据农业农村部消息，今年国内小麦条锈病总体呈偏重发生态势，目前9个省份的1300多万亩麦田已发生小麦条锈病害，为近十年来最严重的一年。
小麦是我国最重要的粮食作物之一，而小麦条锈病是影响小麦生产的重大生物灾害，常造成小麦严重减产。麦田锈迹斑斑，小麦条锈病如何防治？四川农业大学两代科学家给出了答案。
“‘小麦条锈病持久抗性基因Yr41的发掘及利用’项目，为我国小麦条锈病的持续控制和小麦产业的稳定发展提供了重要科技支撑。”4月8日，由四川农业大学和山东省农科院共同完成的“小麦条锈病持久抗性基因Yr41的发掘及利用”科技成果评价会在邛崃举行，评审专家组组长、中国工程院院士、西北农林科技大学教授康振生表示，“该项目成果系统性、创新性强，社会经济效益巨大，整体达到国际领先水平。”
立项 解密世界难题
什么是小麦条锈病？为什么它的破坏力如此强大？“小麦条锈病被称为小麦界的‘癌症’，只要发病，减产非常严重，轻则减产10%～30%，重则减产30%～50%，甚至颗粒无收。”项目牵头人、四川农业大学植物遗传和育种省级重点实验室首任主任、原副校长任正隆教授说，我国是小麦条锈病的流行的重灾区，其发病面积和成灾频率均居小麦病害之首，自20世纪50年代至今，我国曾发生4次大流行，共损失小麦126亿公斤，其中1950年损失就达60亿公斤，相当于1700万人一年的口粮。
任正隆介绍，在四川省小麦栽培史上，曾因小麦品种繁6及其衍生系的持久抗条锈病特性，使条锈病在20世纪70～90年代初20多年里没有大发生，有效地保护了四川省小麦生产。但是，20世纪90年代初，由于条锈病毒性生理小种变异，繁6所含的抗性基因群和引进的Yr9、Yr17相继地丧失了抗性，导致小麦条锈病大流行，造成了巨大损失。而四川的小麦发病最重，损失最大。
“四川小麦播种时间比北方要早，条锈病病菌孢子会随风飘扬，一旦四川的小麦发病，病菌孢子就随风飘到华北平原，导致全国的小麦发病。”任正隆说，“只有四川把小麦条锈病控制住了，全国小麦条锈病的发病率才会降低。”
“如何有效防控小麦条锈病，目前仍是世界性难题。”任正隆介绍，防治方法有两个，一个是通过化学方法杀死小麦条锈病病菌，另一个就是种植携带有抗条锈病基因的小麦品种。因打药成本高，对环境污染也大，不提倡使用。所以，培育抗病品种是最有效和最环保的防治措施。“项目组成立的目的就是培育抗病品种，力争从源头上防控。”任正隆如是说。
攻关 发现抗条锈病基因
“育种，经常是种下希望，收获失望。”项目组成员张怀琼说，世界上单个基因的抗性持续期都较短，使抗病育种的压力非常巨大。以任正隆领衔的项目组第一代科研人员在国内外广泛收集小麦育种材料，然后进行培育、鉴定。“1996年，我们发现其中一批材料中果然具有抗条锈病的能力，别提多高兴了，感觉心脏都要跳出来了。”谈到此，任正隆喜悦之情溢于言表。
有了这一发现，项目组通过杂交组合从中选出抗条锈病的优良品系R88，先后被四川省和国家审定为新品种川农19。“川农19品质和抗性都非常好，很快就在全省推广开来，增长幅度也不断提升，平均增幅达到了36%，在条锈病重灾区甚至达到70%～80%。一般的品种增幅达到5%就已经很了不起了，川农19在当时堪称奇迹。”任正隆说。
“品种培育出来了我们又开始担忧，这个品种能抗病几年？怎样来解决持久抗性这一问题？”任正隆介绍，因为大部分的抗条锈病基因都是短性的，很难长期抗病。因此，发现适用于我国的抗条锈病育种的持久新抗源，不仅对我国小麦生产有重大的经济价值，同时也具有重要的学术意义。
“能不能筛选出一个抗病性持久的基因呢？”2002年，在导师任正隆的指导下，罗培高在川农19中发掘出抗条锈病新基因，后被国际小麦新基因命名委员会命名为Yr41。“这是中国学者发现的第一个获得国际小麦新基因命名委员会认可的抗条锈病新基因，为小麦可持续抗病育种提供了新抗源。”项目组负责人、四川农业大学教授罗培高说。
“该基因经过18年的连续抗性鉴定和育成品种的大面积推广应用，保持了对条锈病多小种稳定高抗，为条锈病广谱持久抗性基因。”评价会上，评审专家组如此评价道。
结果 研发出抗病新品种
“由于迄今尚无任何一种方法能精准预测抗病基因的寿命，因此，作物持久抗性基因的鉴定和发现是一个世界性的难题。”罗培高介绍，课题组提出并建立了发掘和利用抗性基因持久表达的育种方法，通俗的说就是培育带有持久抗性基因Yr41的小麦“接力”品种，避免持久抗性基因随着单一载体品种淘汰而消失。
通过“多样性遗传背景转育法”，项目组先后培育了携带Yr41基因的川农19、21、26、27、29、30、32，渝麦13、14等抗条锈病系列品种9个。如川农26、川农27就是川农19和川农21的“接力”品种，2010年后又培育出了更加高产抗病适应性广的川农29、川农30、川农32。“这些品种都具有抗条、高产、优质、抗逆、适应性强等特性，其中，川农19实现了抗病增产的突破，川农27为四川省推广面积最大的品种之一，川农32为生产上面积迅速扩大的矮杆抗倒广适性品种。”罗培高说，从川农19推广至今，通过“接力”品种方式，Yr41基因已在小麦生产中表现了近20年的持久抗性，在世界上首次实现了单基因在同一地点的持久抗性。
“我们培育的品种在西南地区创造了两个纪录。第一是2003年川农17在成都平原创造了平均亩产675公斤的高产纪录，现在都没有任何品种突破。第二是川农27创造了130多亩连片亩产522公斤的高产纪录。以前在四川没有两个连片田亩产都过千斤的，也没有同一个田块今年过千斤明年又过千斤的，但是我们实现了。”任正隆自豪地说。
目前，含有小麦持久抗性基因Yr41的材料或品种受到了国内外同行的广泛关注，国际小麦玉米改良中心、华盛顿州立大学、中国科学院、中国农业科学院、山东省农业科学院、河南省农业科学院等单位，也引进该基因的载体材料作为抗性亲本进行育种或相关研究。“国内其它单位根据应用Yr41基因已经衍生小麦新品种3个。”罗培高说，Yr41基因在黄淮、长江中下游作为亲本资源广泛利用，育成审定品种和参加区试品系共计67个，为我国小麦条锈病的持续控制和小麦产业的稳定发展提供了重要科技支撑。
推广 天府大地麦苗壮
当日，阳光明媚，站在四川农业大学邛崃小麦科研基地，放眼望去，整片试验田绿油油的，小麦随风摇曳，在阳光下闪出点点金光。
项目组成员谭飞泉告诉说，“虽然今年小麦条锈病比较偏重，但我们培育的川农系列品种完全抵抗住了，种植户大可放心。”
这一点在大邑、新津、邛崃、崇州的种植大户身上得到了印证。“我今年种了5000多亩小麦，全都是川农大研发的品种，现在长势很好，收成很可观。”大邑县种粮大户万富旭高兴地说道。他算了一笔账，种一亩小麦，加上流转土地、施肥、喷药、人工等，成本大概是800元左右，如果小麦品质好，一公斤能卖到2.4元，平均亩产能达到400公斤，加上每亩200元的补贴，一亩地能赚360元左右。
罗培高介绍，项目组通过“政府推动、企业带动、专家指导、农户参与”四位一体的推广模式，在邛崃、大邑、新津等地大面积推广携带Yr41基因的小麦品种，占四川小麦面积的2/5。现在，种植范围逐渐扩大，覆盖四川、重庆、山西、甘肃、贵州、云南等省市。“从2002年开始，育成品种在长江上游麦区广泛推广应用，累计推广面积达6832万亩，创造了巨大的经济效益。”
传承 科学家精神接力
受新冠肺炎疫情影响，多个国家发布粮食出口禁令。公众开始担忧，粮食危机是否会殃及国内，我们是否需要“囤粮”？任正隆表示：“有我们这些农业科学家，中国人民大可放心，我们不可能没饭吃。因为中国农业科学家创造的农业生产力远远大于中国人民的需求，中国人民永远会丰衣足食。”
“当然这就需要有接力的农业科学家，就像我们培育的‘接力’品种一样，是年轻一代科研人员接过老一辈科研人员的‘接力棒’才取得的成果。”任正隆说，“小麦育种工作没有终点，培育一个新品种需要10年，而培育一个育种人需要20年，品种要更新，科学家也要更新换代，我们老一辈科学家一定要有宽广的胸怀，培养出一批新的科学家来接力。只要有接力的年轻人，并且接得好，国家就永远兴旺。”
后记：
当前四川小麦产业面临诸多难题，主要是缺乏竞争力，生产的小麦大多用作饲料生产和酿酒，真正成为商品口粮的小麦少之又少，加上四川面粉企业又通过外购小麦加工生产，当地小麦价值未能最大化。
专家认为，品质不高是四川小麦的一大短板，要走出当前的困境，根本还是要优化产业结构，瞄准全省小麦口粮消费缺口，针对市场需要，培育优质小麦品种，种植适销对路的专用品种，降低种植成本，做优产品品质。 好面从育种开始。让消费者不仅吃好、吃饱，更要吃得健康、吃得营养。（川农大 供稿）
