去年12月,本报报道了为应对小麦“杀手”——秆锈病新变种Ug99,中国农业科学院和国际玉米小麦品种改良中心联合开展为期3年的合作研究。该报道使Ug99引起社会各方广泛关注。Ug99究竟是什么病害?我国的研究进展到了什么程度?记者日前采访了我国主持该项目研究的首席科学家、国际玉米小麦改良中心北京办事处主任、中国农业科学院作物科学研究所的何中虎研究员。
全球90%的小麦品种不能抵抗Ug99
何中虎研究员介绍,小麦锈病有条锈、叶锈和秆锈三种。秆锈病曾是小麦的主要病害,在上世纪30年代至60年代,肆虐北美、欧洲、澳大利亚等地,60年代之前也曾是我国东北春麦区的流行病害。该病可使小麦减产30%至50%,严重时可造成绝产。后来科学家们培育出一大批优良抗病品种,60年代以后,该病逐步降为小麦的次生病害。
“然而,1999年在乌干达出现的这种秆锈病新小种Ug99可能使以往所有研究成果化为乌有。”何中虎说。他解释道,当今世界90%的小麦品种不具有对Ug99的抗病性。据2006年在肯尼亚对来自17个国家和单位的4157份小麦品种进行鉴定,仅337份(占8.1%)表现抗病。其次,秆锈病主要传播体——夏孢子的传染性强、传播距离远。它个体很轻,不仅能通过植株就近扩散,还能借助风力高空远距离传播。Ug99正是借助风力从东非跨越红海登陆亚洲,目前已传入伊朗,严重威胁巴基斯坦、印度、我国等世界“粮仓”。
4种研究思路防范小麦危机
由于秆锈病菌对环境要求比较宽泛,何中虎说,有小麦栽培的地方均可能发生小麦秆锈病。具体到我国,一旦Ug99传入,云贵川等西南地区以及我国历史上秆锈病常发的长江中下游地区和东北地区,如江苏、湖北、黑龙江等,都有可能大面积发生。
危机当前,世界各国和组织协同作战。2005年9月,国际玉米小麦品种改良中心及国际干旱农业研究中心联合成立了国际锈病协作网,来自30多个国家的80多名科学家参加。目前全球最大的一笔研究资金来自美国比尔和梅琳达·盖茨基金会,该基金会投入2680多万美元资助此项研究,我国也参与了这一项目。
何中虎说,我国从国家领导人到农业部负责人都高度重视和支持Ug99的科研工作,来自各地农科院所的研究员30多人参与了此项研究。2007年底,中国农业科学院与国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)签订的为期3年的合作协议,由我国农业部和CIMMYT每年分别出资50万美元,共300万美元,用于培育抗Ug99病害、耐旱、耐热的小麦品种。更换品种是狙击小麦杀手最长久有效的办法。
何中虎介绍,研究目前在4个方面展开:从我国的小麦品种中检测、筛选出具有抗病性的品种;利用世界各国发现的抗Ug99品种的抗病基因做分子标记,开展育种工作;摸清我国秆锈病的发病历史及现状;对防治Ug99的农药使用开展研究。
检出11份抗原,远远不能满足生产需要
在何中虎的办公室里放着一个小小的邮寄箱,这是今年要寄往肯尼亚进行鉴定的一部分小麦品种。他介绍,在肯尼亚有一个十几公顷的田地,专门种植来自美国、印度、澳大利亚、中国等各国的小麦品种。一般每个品种需种子10克左右,种2行,每行约2米长,边上种植易感染Ug99的小麦品种,以鉴定对比品种是否具有抗病性。
在农业部引进国际先进农业科学技术计划(“948”项目)的支持下,我国2006年就将118份小麦品种送到肯尼亚鉴定,其中山东农科院育成的济麦20表现高抗,临麦6号表现中抗,其他116份皆为高感。2007年又送去200份,有9个品种表现较好,如靖麦8号、宁麦27、川农25等。今年,还要送去400份进行鉴定。“送去鉴定的都是我国的主推品种,以确保抗Ug99的品种在我国有可推广性。如济麦20有1000多万亩的种植面积,西科麦4号在四川省有100多万亩。”何中虎解释说。此外,国外筛选出的抗源也可立即为我所用,目前我国已引入337份国外抗原。
但他强调,整个研究仅仅刚刚开始,我国小麦种植面积广阔,11份抗原远远不能满足生产需要。在以后的研究中,将把我国主要品种、苗头品系及主要抗源约2000份送到肯尼亚鉴定,以明确现有品种的抗性水平。我国已加入国际锈病协作网,并要对国内秆锈病小种进行定期检测,而这些都需要经费支持。
“我们要防患于未然,也许一场大风或某个去过疫区的人就将Ug99带到了我们身边。”但何中虎也表示,“在国家重视、在全球协作资源共享的研究背景下,我们也对应对Ug99充满了信心。”
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小麦秆锈病菌是严格的专性寄生菌(寄生物一旦离开宿主生物就不能继续生存),只有在活的寄主植物上才能生存,同时具有明显的寄生转化性,即病菌种内存在众多的致病性小种,一个特定的致病性小种只能危害小麦的某些品种,对另外一些品种则不会造成危害。
Ug99:1999年在乌干达发现的这种小麦秆锈病新型致病性小种,以发现地乌干达(Uganda)英文名称前两个字母附加出现年份通称为Ug99。
我国目前发现的抗Ug99的品种为:济麦20、临麦6号、云选11-12、靖麦8号、宁麦27、宁春18、西科麦3号、西科麦4号、川农25、成电麦1号、内2836。