築起我國糧食安全堅實防線

據農業農村部消息，今年國內小麥條銹病總體呈偏重發生態勢，目前9個省份的1300多萬畝麥田已發生小麥條銹病害，為近十年來最嚴重的一年。

小麥是我國最重要的糧食作物之一，而小麥條銹病是影響小麥生産的重大生物災害，常造成小麥嚴重減産。麥田銹跡斑斑，小麥條銹病如何防治？四川農業大學兩代科學家給出了答案。

“‘小麥條銹病持久抗性基因Yr41的發掘及利用’項目，為我國小麥條銹病的持續控制和小麥産業的穩定發展提供了重要科技支撐。”4月8日，由四川農業大學和山東省農科院共同完成的“小麥條銹病持久抗性基因Yr41的發掘及利用”科技成果評價會在邛崍舉行，評審專家組組長、中國工程院院士、西北農林科技大學教授康振生表示，“該項目成果系統性、創新性強，社會經濟效益巨大，整體達到國際領先水準。”

立項 解密世界難題

什麼是小麥條銹病？為什麼它的破壞力如此強大？“小麥條銹病被稱為小麥界的‘癌症’，只要發病，減産非常嚴重，輕則減産10%～30%，重則減産30%～50%，甚至顆粒無收。”項目牽頭人、四川農業大學植物遺傳和育種省級重點實驗室首任主任、原副校長任正隆教授説，我國是小麥條銹病的流行的重災區，其發病面積和成災頻率均居小麥病害之首，自20世紀50年代至今，我國曾發生4次大流行，共損失小麥126億公斤，其中1950年損失就達60億公斤，相當於1700萬人一年的口糧。

任正隆介紹，在四川省小麥栽培史上，曾因小麥品種繁6及其衍生係的持久抗條銹病特性，使條銹病在20世紀70～90年代初20多年裏沒有大發生，有效地保護了四川省小麥生産。但是，20世紀90年代初，由於條銹病毒性生理小種變異，繁6所含的抗性基因群和引進的Yr9、Yr17相繼地喪失了抗性，導致小麥條銹病大流行，造成了巨大損失。而四川的小麥發病最重，損失最大。

“四川小麥播種時間比北方要早，條銹病病菌孢子會隨風飄揚，一旦四川的小麥發病，病菌孢子就隨風飄到華北平原，導致全國的小麥發病。”任正隆説，“只有四川把小麥條銹病控制住了，全國小麥條銹病的發病率才會降低。”

“如何有效防控小麥條銹病，目前仍是世界性難題。”任正隆介紹，防治方法有兩個，一個是通過化學方法殺死小麥條銹病病菌，另一個就是種植攜帶有抗條銹病基因的小麥品種。因打藥成本高，對環境污染也大，不提倡使用。所以，培育抗病品種是最有效和最環保的防治措施。“項目組成立的目的就是培育抗病品種，力爭從源頭上防控。”任正隆如是説。

攻關 發現抗條銹病基因

“育種，經常是種下希望，收穫失望。”項目組成員張懷瓊説，世界上單個基因的抗性持續期都較短，使抗病育種的壓力非常巨大。以任正隆領銜的項目組第一代科研人員在國內外廣泛收集小麥育種材料，然後進行培育、鑒定。“1996年，我們發現其中一批材料中果然具有抗條銹病的能力，別提多高興了，感覺心臟都要跳出來了。”談到此，任正隆喜悅之情溢於言表。

有了這一發現，項目組通過雜交組合從中選出抗條銹病的優良品係R88，先後被四川省和國家審定為新品種川農19。“川農19品質和抗性都非常好，很快就在全省推廣開來，增長幅度也不斷提升，平均增幅達到了36%，在條銹病重災區甚至達到70%～80%。一般的品種增幅達到5%就已經很了不起了，川農19在當時堪稱奇跡。”任正隆説。

“品種培育出來了我們又開始擔憂，這個品種能抗病幾年？怎樣來解決持久抗性這一問題？”任正隆介紹，因為大部分的抗條銹病基因都是短性的，很難長期抗病。因此，發現適用於我國的抗條銹病育種的持久新抗源，不僅對我國小麥生産有重大的經濟價值，同時也具有重要的學術意義。

“能不能篩選出一個抗病性持久的基因呢？”2002年，在導師任正隆的指導下，羅培高在川農19中發掘出抗條銹病新基因，後被國際小麥新基因命名委員會命名為Yr41。“這是中國學者發現的第一個獲得國際小麥新基因命名委員會認可的抗條銹病新基因，為小麥可持續抗病育種提供了新抗源。”項目組負責人、四川農業大學教授羅培高説。

“該基因經過18年的連續抗性鑒定和育成品種的大面積推廣應用，保持了對條銹病多小種穩定高抗，為條銹病廣譜持久抗性基因。”評價會上，評審專家組如此評價道。

結果 研發出抗病新品種

“由於迄今尚無任何一種方法能精準預測抗病基因的壽命，因此，作物持久抗性基因的鑒定和發現是一個世界性的難題。”羅培高介紹，課題組提出並建立了發掘和利用抗性基因持久表達的育種方法，通俗的説就是培育帶有持久抗性基因Yr41的小麥“接力”品種，避免持久抗性基因隨著單一載體品種淘汰而消失。

通過“多樣性遺傳背景轉育法”，項目組先後培育了攜帶Yr41基因的川農19、21、26、27、29、30、32，渝麥13、14等抗條銹病系列品種9個。如川農26、川農27就是川農19和川農21的“接力”品種，2010年後又培育出了更加高産抗病適應性廣的川農29、川農30、川農32。“這些品種都具有抗條、高産、優質、抗逆、適應性強等特性，其中，川農19實現了抗病增産的突破，川農27為四川省推廣面積最大的品種之一，川農32為生産上面積迅速擴大的矮桿抗倒廣適性品種。”羅培高説，從川農19推廣至今，通過“接力”品種方式，Yr41基因已在小麥生産中表現了近20年的持久抗性，在世界上首次實現了單基因在同一地點的持久抗性。

“我們培育的品種在西南地區創造了兩個紀錄。第一是2003年川農17在成都平原創造了平均畝産675公斤的高産紀錄，現在都沒有任何品種突破。第二是川農27創造了130多畝連片畝産522公斤的高産紀錄。以前在四川沒有兩個連片田畝産都過千斤的，也沒有同一個田塊今年過千斤明年又過千斤的，但是我們實現了。”任正隆自豪地説。

目前，含有小麥持久抗性基因Yr41的材料或品種受到了國內外同行的廣泛關注，國際小麥玉米改良中心、華盛頓州立大學、中國科學院、中國農業科學院、山東省農業科學院、河南省農業科學院等單位，也引進該基因的載體材料作為抗性親本進行育種或相關研究。“國內其他單位根據應用Yr41基因已經衍生小麥新品種3個。”羅培高説，Yr41基因在黃淮、長江中下游作為親本資源廣泛利用，育成審定品種和參加區試品係共計67個，為我國小麥條銹病的持續控制和小麥産業的穩定發展提供了重要科技支撐。

推廣 天府大地麥苗壯

當日，陽光明媚，站在四川農業大學邛崍小麥科研基地，放眼望去，整片試驗田綠油油的，小麥隨風搖曳，在陽光下閃出點點金光。

項目組成員譚飛泉告訴説，“雖然今年小麥條銹病比較偏重，但我們培育的川農系列品種完全抵抗住了，種植戶大可放心。”

這一點在大邑、新津、邛崍、崇州的種植大戶身上得到了印證。“我今年種了5000多畝小麥，全都是川農大研發的品種，現在長勢很好，收成很可觀。”大邑縣種糧大戶萬富旭高興地説道。他算了一筆賬，種一畝小麥，加上流轉土地、施肥、噴藥、人工等，成本大概是800元左右，如果小麥品質好，一公斤能賣到2.4元，平均畝産能達到400公斤，加上每畝200元的補貼，一畝地能賺360元左右。

羅培高介紹，項目組通過“政府推動、企業帶動、專家指導、農戶參與”四位一體的推廣模式，在邛崍、大邑、新津等地大面積推廣攜帶Yr41基因的小麥品種，佔四川小麥麵積的2/5。現在，種植範圍逐漸擴大，覆蓋四川、重慶、山西、甘肅、貴州、雲南等省市。“從2002年開始，育成品種在長江上游麥區廣泛推廣應用，累計推廣面積達6832萬畝，創造了巨大的經濟效益。”

傳承 科學家精神接力

受新冠肺炎疫情影響，多個國家發佈糧食出口禁令。公眾開始擔憂，糧食危機是否會殃及國內，我們是否需要“囤糧”？任正隆表示：“有我們這些農業科學家，中國人民大可放心，我們不可能沒飯吃。因為中國農業科學家創造的農業生産力遠遠大於中國人民的需求，中國人民永遠會豐衣足食。”

“當然這就需要有接力的農業科學家，就像我們培育的‘接力’品種一樣，是年輕一代科研人員接過老一輩科研人員的‘接力棒’才取得的成果。”任正隆説，“小麥育種工作沒有終點，培育一個新品種需要10年，而培育一個育種人需要20年，品種要更新，科學家也要更新換代，我們老一輩科學家一定要有寬廣的胸懷，培養出一批新的科學家來接力。只要有接力的年輕人，並且接得好，國家就永遠興旺。”

後記：

當前四川小麥産業面臨諸多難題，主要是缺乏競爭力，生産的小麥大多用作飼料生産和釀酒，真正成為商品口糧的小麥少之又少，加上四川麵粉企業又通過外購小麥加工生産，當地小麥價值未能最大化。

專家認為，品質不高是四川小麥的一大短板，要走出當前的困境，根本還是要優化産業結構，瞄準全省小麥口糧消費缺口，針對市場需要，培育優質小麥品種，種植適銷對路的專用品種，降低種植成本，做優産品品質。
 
好面從育種開始。讓消費者不僅吃好、吃飽，更要吃得健康、吃得營養。（川農大 供稿）