【特稿】敲除感病基因 助力小麥抵抗厄爾尼諾危害
種子被喻為農業的「芯片」,它不僅關乎農民一年的收成,同時更關乎國家糧食安全。多年來,被譽為小麥育種「國家隊」的西北農林科技大學,針對不斷出現的極端氣候,通過種質資源創新、雜交優勢利用、基因重組等多種手段,培育出60多個小麥新品種。一粒種子可以改變一個世界,一項技術能夠創造一個奇跡。在小麥育種領域摸爬滾打40餘年的西北農林科技大學教授吉萬全,對這句話感觸最深。近年來,由於氣候變化極端,病害發生頻率高、危害大,尤其在不同時間段,同一小麥病害會發生變異。吉萬全團隊持續更新小麥新品種的綠色抗病特性,將小麥與具有高抗病特徵的長穗偃麥草進行遠緣雜交,經過數年篩選後逐漸將抗病特性「移入」小麥新品種中。
培育抗病抗旱抗蟲害品種
2011年,吉萬全團隊培育的「西農511」小麥新品種初步選育成功。2018年,「西農511」小麥新品種通過國家農作物品種審定委員會審定。田間試驗顯示:「西農511」小麥新品種冬季抗寒性好,耐後期高溫能力強,每畝產量在550公斤至600公斤之間,綜合抗病性優良。據農業農村部統計,2018年至今,「西農511」小麥新品種在陝西、河南、安徽、江蘇等地已推廣超過2,000萬畝。
「以前種植普通品種,一旦遇到暖冬或者『倒春寒』這樣的極端天氣,往往會大幅度減產。但『西農511』不同,它幾乎囊括了很多小麥的優質特性,抗病抗旱抗蟲害能力超強。」西安市鄠邑區小麥種植戶劉先生坦言,自從選了「西農511」,每年冬天都特別踏實。他告訴香港文匯報記者,雖然今年厄爾尼諾來勢洶洶,但「西農511」在以往極端天氣中的完美表現,相信也會有效抵擋暖冬的衝擊。
緊盯小麥基因研究
除了品種選育,西北農林科技大學近年來亦緊盯小麥基因研究。2022年7月14日,國際頂級期刊《細胞》在線發表了該校植物免疫團隊歷時18年得出的研究成果。該團隊首次發現了小麥中協助條銹菌感染的「真兇」——感病基因,並通過敲除感病基因的方法,使得小麥不再易遭受條銹菌的侵染,開闢了抗病小麥生物育種的新思路和新途徑。
中國工程院院士陳劍平評價說,該團隊通過破壞病菌效應子與小麥感病基因的互作,創製了具有廣譜持久抗性的小麥材料,在田間展示了巨大的應用前景。有專家亦指出,小麥感病基因的發現及機理研究兼具理論性突破和生產應用價值,是實現種源自主可控,提升種業原始自主創新能力的跨越性突破。同時在目前極端天氣頻發,特別是超強厄爾尼諾現象再次出現後,為中國現代生物育種和病害綠色防控提供新的科技支撐。