发布时间:2022-04-11 09:55 | 来源:科技日报 2022年04月11日 第05版 | 查看:451次
◎本报记者 代小佩
高利在做实验受访者供图
对科学家来说,产出是一方面,更重要的是所做的研究能为社会作贡献。相比多发论文,我更希望为防治矮腥黑穗病储备各种技术和资源,帮助国家在小麦贸易谈判中占据主动地位。
——高利 中国农业科学院植物保护研究所研究员
十多年来,高利的工作都和小麦有关。
高利是中国农业科学院植物保护研究所研究员,近些年,她针对麦类黑穗病中危害最大且最难防治的小麦矮腥黑穗病,开展了发生机制及综合防控系统研究,取得系列重要研究成果,在守护国门生物安全、确保我国小麦安全生产、促进国内外小麦正常贸易等方面作出了积极贡献。
不久前,高利被全国妇联授予2021年度全国三八红旗手称号。
“这是国家对女性农业科技工作者的高度肯定,也是对全国女性科技工作者的勉励。”高利说。
立志学农,让乡亲们不再忍饥挨饿
高利的故乡在关中平原腹地,那里耕种历史悠久。出生在农村的她,早早就学会辨五谷、务农事。割草剁草、喂鸡喂猪,都是她的童年记忆。上小学时,有一回家乡的小麦遇上病害,乡亲们颗粒无收。大家吃不上白米、白面,只能顿顿啃红薯。榆钱树也跟着遭殃,叶子刚抽出来就被人撸下来当菜吃。
高利的父母希望她发愤读书,有朝一日跳出农门。高利成绩好,考上了大学。可谁知道,她的高考志愿填的是西北农林科技大学植物保护专业。老师同学颇费解,为何要选农业?高利却说:“我在农村长大、熟悉农业,最起码地里的庄稼我都认识。说不定学农后将来有能力防治农作物病害,或是搞点高产品种,至少让乡亲们不再忍饥挨饿。”
高利从中国科学院微生物研究所获得博士学位后,来到中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室工作。她所在的研究组有两个研究方向:小麦锈病和小麦矮腥黑穗病防治。
小麦锈病由锈菌引起,这种病发生区域广、暴发性强、流行频率高、危害大,威胁我国小麦的生产安全。工作头4年,高利大部分精力都用在攻克小麦锈病上,并研发出准确、快速早期诊断3种小麦锈菌的技术。
小麦矮腥黑穗病是麦类黑穗病中危害最大的检疫性病害之一,主要分布于美国、加拿大、俄罗斯、日本等20多个国家。矮腥黑穗病菌能把小麦籽粒变成“白皮包子”,皮儿一碰就破,黑色孢子粉“馅儿”也随之洒落。这些孢子在土壤里可存活10年甚至更久,遇到合适的条件就会萌发,再度侵染小麦。小麦感染这种病害后,严重时可减产75%到90%,甚至绝产。由感染矮腥黑穗病菌的小麦制成的食物或饲料,可能引起人畜中毒,即使排泄出来,排泄物中残存的孢子仍有生存能力。
只有做好植物检疫,才能筑牢国门生物安全防线。我国是产麦大国,但每年仍需进口大量小麦,急需迅速、准确检测和有效防治矮腥黑穗病的技术储备。“守住这道防线,我们责无旁贷。”高利说。
尽管当时高利在小麦锈病研究方向已取得了重要进展,但她还是决定转向研究小麦矮腥黑穗病。她说,人的精力有限,要集中精力解决更急迫的问题。
迎难而上,不惧小麦矮腥黑穗病
“但真正开始做,才知道这件事有多难。”高利说。
小麦矮腥黑穗病菌的检测当时主要依靠形态检测法,通过识别病菌的形态差异来区分病原菌。这种方法依赖长时期的经验积累。比如,小麦矮腥黑穗病菌和网腥黑穗病菌的形态非常相似,检测指标有很大程度的重合,即使经验丰富的人也可能误判。
还有一种检测手段是通过萌发实验,但即使在最适合的环境条件下,矮腥黑穗病菌萌发也需约40天。高利说:“如果等萌发实验做完再决定进口小麦的去向,就会影响通关效率。”
此外,由于矮腥黑穗病菌和网腥黑穗病菌、光腥黑穗病菌的IST基因序列一模一样,传统的基因检测方法也无可奈何。
“由于研究小麦矮腥黑穗病的人少、文献也少,相关研究基础十分薄弱。加之,它属于检疫性病害,用于研究的样品也很有限。”高利说,在研究小麦矮腥黑穗病的初期,她感受到很强的挫败感。
那时,最让高利感到焦灼的,不是在田间地头被麦芒扎或是被太阳晒掉一层皮,而是研究的进度很慢。“一般来说,小麦侵染锈病10天左右就会出现症状,然后就能开始研究。但小麦侵染矮腥黑穗病至少要5个月才出现症状,周期特别长,很影响科研产出。”
高利和团队成员常年辛勤地“种”着矮腥黑穗病菌的菌丝。通过尽可能不间断地培养菌丝,确保培养室里一直供应着不同生长阶段的菌丝,从而不间断地提供研究样品。“我们尽可能通过自身努力弥补短板,克服困难。”高利说。
“对科学家来说,产出是一方面,更重要的是所做的研究能为社会作贡献。相比多发论文,我更希望为防治矮腥黑穗病储备各种技术和资源,帮助国家在小麦贸易谈判中占据主动地位。”高利说。
为了寻找矮腥黑穗病菌的基因特异性片段,高利和团队成员做了大量工作并最终筛选成功。“通过设计特异性引物就能对该病菌的特异性序列进行扩展,从而快速分辨出矮腥黑穗病,两三个小时就能出结果。”高利说,在此基础上,他们还研发出快速检测矮腥黑穗病的试剂盒、试纸条。
高利并不满足于此。在矮腥黑穗病侵染机制上,她带领团队成员解析了被病菌侵染后小麦花药和子房异常发育的机制;在防控技术上,储备了可供应急使用的化学药剂、防控方法及可用于生物防治的菌株和防控体系。目前在国际上,她带领的团队成员在小麦矮腥黑穗病研究领域处于领先水平。2017年,高利被授予第十三届“中国青年女科学家奖”。
近来,高利尝试研究可抵御小麦矮腥黑穗病的品种资源。“有了抗病菌品种,农民们就不用那么辛苦了。”高利说。
乐于助人,心系麦田里的农民
隔三差五,高利就会收到一些小麦,有时装在信封内寄来,有时装在麻袋里寄来。“我经常去地里调研,认识了很多农民和农技人员。他们遇到疑似患上矮腥黑穗病的小麦,就会寄给我,让我帮忙鉴定。还有些是海关拿不定的样本,让我帮忙检测。”她说。
每次收到寄来的样本,高利都会放下手上的工作,第一时间鉴定并给出防控建议。
除了小麦,高利还会不定期收到“生病”的瓜果蔬菜。有一回,新入实验室的学生很高兴地说:“高老师,有人送你花!”实验室的师兄师姐检查才发现,是几盆生病发蔫的红掌花,原来是花农请高利鉴定病害。随后,实验室立刻开始鉴定并根据病害类型提出了防控建议。
高利不知道免费提供了多少次咨询,这项工作也成了她保留的社会服务性活动。“新冠肺炎患者需要医生及时救治,疑似小麦矮腥黑穗病的样本也需要有效处置,我们有责任给农民提供专业的建议。”高利说。
在生活中,高利也是热心肠。2021年11月,《时尚芭莎》杂志给高利做了一期人物专访。她坦言,答应接受采访是帮朋友的忙。“另外,时尚在女性圈子里的影响较大,如果姑娘们翻时尚杂志时发现女科学家也可以很时尚,岂不更好?抱着说不定能影响更多人从事科研工作的想法,我就挑战了一下自己。”她说。
“其实,我自己根本不时尚,甚至很土。”高利说,小麦矮腥黑穗病的防控策略跟我国的新冠肺炎防控策略类似——外防输入、内防反弹。除了在实验室做研究,高利每年有近一半的时间在麦田工作。
每年小麦收获的季节,也是调研小麦病害的好时机,为了防暴晒,高利在麦田做研究时从头武装到脚,但一个夏天过去,还是几乎被晒脱了一层皮。有时碰到下雨天,麦田里走一遭鞋子就变得很脏,高利总是换上备用鞋再走进入住的酒店,“不然全是麦芒和泥巴,会给清洁工增加工作负担”。
高利脚勤手也勤,截至目前已经发了150多篇论文,她还挤时间申请了20多项专利。“喜欢看论文的就看论文,爱看专利的就看专利,我希望更多人受益于这些研究成果。”她说。
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