为粮食稳产提供有力保障（开卷知新）(2)

　　既然小麦条锈菌在实验室内证实可以进行有性生殖，那么在田间，野生感病小檗会不会传播病原菌到小麦上引发病害？若可以，那么侵染小檗的菌源来自哪里？通过对野生小檗和菌源进行处理，能不能减少条锈菌新小种的产生？带着一连串的科学问题，经过10余年广泛的田间调查和大量的系统研究，我们发现在我国西北越夏易变区等条锈病流行区，广泛分布着不同种类的小檗，而且春季小檗受锈菌侵染的现象是很常见的。通过研究不同年份和地区的多种野生小檗上的锈菌，我们在世界上率先且唯一地获得了自然条件下，小麦条锈菌侵染野生感病小檗完成有性生殖阶段的直接证据，这个阶段不仅春季在西北越夏易变区发生，而且秋季在西南流行区（如西藏）也会发生。这个重大发现，在小麦条锈病的研究中具有里程碑意义。

　　更重要的是，我们发现在春季，西北越夏易变区野生感病小檗受侵染生成病原菌锈孢子后，释放锈孢子，随风可以传播到麦田，在适宜的温、湿度条件下萌发、侵染小麦，引发条锈病。这样，条锈菌变异新小种的锈孢子就在小麦上“落地生根”了，并且通过不断繁殖扩大其覆盖范围。

　　自然条件下，小麦条锈菌能够侵染小檗完成有性生殖循环，表明有存活的孢子（冬孢子）来源，然而小麦收获后（冬孢子残存在受侵小麦组织内），要经历炎热的夏天、多雨的秋天、寒冷的冬天，至翌年春天，具有活力的冬孢子源仍然传播到小檗上，萌发产生担孢子侵染小檗。那么冬孢子是在哪里存活的呢？带着刨根问底的执着精神，我们研究发现冬孢子有三个来源，其一是田间小麦只要受小麦条锈菌侵染，便可产生冬孢子；其二是堆积的麦垛内小麦病残体上的冬孢子；其三是禾本科杂草寄主秋天产生并越冬存活的冬孢子。这一研究结果填补了我国小麦条锈病病害循环的研究空白，改写了原有教科书的内容，对制定新策略防控小麦条锈病具有非常重要的指导意义。

　　从源头减少小麦条锈菌新小种产生，努力实现可持续绿色防控

　　证实了小麦条锈菌新小种的主要来源，那么，通过处理小檗能不能降低小麦条锈菌有性生殖产生新小种的概率呢？带着这些猜想，我们团队经过田间试验证实，通过给发病的野生小檗喷施杀菌剂，邻近麦田的小麦条锈菌新小种的类型、比例明显减少。据此，推广应用这个措施，会降低小麦品种抗病性过快丧失的风险，从而相应地延长抗病小麦品种的使用年限，同时也会减少麦田杀菌剂的使用量，保护生态环境安全。此外，在春季野生小檗生长新叶前，及时处理小檗附近的麦垛，清理带菌的枯死杂草，减少随风传播到小檗上的冬孢子，可以有效干扰小麦条锈菌在小檗上的有性生殖。这些都是降低小麦条锈菌新小种产生概率的有效措施，也是小麦条锈病源头防控的重要环节。

　　目前，使用杀菌剂是防治小麦条锈病常用的化学手段，但利用抗病小麦品种进行防控，仍然是科学界推崇的。2022年，国际学术期刊《细胞》报道了我们团队最新的研究成果：发现了小麦中协助小麦条锈菌侵染的“真凶”——感病基因，并通过基因编辑技术将其敲除，使得小麦不被条锈菌侵染。这项研究成果开辟了抗病小麦育种的新思路和新途径，为实现经济、高效、绿色防控条锈病提供了新方法。

　　根据这些研究成果，我们团队制定了“减、压、阻”为指导策略的新的小麦条锈病综合防控技术体系。通过在不同小麦条锈病流行区合理布局种植抗病小麦品种、杀菌剂辅助防治、越夏寄主和感病小檗处理、禾本科杂草寄主处理，以及冬孢子菌源清除等措施，降低西北越夏易变区、菌源基地等新小种的产生速率，压低菌源量，阻截病原菌从源头向东部主产麦区的传播。此项技术体系已被我国农业技术推广中心采纳并在病害主要流行区进行推广示范应用。未来，我们将围绕小麦条锈病继续开展相关研究，为我国小麦条锈病的可持续绿色防控和小麦生产安全贡献力量。

　　（作者为中国工程院院士、西北农林科技大学教授，西北农林科技大学赵杰整理）

　　推荐读物

　　《普通植物病理学》：康振生、孙广宇主编；中国农业出版社出版。

　　《小麦高效种植及病虫害防治技术》：张怡著；科学技术文献出版社出版。

　　《草木撷英》：王鑫著；江苏凤凰科学技术出版社出版。

　　《 人民日报 》（ 2024年06月28日 20 版）

(责编：赵欣悦、袁勃)