實(shí)驗(yàn)室?田地，浙大男生立志攻克小麥“傳染病”

松軟的面包、勁道的面條

噴香的饅頭、酥脆的餅干

......

這些我們愛吃的美食

都來源于一種糧食作物——小麥

然而這種主糧作物

卻深受赤霉病的危害

威脅我國糧食安全和食品安全

如何解決小麥“傳染病”

讓人們吃到放心的面點(diǎn)？

浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院

資源利用與植物保護(hù)專業(yè)

2021級(jí)碩士生孫加鑫

提出“以菌治菌”的生物防治方案

在麥田土壤中成功分離出

高效防控小麥赤霉病的生防菌株

在基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面

都體現(xiàn)出巨大潛力

為防治小麥“傳染病”

提出了“新藥方”

千挑萬選，挖掘防病害“好苗子”

“情況看起來確實(shí)比沒噴菌劑的好了很多，腐爛和紅色霉層的癥狀都輕了很多?！睂O加鑫收完最后一捆麥子后直起身，臉上露出滿意的微笑。

時(shí)間追溯到2021年，孫加鑫剛剛進(jìn)入浙大校園，開啟研究生生涯。一心學(xué)農(nóng)的他，總想運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)，為國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做點(diǎn)事情。他將目光投向了我國重要糧食作物——小麥。

小麥赤霉病是當(dāng)前制約我國小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大真菌病害，全國年均發(fā)病面積約占總種植面積的20%，嚴(yán)重威脅小麥生產(chǎn)安全；同時(shí)，病菌侵染小麥過程中還會(huì)產(chǎn)生嘔吐毒素等真菌毒素，危害食品安全。該病害已被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為一類農(nóng)作物病害。

生物防治是植物保護(hù)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)概念，即利用有益生物抑制有害生物，從而防止病害對(duì)作物造成的不良影響。

感染赤霉病的小麥植株及麥粒

孫加鑫便是看到了“生物防治”方法在植物病害防治領(lǐng)域的潛力和前景。在農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院小麥病害研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馬忠華教授的支持、導(dǎo)師陳云教授的指導(dǎo)下，他開始圍繞“小麥赤霉病生防資源挖掘與利用”展開了相關(guān)研究。

萬事開頭難。為了能更加廣泛收集對(duì)赤霉病菌具有潛在拮抗作用的菌種，2022年3-5月，孫加鑫去往江蘇、安徽兩省共19個(gè)縣市，收集當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)試驗(yàn)田里的水稻、麥子和玉米的秸稈樣本。

在這些樣本中，孫加鑫共分離得到6622株可培養(yǎng)微生物。在對(duì)這六千多個(gè)菌株進(jìn)行抑菌活性評(píng)價(jià)后，他驚喜地發(fā)現(xiàn)有600多株菌有抑菌作用，其中12株菌在學(xué)術(shù)界研究較少。這12株菌便成為孫加鑫主要的研究對(duì)象。

部分菌種培養(yǎng)情況

“分離和篩選菌株是一項(xiàng)重復(fù)性很高的工作，有時(shí)候會(huì)覺得很枯燥，但我想著既然要做，就要做好，也就一直堅(jiān)持下來了。”孫加鑫回憶實(shí)驗(yàn)過程時(shí)感慨道。

導(dǎo)師陳云教授時(shí)刻關(guān)注他的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，與他討論結(jié)果并提出下一步實(shí)驗(yàn)建議，同時(shí)也給他提供精神上的鼓勵(lì)和支持?！拔易龅呐囵B(yǎng)基很多，有時(shí)候未及時(shí)更換培養(yǎng)基，陳老師就會(huì)提醒我，避免之前的工作白費(fèi)。他也會(huì)關(guān)心我的生活，發(fā)現(xiàn)我狀態(tài)不太好的時(shí)候會(huì)停下工作和我聊天，安慰開解我?！?/p>

扎根麥田，篩選赤霉病“特效藥”

實(shí)踐是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最佳途徑。除了在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)分離菌株，陳云教授還鼓勵(lì)孫加鑫深入麥田，實(shí)地測(cè)試菌種的防病效果?！斑@才是解決產(chǎn)業(yè)問題和開發(fā)實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵?！?/p>

為保證最好的防治效果，2023年4-6月，孫加鑫爭(zhēng)分奪秒，抓住小麥揚(yáng)花的窗口期，在最短的時(shí)間內(nèi)再次造訪安徽、江蘇、山東三省的小麥農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)田，將制成的菌劑噴灑到試驗(yàn)田的小麥上，觀察實(shí)際防病效果，以驗(yàn)證菌種的有效性。

“一個(gè)月之內(nèi)跑三個(gè)省份多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，一個(gè)月后小麥成熟，再收集噴過菌劑的秸稈，根據(jù)小麥的田間表現(xiàn)篩選出有實(shí)際效用的菌種?！睂O加鑫回憶道，“盡管從噴藥到驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)發(fā)病情況之間間隔一個(gè)月，但因?yàn)樾枰谌齻€(gè)不同省份的麥田分別試點(diǎn)，往往剛剛在山東噴完菌劑，又要跑回江蘇，統(tǒng)計(jì)調(diào)查麥田的生防效果。”期間，孫加鑫基本天天扛著各種農(nóng)藝工具穿行在麥子中，常常雙腳不離土地，在田里一待就是一整天。

收集秸稈的孫加鑫

令人振奮的是，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，細(xì)菌中有6株鏈霉菌的防病害減毒素效果都超過了70%；生防青霉菌株P(guān)a810的田間防效也超過了50%，這也是首次發(fā)現(xiàn)該類真菌可用于赤霉病防控，為赤霉病生物防治提供了新資源。

同時(shí)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，孫加鑫研發(fā)了生物防治與化學(xué)殺菌劑協(xié)同防控赤霉病的技術(shù)，田間防效超過85%，且化學(xué)農(nóng)藥使用量降低20%以上。該成果獲得浙江省專業(yè)學(xué)位研究生優(yōu)秀實(shí)踐成果。陳云教授將這一成果結(jié)合長期積累的生物防治經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提煉后撰寫成報(bào)告，得到國家有關(guān)部門的關(guān)注。“以所學(xué)所研服務(wù)國家戰(zhàn)略，面向現(xiàn)實(shí)需求，這是知識(shí)分子最大的價(jià)值。”當(dāng)提起這一成果時(shí)，孫加鑫非常自豪。

研究成果數(shù)據(jù)圖（部分）

忙碌的同時(shí)，外出奔走的工作也給孫加鑫帶來了不一樣的體驗(yàn)。麥田里的實(shí)地工作和實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究有很大的區(qū)別，他需要獨(dú)立完成器械準(zhǔn)備、交通出行、聯(lián)絡(luò)對(duì)接等一切事宜?！斑@在一定程度上鍛煉了我時(shí)間規(guī)劃的能力?！痹谔崞疬@段經(jīng)歷的收獲時(shí)，孫加鑫如此說道。

立足剛需，展現(xiàn)新農(nóng)人“強(qiáng)擔(dān)當(dāng)”

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨病蟲害嚴(yán)重威脅，傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥的長期使用雖然有效控制了病害，但也帶來了諸多負(fù)面影響，包括農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)殘超標(biāo)、生態(tài)環(huán)境破壞以及病原菌耐藥性等問題。

此外，公眾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)保護(hù)的需求日益增強(qiáng)，綠色農(nóng)業(yè)逐漸成為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流方向。利用有益微生物資源開展作物病害的生物防控，是植物有害生物綠色防控的重要舉措，是綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支撐。

孫加鑫來自農(nóng)村，從小在田里長大的他在熟悉農(nóng)事勞動(dòng)的同時(shí)，也對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)有著強(qiáng)烈的向往，從學(xué)習(xí)農(nóng)學(xué)的基本知識(shí)開始，便想著把自己的所學(xué)都應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。他深知，任何科學(xué)研究都是一個(gè)長期的過程，除了要考慮層出不窮的現(xiàn)實(shí)問題，還有理論與實(shí)踐間的差距，這考驗(yàn)的是研究者的耐心和反思總結(jié)能力。

就在去年，孫加鑫申請(qǐng)了碩士轉(zhuǎn)博士，不僅是為自己的研究生涯“續(xù)費(fèi)”，更是想要圓一個(gè)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)事業(yè)貢獻(xiàn)力量的夢(mèng)。

“生防研是需要功夫下到一定程度才能有成果。我選擇轉(zhuǎn)博，正是想在浙大這樣一個(gè)高水平研究平臺(tái)上，把自己想做的課題研究再深入下去，真正做出一些能夠響應(yīng)國家需求、人民需求的成果，不想就此匆忙結(jié)束，淺嘗輒止?！睂O加鑫堅(jiān)定地說道。

正在觀察菌株培養(yǎng)情況的孫加鑫

除了自身的發(fā)展，孫加鑫還熱衷于將自己對(duì)農(nóng)學(xué)的熱愛傳遞給學(xué)弟學(xué)妹。他協(xié)助陳云教授指導(dǎo)的本科生及研究生開展的創(chuàng)新項(xiàng)目“以赤心防赤病—打造小麥赤霉病新良方”，在第十九屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽2024年度“揭榜掛帥”專項(xiàng)賽中斬獲特等獎(jiǎng) 。

目前，孫加鑫正帶領(lǐng)兩名本科生進(jìn)行科研訓(xùn)練項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)，將自己在做實(shí)驗(yàn)時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)傳授給他們，為他們今后的發(fā)展鋪路?！拔以诮趟麄?cè)趺醋鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候，也從他們的身上學(xué)到很多，算是一種教學(xué)相長的過程吧。”

在鼓勵(lì)中成長，在實(shí)驗(yàn)中探索真知，孫加鑫將帶著心中的愿望，在小麥生物防治資源挖掘與利用的研究道路上堅(jiān)持走下去。

（來源：浙江大學(xué)）