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全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大

更新时间:2025-09-02点击次数:

  我国科学家日前成功绘制出全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱,这项重大成果于7月23日发表在国际权威期刊《自然·遗传学》上 ,不仅为小麦抗病研究带来新突破,也引发了人们对粮食安全与绿色防控技术的广泛关注。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图1)

  中国工程院院士、西北农林科技大学教授康振生带领的研究团队 ,联手中国科学院遗传与发育生物学研究所经过不解努力 ,完成了这张具有里程碑意义的基因全景图谱。该研究构建起全球尺度的小麦条锈病“综合抗源”核心资源库 ,揭示了抗病基因与病原菌百年进化互作规律 ,为抗病育种提供了关键理论支撑。

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  科研团队通过长期系统性研究发现 ,小麦条锈病病原菌进化速度远超预期 。数据显示 ,这种被称作“小麦癌症”的病原菌平均每5年就会产生新的优势小种 ,不断对小麦抗病系统构成新威胁 。此次图谱绘制成功 ,正是破解这一难题的关键钥匙 。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图2)

  7月26日在中国科学院成都分院青年学者大会上 ,康振生院士针对农作物病虫害防控方向作出重要阐述。他指出 ,绿色防控是当前农业发展的必然趋势 ,也是破解我国农业潜在损失困境的根本策略。与传统化学防控不同 ,绿色防控聚焦农业生产 、农产品质量和生态环境安全目标 ,通过生态 、生物 、物理等环境友好型技术减少农药使用。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图3)

  近年来我国绿色防控技术体系建设成效显著 。据官方数据 ,2024年全国建立各类绿色防控示范区1.9万个 ,主要农作物病虫害绿色防控覆盖率达到57.7% ,每年减少化学农药使用量2万吨。这些数字背后 ,是无数科研人员和农业工作者的辛勤付出。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图4)

  康振生院士在交流中特别强调了小麦条锈病的危险性 。这种病害的“老巢”——越夏易变区主要分布在我国西部高山区域 ,包括四川西北部 、甘肃南部等地。这些地区夏季凉爽湿润 ,成为病原菌天然的“健身房”和“孵化器” ,每年为东部麦区输送源源不断的初始菌源。

  更令人担忧的是 ,条锈病病原菌具有惊人的传播能力——它能搭乘高空气流攀升至3000至5000米高空 ,像乘坐免费航班一样 ,远距离扩散到河南 、山东等小麦主产区。病害爆发时可造成近乎绝收的严重损失 ,对我国粮食安全构成巨大威胁。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图5)

  作为条锈病源头菌源区之一 ,四川的防控工作事关全国大局。科研人员调查发现 ,从四川出发的病原菌菌株 ,往往具有更强的致病性和环境适应性 ,是引发全国范围病害流行的主要“元凶”。因此 ,筑牢四川这道防控屏障具有战略意义。

  近年来 ,四川在条锈病源头防控方面采取了多项创新措施 。农业技术人员通过建立监测预警网络 ,优化种植结构 ,推广抗性品种等手段 ,显著降低了病原菌的越冬和越夏存活率 ,为全国小麦安全生产作出积极贡献。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图6)

  尽管我国在条锈病防控领域取得不少进展 ,但依然面临诸多挑战。气候变暖导致冬季气温升高 ,大大延长了病原菌的存活率;耕作方式的改变使得单一品种大面积种植 ,增加了病害流行风险;同时 ,外来生物入侵也给我国农作物健康带来新的不确定性。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图7)

  数据显示 ,近年来我国农作物病虫害呈多发 、频发 、重发态势 ,防控难度逐年加大。特别是病原菌的快速变异能力 ,不断突破现有抗性品种的防御体系 ,让农业防控工作经常陷入“道高一尺 ,魔高一丈”的被动局面。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图8)

  针对当前困境 ,康振生院士提出了系统性解决方案。一方面要深化基础研究 ,探索气候变化下的病害发生规律;另一方面要强化抗性资源利用 ,加速抗病基因挖掘和新品种培育。在技术层面 ,着力发展自动化监测预警系统 ,提高早期干预能力。

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  在重点区域防控方面 ,专家建议在川陕甘交界地带实施生态调控工程——夏秋季交叉种植马铃薯 、油菜等非寄主作物 ,压缩小麦种植面积 ,从源头上减少病原菌基数。这种“生态防线”建设 ,被视为目前成本低 、效果持久的理想防控模式之一。

全球首张小麦抗条锈病基因全景图谱绘制成功?背后意义重大(图9)

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