóng)26、川農(nóng)27就是川農(nóng)19和川農(nóng)21的“接力”品種，2010年后又培育出了更加高產(chǎn)抗病適應(yīng)性廣的川農(nóng)29、川農(nóng)30、川農(nóng)32。“這些品種都具有抗條、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、適應(yīng)性強(qiáng)等特性，其中，川農(nóng)19實現(xiàn)了抗病增產(chǎn)的突破，川農(nóng)27為四川省推廣面積最大的品種之一，川農(nóng)32為生產(chǎn)上面積迅速擴(kuò)大的矮桿抗倒廣適性品種。”羅培高說，從川農(nóng)19推廣至今，通過“接力”品種方式，Yr41基因已在小麥生產(chǎn)中表現(xiàn)了近20年的持久抗性，在世界上首次實現(xiàn)了單基因在同一地點的持久抗性。

“我們培育的品種在西南地區(qū)創(chuàng)造了兩個紀(jì)錄。第一是2003年川農(nóng)17在成都平原創(chuàng)造了平均畝產(chǎn)675公斤的高產(chǎn)紀(jì)錄，現(xiàn)在都沒有任何品種突破。第二是川農(nóng)27創(chuàng)造了130多畝連片畝產(chǎn)522公斤的高產(chǎn)紀(jì)錄。以前在四川沒有兩個連片田畝產(chǎn)都過千斤的，也沒有同一個田塊今年過千斤明年又過千斤的，但是我們實現(xiàn)了。”任正隆自豪地說。

目前，含有小麥持久抗性基因Yr41的材料或品種受到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，國際小麥玉米改良中心、華盛頓州立大學(xué)、中國科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位，也引進(jìn)該基因的載體材料作為抗性親本進(jìn)行育種或相關(guān)研究。“國內(nèi)其它單位根據(jù)應(yīng)用Yr41基因已經(jīng)衍生小麥新品種3個。”羅培高說，Yr41基因在黃淮、長江中下游作為親本資源廣泛利用，育成審定品種和參加區(qū)試品系共計67個，為我國小麥條銹病的持續(xù)控制和小麥產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供了重要科技支撐。

推廣 天府大地麥苗壯

當(dāng)日，陽光明媚，站在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)邛崍小麥科研基地，放眼望去，整片試驗田綠油油的，小麥隨風(fēng)搖曳，在陽光下閃出點點金光。

項目組成員譚飛泉告訴說，“雖然今年小麥條銹病比較偏重，但我們培育的川農(nóng)系列品種完全抵抗住了，種植戶大可放心。”

這一點在大邑、新津、邛崍、崇州的種植大戶身上得到了印證。“我今年種了5000多畝小麥，全都是川農(nóng)大研發(fā)的品種，現(xiàn)在長勢很好，收成很可觀。”大邑縣種糧大戶萬富旭高興地說道。他算了一筆賬，種一畝小麥，加上流轉(zhuǎn)土地、施肥、噴藥、人工等，成本大概是800元左右，如果小麥品質(zhì)好，一公斤能賣到2.4元，平均畝產(chǎn)能達(dá)到400公斤，加上每畝200元的補(bǔ)貼，一畝地能賺360元左右。

羅培高介紹，項目組通過“政府推動、企業(yè)帶動、專家指導(dǎo)、農(nóng)戶參與”四位一體的推廣模式，在邛崍、大邑、新津等地大面積推廣攜帶Yr41基因的小麥品種，占四川小麥面積的2/5?，F(xiàn)在，種植范圍逐漸擴(kuò)大，覆蓋四川、重慶、山西、甘肅、貴州、云南等省市。“從2002年開始，育成品種在長江上游麥區(qū)廣泛推廣應(yīng)用，累計推廣面積達(dá)6832萬畝，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。”

傳承 科學(xué)家精神接力

受新冠肺炎疫情影響，多個國家發(fā)布糧食出口禁令。公眾開始擔(dān)憂，糧食危機(jī)是否會殃及國內(nèi)，我們是否需要“囤糧”？任正隆表示：“有我們這些農(nóng)業(yè)科學(xué)家，中國人民大可放心，我們不可能沒飯吃。因為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)家創(chuàng)造的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中國人民的需求，中國人民永遠(yuǎn)會豐衣足食。”

“當(dāng)然這就需要有接力的農(nóng)業(yè)科學(xué)家，就像我們培育的‘接力’品種一樣，是年輕一代科研人員接過老一輩科研人員的‘接力棒’才取得的成果。”任正隆說，“小麥育種工作沒有終點，培育一個新品種需要10年，而培育一個育種人需要20年，品種要更新，科學(xué)家也要更新?lián)Q代，我們老一輩科學(xué)家一定要有寬廣的胸懷，培養(yǎng)出一批新的科學(xué)家來接力。只要有接力的年輕人，并且接得好，國家就永遠(yuǎn)興旺。”

后記：

當(dāng)前四川小麥產(chǎn)業(yè)面臨諸多難題，主要是缺乏競爭力，生產(chǎn)的小麥大多用作飼料生產(chǎn)和釀酒，真正成為商品口糧的小麥少之又少，加上四川面粉企業(yè)又通過外購小麥加工生產(chǎn)，當(dāng)?shù)匦←渻r值未能最大化。

專家認(rèn)為，品質(zhì)不高是四川小麥的一大短板，要走出當(dāng)前的困境，根本還是要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，瞄準(zhǔn)全省小麥口糧消費缺口，針對市場需要，培育優(yōu)質(zhì)小麥品種，種植適銷對路的專用品種，降低種植成本，做優(yōu)產(chǎn)品品質(zhì)。
 
好面從育種開始。讓消費者不僅吃好、吃飽，更要吃得健康、吃得營養(yǎng)。（川農(nóng)大 供稿）