【大国粮策】带你了解植保专业——与大豆病害的较量

同学们大家好，我是南京农业大学的王源超，一名研究大豆病害防控的科研工作者。我的专业是植物保护，可以形象地理解成“植物医生”。今天我想带你们走进植物保护专业中一个充满挑战的领域——植物疫病的研究，分享一下我为何要坚持啃下这块“硬骨头”。

为什么说研究植物疫病是“硬骨头”？因为引起植物疫病的“罪魁祸首”疫霉菌的研究难度极高，它不同于普通的真菌，导致传统的真菌遗传学的研究方法适用性非常有限。所以早年间，这个领域被称为冷门中的冷门，在2006年之前，国际上连它的基因组测序都没有完成，就像还没有被人类探索过的神秘地带，被公认为植物保护研究中的“硬骨头”。而且疫霉菌能引发大豆的根腐病、马铃薯晚疫病等毁灭性病害，给农业生产造成巨大的损失。

研究疫霉菌，就等同于选择到黑暗中去摸索。同行们都劝我别入这个“坑”，把注意力放到水稻、小麦等主粮作物的模式病害上。但是我坚信，只有将别人坚持不下去的事情坚持下去，我们才有突破。我最终还是坚定地选择了这条研究路，难题也接踵而来。比如在这项研究中缺少资金，因为当年科研的项目大多在支持水稻、小麦等重大作物的病害上，很少人去关注大豆病害的研究，而马铃薯病害这类偏冷门的方向，研究的人更是少之又少。

2008年的一次田间考察，让我的研究迎来了转机。2008年，云南爆发了马铃薯晚疫病，我受农业农村部委托前往考察。站在寻甸回族彝族自治县的山头，眼前的景象让人心惊，整片田地“焦黑如火烧”，农民背着竹筐翻找着幸存的薯块，可刨出的马铃薯2到3天内也会腐烂。那一年，病害让当地损失超过了70%，许多家庭颗粒无收。

我将染病的薯块带回实验室，也把田地间的照片和数据展示给同学们看。当课堂内容与民生疾苦相连，晦涩的科学研究突然有了温度，也展现出我们这项的意义，就在于让农民少流一滴眼泪，让土地多产一担粮。虽然同行说研究疫霉菌就像“入坑”，但我想说，这个“坑”充满科研的挑战与乐趣，而且坑底藏着宝藏。例如，我们团队的成员发现疫霉菌攻击植物时，会释放一种诱饵蛋白，就像导弹中的“假弹头”一样，欺骗植物的免疫系统，掩护真正的武器向植物发动攻击。疫霉菌的生存策略堪称狡猾，而更神奇的是，植物也能进化出了识别其中武器的受体蛋白。国际同行将这一发现评价为植物与病原菌的“史诗级”博弈。我们曾用荧光标记技术追踪这一过程，显微镜下疫霉菌阶段性地释放致病蛋白，像一支训练有素的“军队”，对植物展开“波浪式”的攻击，有的去破坏植物的细胞壁，有的去抑制植物的免疫反应。而植物则通过在不同细胞空间分层免疫，抵御病原菌的入侵。到2018年，我们团队的研究取得了突破，不但锁定了病原菌的关键致病武器，还找到了关键的植物的抗病基因，这些研究发现成了病害防控的关键。

例如我们研发的种衣剂包衣技术，通过在大豆种子的表面形成保护层，让大豆幼苗避开病原菌的第一波攻击。这项技术近3年连续入选了农业农村部的主推技术，2024年位列我国农业十项重大引领性技术的第一位，得到了农户的广泛认可。我们鉴定的抗病基因不但适用于大豆，还适用于马铃薯、棉花、小麦等作物，具有广谱的抗病性。近期我们通过人工智能技术对这些抗病基因进一步优化，在保持作物产量的同时，进一步提升了抗病性，获得了国内外多项发明专利。

在外人看来，这些研究过程漫长且枯燥，但当我们的研究成果登上《科学》《自然》这些国际顶级期刊，当科学技术让大豆、马铃薯、棉花等农作物的抗病性得到显著提升时，那种破解自然密码的成就感无可替代。更重要的是，这些成果正在转化为实实在在的田间效益。

同学们，农业科学不是面朝黄土的旧学科，而是用基因编辑、分子设计等新技术守护粮食安全的“金色”领域。我们研究的病害防控是在与自然博弈，也是在为全球农业亿万农民提供科技支持，为全人类赖以生存的口粮筑牢防线。农学绝不是退而求其次的选择，而是直面人类生存根本的先锋科学。我们欢迎你们选择农学领域，选择我们的植保专业，加入这场关乎人类饭碗的“科学远征”。

出品：农业农村部人力资源开发中心 中国农学会 南京农业大学 光明网

审核：叶文武（南京农业大学植物保护学院教授）