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赏菊花、品香梨、打败“超级真菌”，南农大拿下三个国家科学技术奖

花匠小妙招
2024-08-27 09:52

现代快报讯 收集植物DNA、破解土壤密码、培育种质资源库……改革开放40年来，一代代南农人扎根农村农业，承担民生要责，用科学技术破解一个又一个难题，助力国家农业现代化发展。2019年，在南京农业大学复校40周年之际，学校三个科研团队，分获国家科学技术进步二等奖两个，国家技术发明二等奖一个，为农业产业发展和地区粮食安全，再次贡献“南农力量”。

最美菊花！“金”菊牵起产业链、搭起扶贫桥

你见过形似乒乓、颜色多样的“蜂窝”菊吗？你见过在雪地里开花、为春节加年味的菊花吗？你品尝过菊花做出的美味吗？如果有幸来到南京湖熟，一定要去“南京农业大学湖熟菊花基地”，这里有一座“菊花大观园”。

△乒乓型菊花

大观园里收集保存了菊花种质资源5109份，鉴定出抗蚜、耐寒等优异种质78份，育成优质高抗新奇特系列菊花新品种49个，产生显著的社会与经济效益，荣获2018国家科学技术发明奖二等奖。

26年跑遍全中国，成就最大菊花基因库

五千多份种质资源，从何而来？那得感谢一位执着的“护花者”，南京农业大学菊花课题组负责人、长江学者特聘教授陈发棣。“1992年，我第一次上黄山采紫花野菊，一直爬到最顶峰天都峰。”陈教授告诉记者，“菊花近缘种属野生资源收集实属不易，为了采集抗蚜、抗寒性等宝贵资源，国内许多高海拔地区我们都去过，最高采集点去了5100多米的西藏米拉山。背着氧气瓶、探寻人迹罕至的地方很常见，且不是每次野外采集都有收获”。据统计，26年来，陈教授和团队跑遍全国，收集保存菊花及其近缘种属资源5109份，建立了世界上最大的菊花基因库。

△陈发棣教授和团队在菊花基地

针对野外收集的许多野生资源等圃地保存难以存活的难题，团队创建了菊花离体保存技术，让菊花在5-10℃下缓慢生长，一次继代保存时间可长达12个月，400多份核心种质利用该技术得以保存，有效解决了菊花圃地保存易混杂、丢失和感病问题。团队创建了以近缘种属抗耐性利用为主的远缘杂交和分子标记辅助选择育种技术，育成绿色、乒乓型和风车型等优质高抗新奇特菊花品种49个，新品种已在全国20余个省（市）广泛推广应用。数百片翠绿花瓣团成乒乓球状，连同茎叶，一齐插入花瓶中，点燃了室内的春意，陈教授介绍说，这是他们培育的乒乓型菊花新品种‘南农翠丽’，集抗性和观赏价值于一身。此外，新品种的耐寒性也不容小觑，“在青海-3℃环境下，我们的菊花照样开花。”，“在长江中下游地区，传统菊花品种大多在11月中下旬凋零，我们培育的品种最晚元旦也能开花，而且老百姓容易养活。”

打造菊花全产业链，开创乡村扶贫与振兴新纪元

菊花沙拉、菊花饼、全菊宴……菊花原来这么接地气。陈教授表示除观赏外，菊花在吃、喝、药用上，也有很强的推广价值。近年来，在江苏省花卉产业体系等项目支持下，团队竭力打造了一个菊花全产业链结构，他们与专业化企业合作生产种苗、切花，在20多个省市开发“菊花”特色休闲旅游业，带动地方老百姓致富，在乡村振兴和精准扶贫中发挥了重要作用。

△新品种菊花

记者了解到，茶用菊平均每亩地有过万元收益，南京农业大学湖熟花卉基地的菊花展已举办6年，据地方政府统计，今年参观人数达55万人，为老百姓和地方经济创造收益5200万；贵州麻江是南农大的扶贫点，菊花成果在麻江推广3年来，带动农民就业、农家乐、农产品销售等收益达1.2亿，真正实现扶贫对接。

最好吃的梨！4个梨界新秀2019年登场，江苏百姓有口福了

个头是库尔勒香梨的两倍，肉质却比它还要细腻，汁水更多，这般好吃的梨你想尝一个吗？1月8日，国家梨产业技术体系首席科学家、南京农业大学园艺学院教授张绍铃和他的团队历时20多年，在梨遗传基础与高效育种技术领域实现重大突破，荣获2018年国家科学技术进步奖二等奖。

△张绍铃教授指导梨园春季田间管理

现代快报记者获悉，张教授培育的新品种——夏露和夏清，也是业内评价最高、最值得期待的梨界新品种，有望在2019年夏季成熟。这下，江苏的老百姓有口福了。

分子辅助高效育种，创建梨种质资源库

“梨是我国的三大水果之一，目前全国栽培面积有1680多万亩，占世界总栽培面积的70%以上，但在生产上仍存在着早熟品种偏少，果实品质不佳、尤其肉质较粗等问题。”张绍铃介绍说，“为了改变这种现状，我们收集了国内外梨属全部22个种的1100多份梨种质资源，并利用其中的优异、特色种质资源开展新品种选育工作。”

从1999年到现在，张教授和他的团队系统收集国内外梨种质资源1100多份，建成世界生态类型最丰富的梨种质资源库之一，以及世界首个梨基因组数据库、最高密度梨遗传连锁图谱，解析梨基因42812个，精确定位性状基因，开发出果实色泽等性状的分子标记13个，以此获得分子辅助高效育种方法，即在苗期就能判断梨果实个头大还是小、甜不甜、好不好看，精准选择目标性状，避免了三到五年的“无用功”。

团队还创建了倒“个”形等高光效新树形、液体授粉等配套栽培技术，解决了梨园管理费工费力，果实品质差等问题，实现节本增效，“以往一个人完成一亩地授粉要花一天半，现在半小时就能搞定。”张教授介绍说。

4个梨界新秀，值得期待

据悉，我国梨以晚熟品种为主，集中在9月份成熟上市，如何延长梨供应周期，让老百姓一年四季都能吃到好梨，这也是张教授团队努力的方向。

△南农大培育的新品种梨夏露

张教授介绍说，我国梨产业技术体系目前已拥有47位专家，200多名团队成员，分布21个省，从育种、栽培、病虫害防控到贮藏加工、产业经济，都有专人开展相关研究。未来老百姓想吃到又大又红，或是肉质细嫩、汁水饱满的梨都可以实现。“过去的梨品种主要强调适应性强、产量高、好管理，但普遍存在品质不佳的问题，现在随着消费者生活品质的提升，我们希望培育出外观更漂亮、口感更好的新品种，实现‘好看’、‘好吃’、‘好种’，并且通过早中熟新品种的培育，让老百姓有更长时间能吃到新鲜的梨”。团队已培育出4个优质早、中熟夏露、夏清，以及红梨新品种宁霞、红香酥，各具特色。

△南农大培育的新品种梨宁霞

其中值得一提的是，张教授潜心12年育成的姐妹系新品种 ‘夏露’‘夏清’，是日本新高梨、浙江农大西子绿梨的后代，结合了两者的优良性状，个头大，肉质比库尔勒香梨更细嫩，汁液多且外观诱人，受到业内人士强推。“‘夏露’更甜，‘夏清’汁水更多。外观宛如红苹果的新品种‘宁霞’，是目前唯一能在长江中下游高温多湿地区可以稳定生长的红梨品种，这些梨界新秀最快将在2019年夏季成熟上市，未来有望成为长江中下游、华北平原地区等产区果农的首选。”张教授说。

△周明国教授在田间

最安全农药！杀菌剂新靶标，助力国人食品健康

小麦麦穗变红？水稻苗期至抽穗期易死亡？原来，这都是“镰刀君”惹的祸。近年来，以小麦赤霉病、水稻恶苗病为首的镰刀菌病害，受到社会广泛关注。南京农业大学植物病理学和农药学教授周明国及其团队长期致力于农作物病害防控研究，他们发现真菌体内存在一种选择性药剂新靶标——肌球蛋白-5，揭示了具有自主知识产权的杀菌剂氰烯菌酯的治病机理，并研发了以肌球蛋白抑制剂为核心的病害防控新技术，3年来有效防控赤霉病、恶苗病9000多万亩，增收粮食340多万吨，减少农民损失220多亿元。该技术也荣获2018年国家科学技术进步奖二等奖。

“滚蛋吧，镰刀菌”——发现新靶标，杀菌很精准

作为真菌家族的“超级病菌”，镰刀菌一直是小麦、水稻等多种农作物病害的罪魁祸首，其产生的毒素不仅危害植物，也会污染农产品危害人体健康。有些镰刀菌还会引起人的角膜炎、免疫缺陷、手术室感染等，导致人类疾病。然而人类未能找到对镰刀菌具有特效的药物，以致有效防控镰刀菌病害一直是世界难题。周明国教授等人发现前期创制的氰烯菌酯具有选择性强烈抑制镰刀菌发育、阻止毒素生成的抗菌活性，经10多年研究，发现这是因为氰烯菌酯具有人们未知的作用新靶标——肌球蛋白-5。

肌球蛋白-5是生物体内不可缺少的马达蛋白，在不同物种中存在巨大分化。“氰烯菌酯只对与禾谷镰刀菌肌球蛋白-5结构具有97%以上相似性的几种镰刀菌具有抑菌作用，是迄今为止选择性最强、对人和其他生物最安全的新农药，就像巡航导弹，杀菌非常准确。”医药有副作用，人们生病了照样吃，农药安全性提高了反倒避之不及，周教授表示，“人们往往谈农药色变，但其实农药与医药一样，只要对作用靶标的选择性足够强，就不足为惧”。因此，肌球蛋白新靶标的发现，为开发特别安全的新农药提供了新思路。

据悉，在140年的杀菌剂发展史中，科学家们根据作用方式把几百种农用杀菌剂分为64类，但真正发现并系统研究的重要作用靶标只有20多个，分属相对容易发现的酶蛋白和结构蛋白。肌球蛋白属于世界上发现的首个第三类安全性极高的杀菌剂选择性新靶标——马达蛋白。该靶标的发现不仅有助于开发安全性更好、毒性更低的新农药，而且对于安全性高的医药研发也具有重要价值。

△周明国教授在实验室指导学生

扬长补短，科研要解决社会问题

周教授从1982年毕业以后开始研究小麦赤霉病的发生规律和防治技术，阐明了最有效的方法是在扬花期喷施杀菌剂，随后率先发现了多种重要作物病原菌对常用杀菌剂出现抗药性，并研发出相应的抗药性治理策略和技术，基于这些成果，周明国团队在2010年和2012年分别获得国家科技进步奖二等奖。周教授讲述说，科研无法一劳永逸，一方面人们对食品和使用农药的安全性要求在不断提高，另一方面有害生物也在不断演化，出现抗药性等新问题。为了寻找对引起小麦赤霉病和水稻恶苗病的镰刀菌具有选择性更强、活性更高的新农药、新靶标，历经20年，探明了肌球蛋白抑制剂氰烯菌酯具有选择性和安全性好的突出优点，同时也伴随着防治对象少和容易产生抗性的缺点，为了扬长补短、发挥新药、新靶标选择性强的优势，弥补不足，该团队研发了氰烯菌酯与戊唑醇等杀菌剂的协同减量用药技术，不仅能够延缓病原菌产生抗药性的速度，减少用药量20%以上，而且还能够兼治小麦锈病和白粉病，减少毒素污染，促进作物健康生长，提高产量和品质。

此外，周教授还在对传统杀菌剂抗性机制研究基础上，研发出病菌抗药性简便、快速诊断技术，构建了在多菌灵等杀菌剂抗性严重地区推广的新策略，充分发挥科技成果解决生产实际问题、产生巨大经济效益的示范效应，有力推动了科技成果的推广应用。对此，周教授表示，“科研人员要有社会责任感，要以解决生产问题为科研的首要目标”。

通讯员许天颖陈洁赵烨烨实习生童燕陈志豪现代快报+/ZAKER南京记者仲茜

（图片来源：通讯员供图）