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        與線蟲“死磕” 為現代農業護航
        ——探訪陜西省植物線蟲學重點實驗室

        發表日期:2022-03-01來源:陜西日報放大 縮小
          
          科研人員在為觀察線蟲做準備工作。陜西日報 張梅 文/圖
          
          科研人員在整理從試驗田采集來的土壤樣本。陜西日報 張梅 文/圖
         
          植物線蟲是導致植物病害的四大病原之一,危害幾乎所有的糧食和經濟作物。它們種類繁多、寄主廣泛、防治困難,每年會對陜西的糧食、蔬菜、水果、中藥材等農業支柱產業造成嚴重損失。

          2020年,陜西成立國內首個以單個病原物為研究對象并建在田間地頭的省級重點實驗室——陜西省植物線蟲學重點實驗室。他們的研究如何服務我省農業產業發展,取得了哪些進展?日前,記者探訪了陜西省植物線蟲學重點實驗室。

          搞科研就得啃下“硬骨頭”

          陜西省生物農業研究所原所長陳志杰,已經帶領團隊從事根結線蟲研究20多年。

          根結線蟲是一類植物寄生性線蟲,會導致作物形成根部“腫瘤”。2000年,陳志杰研究團隊首次在關中地區發現根結線蟲危害設施蔬菜。在此之前,人們普遍認為線蟲在北方不能越冬,但令所有人都沒想到的是,這些線蟲不僅很快適應了低溫的環境,在自然條件下成功越冬,還從大棚擴散到了大田。

          2003年4月底的一天,渭南市蒲城縣幾位年輕人找到陳志杰求助。原來,他們合伙承包了100座大棚種植甜瓜。不管他們再怎么小心翼翼地精心伺候,這些甜瓜苗總是中午打蔫、晚上恢復,不見長勢。陳志杰查看后,發現正是根結線蟲在作祟。陳志杰團隊的研究人員反復研判,卻仍然束手無策。

          “那幾位年輕人癱坐在地上的樣子,深深刺痛了我。我們搞科研,就是為了解決生產中實實在在的問題,再難也得‘死磕’下去!”陳志杰說。也是從那時起,陳志杰團隊下定決心要啃下防治根結線蟲這個“硬骨頭”。

          線蟲的研究和防治是世界難題。

          線蟲屬線蟲動物門,已知的數量有50多萬種,其種類、數量僅次于昆蟲。它們或寄生于動植物,或自由生活于土壤、淡水和海水環境中。僅植物線蟲中的根結線蟲就有90多種,還有很多危害植物生長的線蟲種類尚未被確定和命名。

          蟲害和病害是危及作物生長的兩大害。與普通蟲害不同的是,線蟲幾乎肉眼不可見,它們往往導致作物打蔫、發黃,在癥狀上與病害很難區分。同時,不同種類線蟲對相同作物、同種類線蟲對不同種類作物所造成的危害癥狀均不同。這也是對線蟲研究少、防治難的一個重要原因。

          “線蟲生命力強、繁殖快。一條單體線蟲可以產100只到200只卵囊,一只卵囊有二三百個卵,平均二三十天就可以繁殖一代。線蟲一旦到一個地方‘定居’,想要根除會特別難?!?陳志杰介紹,“線蟲自身難以移動是它們的一大特點。因此,線蟲的防治應該以預防為主,盡量減少人為因素帶來的傳播?!?/font>

          20多年來,陳志杰團隊找到了設施條件下不用化學農藥防治該類病蟲害的方法,并初步建立了針對日光溫室根結線蟲的有效防控體系。

          把實驗室建在田間地頭

          然而,現有的研究成果和技術手段還遠遠不夠。

          隨著氣候變暖,線蟲對作物的危害越來越嚴重。據不完全統計,在全世界范圍內,線蟲每年造成經濟作物的損失在1500億元以上,造成糧食減產12%以上。同時,線蟲病害的發生面積還在不斷擴大。

          有專家指出,植物線蟲病害未來將會成為中國農業的第一大病害。隨著農業產業結構調整,設施蔬菜、特色水果、道地中藥材等成為帶動我省農業增效、農民增收、鄉村振興的重要產業,植物有害線蟲因其種類繁多、寄主廣泛、發病隱蔽、防治困難等特征,也已成為制約陜西省乃至我國農業進一步發展的重要病原物。

          “我們對線蟲的認識和研究還遠遠不夠,迫切需要從基礎理論研究著手,全面認識它們的特性、機理,然后從農業生產的現實出發,構建科學的防控體系?!标愔窘苷f。

          在科學研究中,植物線蟲是名副其實的“冷門”。與國內其他省份相比,陜西線蟲研究基礎也較為薄弱。著眼制約現代農業發展中的植物線蟲病害這一重要瓶頸問題,2020年10月30日,陜西省植物線蟲學重點實驗室在渭南市大荔縣馮村鎮的現代農業園區揭牌成立。

          “陜西省植物線蟲學重點實驗室將圍繞線蟲生物學與適應性、線蟲與植物互作機理、線蟲防控關鍵技術等方向展開深入研究,為防控植物線蟲病害發生進行理論指導,并提出相應防治技術策略?!标兾魇≈参锞€蟲學重點實驗室副主任李英梅說,“我們希望能通過幾年甚至幾十年的努力,提升植物線蟲研究和防治水平,并帶動相關高校、科研院所及企業建成陜西省植物有害線蟲研究領域的產學研科技成果高效轉化與合作平臺,為‘一帶一路’農產品貿易安全提供技術支持?!?/font>

          “國內首個以單個病原物為研究對象并建在田間地頭的省級重點實驗室”,正體現了該重點實驗室“面向學科前沿、立足實際需求”的顯著特色。面向學科前沿,該重點實驗室在組建時就成立了以中國工程院院士、植物病理學專家康振生為主任的學術委員會。學術委員會成員涵蓋了植物病理學、線蟲分類、植物保護、微生物、有害生物防控等領域的專家。該重點實驗室還專門聘請中國農業科學院植物保護研究所彭德良研究員擔任主任。20世紀80年代至今,彭德良一直從事植物線蟲病害研究,在基礎研究和線蟲病害防控中均取得了顯著的成就。

          同時,該重點實驗室擁有幾十畝面積的試驗地,是很多高校院所不具備的,為病蟲害的發生規律研究提供了非常好的條件?!笆聦嵣?,大荔的基地只是我們科研場所的一部分。立足實際需求,充分了解區域線蟲分布、發生種類,解決農業生產問題,是我們的使命擔當。整個陜西省的田間地頭都是我們的試驗田!”李英梅介紹,該重點實驗室30多名成員,平均每年待在田間地頭的時間超過半年以上,足跡遍布三秦大地。

          從源頭尋找解決方案

          作為省級重點實驗室,陜西省植物線蟲學重點實驗室的重要使命是解決制約產業發展的共性問題,為陜西現代農業發展保駕護航。

          摸清“家底”是第一步。在前期研究的基礎上,該重點實驗室團隊實地開展細致調查,初步掌握了線蟲對獼猴桃和中藥材的危害情況,并制訂了相應的系統化防治措施。

          獼猴桃產業是陜西繼蘋果產業之后又一個獨具特色和國際市場競爭優勢的水果產業,也是陜西省“3+X”工程中特色產業的重要組成部分。經過多年的連續監測,陜西省生物農業研究所科研團隊發現,根結線蟲已經成為近10年對獼猴桃危害日益嚴重的土傳病害。加之獼猴桃“東擴南移”計劃的實施,帶蟲苗木的遠距離調運日益頻繁,根結線蟲隨著苗木擴散到了各個種植區?,F在,根結線蟲的危害已經成為獼猴桃產業發展急待解決的難題。

          秦嶺南麓是我國西北地區中藥材最佳適生區和理想的藥源基地,也是我國重要的中藥材種植區。隨著中藥材種植規模不斷擴大和種植年限的延長,病蟲害已經成為嚴重影響藥用植物產量和品質、制約產業發展的重要問題?!?021年,我們調查了商洛市、漢中市、安康市等中藥材種植區病害發生情況。在實際生產中,大家對病害種類識別存在盲目性,不能清楚區分根腐病與根結線蟲。經過調查鑒定,我們發現這些病害都是根結線蟲導致,且以多年生中藥材表現最為嚴重?!标愔窘芙榻B。

          蔬菜、馬鈴薯、甘薯……團隊成員還在繼續調研、鑒定,尋找解決方案。

          “我們的首要任務就是摸清陜西植物有害線蟲種類、分布區域、危害程度、寄主范圍、傳播途徑、生長發育及繁育過程等基本生物學特征,建立陜西省植物有害線蟲數據庫,為制訂防治策略和方案奠定基礎?!崩钣⒚方榻B。

          “通過調查研究,我們掌握了大量數據。我們希望能在實驗室分離出抗病基因,與種業企業合作,繁育出抗病毒的種苗,從源頭上對根結線蟲進行防治?!崩钣⒚氛f。

          “線蟲是生物界的一大類,目前還存在很多懸而未解的科學問題。作為省級重點實驗室,陜西省植物線蟲學重點實驗室將針對這一領域的世界前沿問題,進行深入研究,最終為現代農業可持續發展、鄉村振興提供科技支撐?!笨嫡裆硎?。(陜西日報 張梅)

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