
开门红!《光明日报》整版!
时间: 2025-02-19 02:34:36 | 作者: 方便食品系列
一支团队,数十载岁月不辍,俯身研究,接续奋斗,把论文写在西部大地上,助力中国人端牢自己的饭碗。这支团队,就是西北农林科技大学植物免疫研究团队。
“西部这片广袤的土地,为我们赓续农业科研提供了广阔的舞台。”团队带头人、中国工程院院士康振生说。蹁跹在这舞台上,他们成就斐然,团队人才辈出!
八百里秦川大地还氤氲着春节的腊香,康振生却坐不住了。他深知,蛰伏的小麦条锈病菌随时会在春风中苏醒,在麦叶下潜滋暗长,肆卷田垄。
团队的安排很快就定了下来。王晓杰着手汇总鄂豫陕三省小麦田间调查情况;胡小平、王保通等人准备好,赴川云贵三省进行麦田病害调查;而康振生将在两周后带队到陕西宝鸡等地调查。
小麦条锈病,被称为“小麦癌症”,是世界小麦生产的主要公敌之一,通常使小麦减产10%到30%,严重时甚至会导致小麦绝产。新中国成立后,数次遭遇了全国范围内的小麦条锈病大流行,小麦减产严重。
“这是当时宝鸡地区小麦条锈病严重时的真实情况。”给记者翻看起2021年3月16日的一组照片,胡小平、王保通,两位西北农林科技大学植物保护学院教授仍痛心不已。
照片上,麦叶长满了黄色的小疙瘩。王保通说:“条锈菌孢子堆耀武扬威似地盘踞在苗株顶端的叶片上,轻轻一摇,孢粉散落一片,我们从麦田出来,鞋子与裤腿都染成了黄颜色。”
条锈病是小麦生长的头号“敌人”,农民谈之色变。立志制服它,小组成员一刻不敢停,一代代接着干。
“为了找到小麦条锈病的‘老巢’,我的老师几乎踏遍甘肃陇南、陇东和陕西关中所有乡镇的麦田,鞋磨破了,脚走肿了,步伐未曾停下来。”康振生口中的老师,是团队第一代带头人——中国工程院院士李振岐。
“这哪里是麦田,分明是战场,老师一辈子都跟小麦条锈病较量。”康振生回忆,20世纪70年代末,老师将学校大门口东南处的防空窑洞改建为低温实验室,在这样的环境中“排兵布阵”,以更长时间研究小麦条锈病害。
李振岐发现,我国东部小麦条锈病的发病菌源每年都是从西部吹过去的。甘肃、青海、宁夏、陕西、四川交界的大区域内,形成了一个条锈病菌藏身越夏的“越夏易变区”,由此,他在国内率先揭示了小麦条锈病的越夏越冬和流行传播规律。
2000年,康振生接过了李振岐的担子。他注意到,曾经的小麦抗病品种不再抗病。为什么?康振生下决心搞明白。
“小檗是小麦条锈病菌肆虐的‘帮凶’。”团队青年成员汤春蕾捡起地里的一截小檗对记者说,这个结论,是团队研究十余年的成果。
小檗是一种落叶灌木,枝干上带有小针刺,在我国南北均有分布。麦农很纳闷,这种漫山遍野在沟沟坎坎边生长的灌木,和小麦风马牛不相及,怎么就成了“帮凶”?
2010年,有美国学者发现小檗上出现条锈病,但认为小檗在小麦条锈病菌的有性生殖与病害流行中不起作用。康振生敏锐地察觉到,小檗可能助长小麦条锈病菌的传播。为了验证自己的判断,他带着团队走进大山,如海里捞针般寻觅小檗植株。
回忆起那段时日,西北农林科技大学植物保护学院教授赵杰不住摆手,“我们基本上没有周末,一有节假日就去山区调研,驴车上不去的地方,我们就徒步攀爬”。
通过数千份样本采集、上万次实验研究,团队找到了自然条件下的小麦条锈病菌在小檗上“安营扎寨”甚至“传宗接代”的证据,并最终获得了重大发现:有性生殖是我国条锈菌致病性变异的主要途径,小麦条锈病菌正是在广泛分布于西北山区的野生小檗上“生儿育女”,才使得新一代病菌成为小麦品种的“杀手”。这一发现不仅改写了全国统编教材《农业植物病理学》的相关联的内容,还登上了国际顶级期刊《植物病理学年评》。
“铲除麦田边10米范围的小檗,把小檗周围的麦垛用塑料布遮盖起来,对相距麦田较远的小檗喷施化学杀线月,赵杰都会带上小组成员,依次在四川、陕西、甘肃、青海、西藏等地向群众示范推广“铲、遮、喷”小檗治理新技术。2023年,这项技术成为中国农业主推技术之一。
西北农林科技大学北校区外,一片试验田里,青青麦苗随风摇曳,绿波荡漾。一个个标识牌,讲述着它们的“前世今生”。
“这些小麦可不一般呢!”指着一簇簇麦苗,作物抗逆与高效生产全国重点实验室主任王晓杰卖起了关子。
“它们都能抗条锈病,因为被剪去了一个特殊的基因片段。”王晓杰回答,这个基因叫TaPsIPK1(编码胞质类受体蛋白激酶)。
“病原菌经常变异,想从根本上阻断变异,就要在基因上做文章。”王晓杰告诉记者。
“做条锈菌侵染小麦的基因表达实验时,我意外发现了一个陌生的基因片段。它是干什么的?”王晓杰回忆说,坐在实验桌前,自己瞬间满脑子困惑,“这一幕情景永远定格在我的研究生涯里”。遗憾的是,受困于当时的研究条件,他未能解开这个谜团。
成功垂青于执着的人。11年之后,王晓杰带着自己的首个博士研究生王宁,再启解谜之路。师生二人一起设计实验方案、研究实验可行性、推敲每个实验环节……
“像当年康老师带队在山野寻找感病小檗一样,我们在实验室里进行着艰难的研究追踪。”王宁说,小麦有十几万个基因,追踪工作如大海捞针,“我捞到博士都毕业了,依然还没有眉目,在博士后期间又继续捞”。
“TaPsIPK1是一个最容易‘叛变’的感病基因,是小麦感染条锈病菌的真凶!”王晓杰的欣喜溢于言表,条锈病菌进入小麦分泌毒性蛋白,正是TaPsIPK1被毒性蛋白操纵,最终使小麦感染病害。
2022年,这项成果在线刊发于国际顶级期刊《细胞》,犹如小麦条锈病研究领域的一声春雷。它预示着:利用基因编辑技术精准敲除TaPsIPK1,让来势汹汹的毒性蛋白失去“内应”,一条对抗小麦条锈病的生物育种新途径,由此展现在世人面前。
此后试验表明,基因编辑后的小麦品种,条锈病从容易感染变为中抗或高抗,且保持着原品种主要农艺性状。
多年来,团队坚守中国西北地区,回答了我国小麦条锈病致病菌从哪里来、如何致病、如何防控等一系列问题,创立的“中国小麦条锈病菌源基地综合治理技术体系”,在我国12个省区市应用,使条锈病发生面积减少了50%,每年挽回粮食损失20多亿公斤。
“搞农业的,扎根泥土,才能根深叶茂!心怀‘国之大者’,服务国家需求,是我们不断取得进步的最终的原因。”康振生说,团队将继续和小麦条锈病“斗法”,为保障国家粮食安全作贡献。
陇东高原的风中,年过六旬的学者带着弟子们在麦浪中追寻答案——这样的场景与那“知农爱农”的种子一起,深深留在了学子心田。
“实验室里的数据再漂亮,若不能解决田间地头的难题,就是纸上谈兵。”2010年深冬,康振生带领团队深入甘肃山区调研小麦秋苗。车辆被大雪困在山巅,大家俯身掬沙铺路,助其前行;标本被积雪掩埋,师生蹲地刨雪寻叶。
“‘把论文写在大地上’,是如此亲切可感。”学生们在日记中写道,“裤脚但沾泥土,指尖便长留麦苗的清香。”
“农业院校教师一生要站好两个讲台,一是教书育人的讲台,一是田间地头的讲台。常常自问初心何在,人生之路就会走稳走远。”康振生创立“田间课堂”,让本科生一年级便走进麦田,观察病害循环;要求研究生每年至少三个月扎根农村,与农民同吃同住同下田。
远赴云贵调研,师生们翻山越岭,以驴车马车代步,在颠簸中记录病害数据。“康老师年过半百,仍冲锋在前,我们年轻人怎能轻言疲惫?”西北农林科技大学植物保护学院副研究员王建锋说。这种脚踩泥土、眼望星辰的实践淬炼,让一批批学子褪去书生气,成长为既懂理论、更通实务的农业科研工作者。
王晓杰也是这样成长起来的。他是康振生从德国做访问学者归来后,招收的第一批硕士生。那时,分子生物学在农业领域的应用研究前景广阔,却耗资巨大。一盒只能做四五次实验的试剂贵达3万元,任何一步出错,整个实验就得报废。“别害怕,放心大胆地做!该花多少钱,哪怕10万元、20万元,咱们也要把研究做完!”康振生坚定鼓励着王晓杰。
教书育人的讲台同样精彩。康振生的课堂往往座无虚席,他摒弃照本宣科,将800余幅自摄的真菌超微结构图制成动画,让微观世界跃然屏上;他邀请国际专家云端授课,把全球最前沿的分子植物病理学动态引入课堂。汤春蕾记忆犹新:“康老师的‘学科导论’课像打开一扇窗,让我们看见植物保护连着粮食安全、生物安全的宏大图景。”
康振生创立的“五联驱动”教学模式,将思政教育、科研实践、国际访学等熔铸一炉,构建起“三有三强”人才教育培训体系。他主编的《植物病理学原理》被奉为经典,而比教材更珍贵的,还是那句“农业院校教师一生要站好两个讲台”。
康振生与学生们围坐讨论的身影,成为西农校园温暖的风景。团队定期与研究生座谈,将国际期刊的最新动态转化为研究思路;春节科研楼前的停车场上,总有康振生那辆沾满尘土的车。西北农林科技大学植物保护学院教授冯浩感慨:“康老师为我们解知惑、传行道。得益于此,团队中涌现出很多优秀人才,更有一批学子主动奔赴偏远地区,将病害防控技术播撒在乡村振兴一线。”这样的传承,让团队蜚声业界。
在团队心中,最丰硕的成果不是荣誉证书上的烫金文字,而是能让接力者“站在更高的起点上”;是西北大地上,一代代青年学者走进实验室、走进田野时,眼中闪烁着与他们当年一样炽热的光。
“找到了!找到了!”所有人都激动万分。历经18年,我们终于找到了小麦中协助条锈病感染的根源,那一刻,所有的辛苦付出都值了!
通过“剪除”小麦中的基因片段,使小麦不易受条锈病菌的侵染,开辟了小麦抗病育种的新思路和新途径,2022年这一研究成果在线刊发于国际顶级期刊《细胞》。国际学者称我们为“杨凌Group”,并称“这支中国团队推动了植物免疫学领域的全球发展!”
“窑洞里冬暖夏凉,不就是个恒温箱吗?”1978年,李振岐院士把西北农林科技大学五台山脚下的窑洞改建为低温实验室,挂上“植物免疫实验室”的牌子,不仅省去建人工气候箱的巨大投资,还将研究时间从每年5个月延长到9个月。1982年初,康振生院士第一次被导师李振岐带进这个窑洞实验室,从此这里成为他了解小麦条锈病、研发小麦条锈病防控关键技术的根据地。2001年,王晓杰成为康振生招收的第一批硕士生,2004年他读博士时偶然发现一个在小麦中从未见过的基因片段,但始终未能破解。
11年后,我成为王晓杰老师的学生,他第一时间把那段神秘的基因作为礼物送给我。经过漫长的努力,我们终于揭开了“小麦癌症”的秘密。“只要是你着迷的事情,怎么会觉得苦?当你在成千上万个基因里面找到关键的那个,你就会忍不住要感叹大自然的神奇!”小组成员的话说出了我们的心声。
时代各有不同,师道一脉相承。李振岐、康振生、王晓杰三位老师就像一面旗帜、一座高山、一座灯塔,始终给后浪传递温暖与力量,照亮大家前行的道路。如今,在风景如画的西部小镇杨凌,团队深入研究小麦条锈病这一影响粮食产量的重大病害,使处于我国小麦条锈病东西部菌源交流“桥梁”地带的陕西省防控效果达95%,每年为国家挽回20多亿公斤的损失。
前沿的科研成果,不单单是学术的辉煌,更是田间地头、百姓生活的福音。未来,无论春夏秋冬,无论酷暑严寒,我将继续义无反顾地为小麦“诊断治病”,让风吹麦浪农家忙成为最美的画面。
农林人才是加快农业强国建设步伐的基础性、战略性支撑力量。立足新发展阶段,创新农林人才培养实践路径,提高农林人才自主培养水平,已成为教育革新和农业发展的关键任务之一。抓住高等农林教育改革关键要素,不断强化科教融汇,推进产教融合,深化综合改革,系统提升建设水平,是培养高素质农林人才的有效实践路径。
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推进学科专业交叉融合。持续推动学科专业一体化建设,将专业建设与学科建设、教学工作与科研工作统筹推进,以高水平的学科建设支撑专业建设。围绕农林高校学科使命,推进学科专业优化调整,引导专业突破传统学科界限,实现农工、农理、农医、农文等深度交叉融合。强化数字赋能,推动“人工智能+”多学科交叉融合,实现培养体系重塑,满足农林人才教育培训新需求。
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