二十余载坚守，麦田守望者持续攻关“小麦赤霉病”难题

南京农业大学应用植物基因组团队师生在温室察看小麦实验材料。 学校供图

南京日报/紫金山新闻记者姜静何洁

通讯员王璐

“因为难以治愈，目前还没有好的办法应对病害，而且一旦染病，对品质、产量都有极大影响，所以我们称赤霉病为小麦中的‘癌症’。”在南京农业大学有这样一支科研团队，他们二十余载持续攻关“小麦赤霉病”这一世界难题，无数个日夜的坚守，只为将实验室里的科研数据，转化为田间地头的丰收答卷。

团队负责人、南京农业大学应用植物基因组马正强教授于1998年从美国康奈尔大学遗传育种学博士毕业回国后，就进入南京农业大学工作，将赤霉病抗性研究作为主攻方向。

在南农卫岗校区的人工气候室里，100多盆小麦材料，大多携带已经克隆的小麦抗赤霉病基因Fhb1。这里汇集了我国五大小麦主产区的主栽品种，因为生态区不同，需要低温处理的时间不同，发育阶段也不同，所以需要对每一盆材料悉心照顾。“我们的实验材料各不相同。材料大，蒸腾得越快，需要水分就越多；材料小，需要水分就少。我们要根据材料的实际需要，给它精准确定用水量，才能保证材料在合适的水分供应下正常生长。”团队成员贾海燕教授说。

贾海燕为照料小麦实验材料，已连续多年假期缺席与亲人的团聚。留守实验室的她，每天带领研究生们浇水、施肥、除草，仔细记录每株小麦的生长情况。为何假期要坚守在人工气候室？“光照、温度可以通过人工智能来调控。但是水还不能通过人工智能远程去浇。”贾海燕介绍，照料实验材料是一个“精细活”。

课题组研究生侯朵朵，今年寒假也没有回家。人工气候室里，有一盆小麦是她历经三个多月杂交培育出来的珍贵材料，从抗病基因移植到种苗培养，侯朵朵不想错过每一个环节。

“我们的研究，紧密关系着农业生产和粮食安全。我的父母也是农民，他们知道粮食对国家发展的重要性，也理解从事这份研究工作的辛苦和漫长。”侯朵朵说。

经过20多年的科研长跑，马正强团队克隆了小麦中目前已知的最重要的抗赤霉病基因Fhb1。该基因具有最强的抗扩展效应，还可降低籽粒中真菌毒素的积累。

“这个抗病基因来自我们江苏的一个地方品种‘望水白’。”马正强介绍，“我们把这个基因克隆出来后，通过分子育种，成功育成了高抗赤霉病的材料。现在我们很多育种家、育种单位，就能利用我们这个材料作为亲本，来育成新的抗赤霉病的品种。”

“小麦赤霉病抗性的提高，是一个世界性难题。团队通过多年的研究，挖掘出了控制赤霉病抗性关键的基因。”贾海燕说，为了把这个基因尽快用到生产当中去，他们采用了在温室加代繁育的方法，一年三代。如果采用传统的大田种植，从找到这个基因到把它应用到育种当中，需要8到10年时间。而通过人工气候室，让它365天不停生长，这样就可以在2到3年内将好的基因导入到品种当中，从而加快生产推广。“我们正致力于将实验室成果转化为实际生产力。通过构建高效育种技术体系，创制抗赤霉病新种质，培育高产抗赤霉病新品种，努力让科研成果在广袤的田野上生根发芽。”

目前，团队采用分子育种策略，将包括Fhb1在内的多个抗赤霉病基因，导入来自江苏、山东、河南、四川等小麦主产区的中感或高感赤霉病小麦品种中。这些基因的应用，能使小麦抗赤霉病扩展的能力提高76%以上，在玉米等其他作物中，也可能提高其抗镰刀菌病害的能力。