小麦赤霉病俗称“烂麦头”,堪称小麦“癌症”,影响着我国两亿亩土地的产出。近年来,赤霉病从我国小麦主产区黄淮海南部地区向山东、河北等地扩张。安徽新世纪农业科学研究院院长徐四有近日在接受《中国科学报》采访时说:“这几年,安徽省每年有4000万亩左右的小麦感染小麦赤霉病。有一年,我们的种粮大户种了100多亩地,赶上赤霉病大暴发,牲口吃了染病的小麦发烧。”
该研究院连续多年研究抗赤霉病育种,也试种过一些潜在的抗赤霉病品种,但结果一直不理想,要么材料抗性不佳,要么材料有了抗性却丢失了产能和抗寒优势。
为了抵御这一小麦“癌症”,近几年,徐四有和中国科学院遗传与发育研究所(以下简称遗传发育所)研究员韩方普合作,在安徽、山东、河南、江苏等小麦赤霉病发病区,将韩方普团队培育的“中科166”等系列抗赤霉病品种进行了布点,发现其抗病能力十分突出,且具有高产、抗寒、抗倒伏等稳定特性。
走上小麦抗赤霉病育种这条路,韩方普坦言,与国家最高科学技术奖得主李振声先生有关。2009年,韩方普回国加入遗传发育所前,先后在以色列魏茨曼科学研究所、加拿大农业部从事小麦多倍体基因组进化研究以及小麦抗赤霉病分子标记和种质创新研究,并在美国密苏里大学从事玉米功能基因组及植物人工染色体研究。回国后,在他选择未来主要研究方向时,曾担任遗传发育所所长的李振声找到了他。
感染小麦赤霉病的病穗会产生粉红色霉状物,引起苗枯、茎基腐、秆腐、穗腐,其中危害最严重的穗腐会造成整穗或部分小穗腐烂。赤霉病不仅会影响产量,其病菌还会在染病的籽粒上分泌毒素,引起食用者呕吐、腹痛、头昏,甚至会致癌,使小麦失去食用价值。
通过将长穗偃麦草与小麦杂交,从中选育优质种质资源进行分子育种,近年来,韩方普团队已育成抗赤霉病小麦新品种“中科166”等系列抗赤霉病小麦新种质资源。过去几年,研究团队在安徽阜阳、江苏宿迁以及河北邢台、赵县等地进行的试验表明,在发病较轻区域,“中科166”可以在不打药的情况下抵抗赤霉病侵染。
目前,“中科166”作为抗赤霉病材料已于2022年通过国家审定。目前正处于繁种试种阶段,在全国20多个地方种植推广面积达上万亩。韩方普说,希望继续创新小麦抗病种质资源,进一步释放潜在产量。小麦的病害不止一种,除了赤霉病,还有条锈病、白粉病等。“通常一个新种质资源只能抵抗一种病害,我们的目标是培育出能够兼抗多种疾病的材料,减少农业投入、提高农民收入,同时让农业更加环保。”
据悉,研究团队培育的兼抗赤霉病、条锈病的小麦新品系“中科1878”现已进入国家小麦良种联合攻关2022年—2023年的生产试验阶段。此外,该团队培育的“中科156”以及“中科163”等可抵抗多种病害的种质资源也已“在路上”。“希望我们的工作在我国小麦育种和保障粮食安全方面能够起到推动作用。”韩方普说。