中國工程院院士康振生:
堅持分區防控,降低“小麥癌症”危害
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康振生院士 受訪者供圖
做我們這行,“低頭一身汗,抬腿兩腳泥”是工作常態,40多攝氏度下田調查不是“能不能”的問題,是“必須做”的事。不下田,連材料長什麼樣都不知道,不可能做好農業科研。
——康振生
人物檔案
康振生,植物病理學家,中國工程院院士,西北農林科技大學植物保護學院教授、博士生導師。率領團隊對小麥條鏽病、赤霉病等重大病害的發生規律、致病機理與防治技術等開展了系統的研究。獲評全國先進工作者、全國優秀共產黨員、全國優秀科技工作者、全國模范教師、陝西省“三秦楷模”﹔獲得國家科學技術進步獎一等獎、二等獎、三等獎,寶鋼優秀教師特等獎,陝西省最高科學技術獎。

康振生(中)指導學生開展科研。 記者 王禹涵攝
今年“七一”前夕,中國工程院院士、西北農林科技大學教授康振生獲評全國優秀共產黨員。不久前,他又被授予陝西省“三秦楷模”稱號。面對榮譽,這位年近七旬的院士說:“沒做啥驚天動地的事,就是實實在在做了幾十年農業科研人該做的事。”
這份“實在”,落在麥田裡,是康振生攻克小麥條鏽病幾十年的努力。條鏽病被稱為“小麥癌症”,是威脅我國糧食安全的重大病害。康振生40余年扎根西部,帶領團隊摸清了病害流行規律,提出分區防控策略,構建起覆蓋全國超60%小麥種植區的防控技術推廣體系,使條鏽病發生面積減少50%以上。
2025年,他帶領團隊繪制出全球首張小麥抗條鏽病基因全景圖譜,為抗病育種提供了精准導航,我國小麥病害防控基礎研究躍居國際領先地位。
近日,科技日報記者對康振生進行了專訪。
小麥條鏽病實現“可防可控、有病無災”
記者:為什麼要高度重視小麥條鏽病防控?您的導師李振岐先生早期開展了哪些基礎性工作?
康振生:條鏽病流行速度很快,危害很大,而且是氣傳性病害——病菌可以隨氣流傳播到全國所有小麥種植區。1950年條鏽病大流行時造成60億公斤小麥減產,佔當時全國小麥總產量的41.4%,舉國震動。做好條鏽病防控,根本目的是保障國家糧食安全。
我的導師李振岐先生從上世紀50年代開始對此進行研究。他用6年時間,發現條鏽病的病源在海拔1600米以上的冷涼地區。條鏽菌在這些地區躲過夏天,到了秋季再由西向東傳播到東部麥區。這項基礎性工作為我國條鏽病防控奠定了基礎。
記者:您和團隊后續又開展了哪些工作?
康振生:我們這一輩人要在老先生的研究基礎上繼續回答兩個問題:一是條鏽菌由西向東傳播的時空規律是什麼、何時防治最有效﹔二是抗病品種為什麼3到5年就失效,症結在哪裡。
幾十年來,我們通過田間調查、室內實驗和分子生物學手段,把條鏽病發生的區域劃分為越夏區、冬繁區和春季流行區,摸清了病害的“來龍去脈”。我們提出小麥條鏽病分區防控策略,並針對三大區域建立了關鍵技術體系。如今,全國條鏽病發生面積降低了50%以上,年均挽回20億公斤小麥損失,小麥條鏽病達到了“可防可控、有病無災”的狀態。
記者:小麥條鏽病分區防控策略如何從實驗室走向田間?
康振生:我們把全國麥區劃分為三大區域。越夏區在陝甘寧川交界的海拔1600米以上區域,條鏽菌在那裡度夏﹔冬繁區在湖北、四川、陝西南部等溫暖地帶,病菌在此越冬﹔春季流行區就是黃淮海主產麥區,春季病菌由西向東、由南向北擴散過來。
分區防控的核心思路是“重點治理越夏區、持續控制冬繁區、全面防控春季流行區”。在越夏區調整種植結構,壓縮小麥面積,增加果樹、蔬菜和馬鈴薯,既壓低初始菌源,又提高農民收益﹔在冬繁區通過藥劑拌種和早期噴藥壓低菌源基數﹔在春季流行區合理布局不同抗病品種,形成生物屏障,讓病菌“無路可走”。
記者:過去學界普遍認為條鏽菌主要通過夏孢子進行無性繁殖,但您和團隊發現它還能通過野生灌木小檗進行有性生殖。
康振生:是的,這是一個挑戰常識的過程。過去文獻記載,小檗是小麥稈鏽菌的轉主寄主,跟條鏽菌無關。但我們在田間調查時注意到一個現象,麥田旁邊是小檗,小麥感染條鏽病時,小檗也在發病。我們就想,這會不會是同一個病原菌。
帶著疑問,我們把標樣帶回實驗室,通過室內人工接種、逐項鑒定,最終確認小麥條鏽菌確實可以在小檗上完成有性生殖。但確認只是第一步,我們還要搞清楚小檗在全國的分布、有什麼種類。
小檗的種子靠鳥傳播,大多長在半山腰甚至更高的地方,給調查帶來了很大困難。為了完成調查,我們坐馬車、爬山涉水,用了整整10年時間,跑遍了全國主要麥區,最終摸清了小檗的分布和種類,為后續防控策略的制定提供了依據。
這些發現回答了三個關鍵問題:越夏區為什麼被稱為“病窩子”?為什麼新小種不斷產生?為什麼抗病品種總是在這裡率先喪失抗性?答案指向同一個源頭——小檗是條鏽菌有性生殖發生的場所。病原菌在這裡通過雜交、基因重組不斷產生新小種。
搞清楚機制之后,我們提出了一系列針對性措施。其中最直接的方法是“有性阻滯”。我們把麥草垛用塑料布捂好,冬孢子就飛不出去,沒法侵染小檗,有性生殖也就沒法發生。結構調整也是一個關鍵方法,在越夏區少種小麥、多種果樹蔬菜,從源頭上壓縮菌源。同時在不同麥區合理布局不同的抗病基因,形成生物屏障。這些技術后來在全國得到推廣應用。
需要強調的是,發現小檗的角色后,我們從未想過將其“趕盡殺絕”。病害也是一種生命,在自然進化中自有其存在的道理。我們不應僅從人類利益出發試圖消滅某個物種。我們的目標是把條鏽菌控制在危害水平以下,即產量損失不超過3%,實現生態平衡。這才是可持續、綠色、生態友好的防控之道。
破解抗病基因布局難題
記者:去年您的團隊聯合多家單位繪制出全球首張小麥抗條鏽病基因全景圖譜。這張圖譜解決了哪些育種難題?
康振生:過去育種家是“瞎子摸象”。我們不知道小麥基因組裡有多少抗病基因,也不知道它們位於哪條染色體上、相互之間如何配合。這張圖譜正是為了解決這個“看不見”的問題而生的。這張圖譜涵蓋431個遺傳位點,將抗病基因在染色體上的位置一一標注,相當於為育種工作者提供了“基因導航圖”。
有了這張圖,育種工作者能夠精准判斷哪些抗病基因組合在一起是最佳方案,從而進行分子設計育種。目前,3個突破性抗病基因的應用價值已被成功驗証:Yr5x基因對當前流行的強毒菌株表現出顯著抗性﹔Yr6/Pm1基因首次實現了條鏽病與白粉病的雙重防控﹔YrKB基因則同時抵御條鏽病和葉鏽病,並首次實現抗病性與產量的協同提升。
這些抗病基因已經通過標記技術設計到基因芯片上,正在指導抗病品種選育,平台轉化收益達2000萬元。不久后,帶有新基因的品種將應用於生產。這張圖譜破解了困擾學界百年的抗病基因布局難題,有望將品種抗病壽命從3到5年延長到10年以上。
記者:幾十年來,您走遍陝甘青等小麥主產區。如今的田間發生了哪些變化?
康振生:20多年前我們提出在越夏區少種小麥、多種果樹蔬菜,當時還只是一個設想。今天再去看,小麥面積已經壓低了將近50%,老百姓種馬鈴薯、種油菜、種蔬菜,比種小麥收入高,還能減少病害。整個農業生態結構變了,條鏽病的越夏和傳播被人為“切斷”了一大截。更讓我欣慰的是,這種變化是可持續的。老百姓不用年年跟病害“死磕”,收入增加了,形成了一種良性循環。病虫害防控不再是單純的“治”,而是融入了產業升級和生態改善的大盤子。
記者:中國的條鏽病防控技術已推廣到全球20多個國家和地區。它在不同生態條件下效果如何?
康振生:每個國家的條鏽病發生規律不一樣,必須因地制宜。我們採取“授人以漁”的方式,比如對共建“一帶一路”國家的來華留學生,我就問他們:你的國家有沒有條鏽病?病原菌會不會變異?當地有哪些抗原材料?我會建議他們先摸清病害發生規律,再制定適合本國的防控方案。
同時,我們團隊也在國外建立合作基地,開展聯合研究。這不叫“推廣”,叫“共同解決”。中國的條鏽病防控經驗,証明了我們有能力為全球糧食安全貢獻中國智慧、中國方案。
記者:您曾說“只要地裡還有病,研究就不能停”。未來您和團隊在條鏽病防控上的目標是什麼?
康振生:我們的目標可以從三個層面來理解。
基礎研究層面,進一步深化對抗病基因與病原菌互作機制的認識。基因圖譜已經繪就,但很多基因的功能和調控網絡仍有待深入,特別是如何讓多個抗病基因在同一個品種裡協同發揮作用,這是下一步要攻克的難題。
技術應用層面,做兩件事:一是更精准的測報預警。每年從越夏區有多少菌源吹出來、落下來多少、能引發多大流行,要從定性走向定量,把測報變成數據驅動的精准決策。二是抗病基因的多樣化布局。科學配置不同的抗病基因組合,讓病菌“無計可施”。
綠色防控層面,把“綠色”理念貫穿始終。不是靠農藥“硬防”,而是通過生態調控、生物屏障、抗病品種合理布局,實現病害的可持續治理。
我們永遠不變的初心就是站在新的起點上,把事情做得更精准、更綠色、更可持續,為保障國家糧食安全繼續貢獻力量。
“低頭一身汗,抬腿兩腳泥”是工作常態
記者:您的導師李振岐先生是我國小麥條鏽病研究的奠基人。他對您最深的影響是什麼?
康振生:李老師給我的影響,滲透在每一個細節裡。
首先是責任感。當年條件艱苦,他騎自行車、騎毛驢一路向西,用6年時間找到條鏽病越夏區。1992年,70歲的李老師和我們一起坐火車去隴南調查。晚上9點上車,坐了一夜硬座,第二天清晨6點到站,下了車就下地。他讓我明白什麼叫“問題來自田間,回到田間”。
其次是如何帶團隊。他常講兩句話。一句是“人跟十個指頭一樣,有長有短。看人一定要看長處,才能學到東西﹔總看短處,永遠不會完善自己”。另一句是“跟人打交道,永遠不要怕吃虧,把工作完成好才是目標”。
再次是對科學真理的執著。他留給我一個問題,小麥品種為什麼會喪失抗病性?這個問題我用了很多年才找到答案。他不輕易給結論,而是讓我自己去調查、去發現。這種啟發式引導,讓我養成獨立思考的習慣,也讓我明白科學研究來不得半點馬虎。
最后是甘為人梯的胸懷。他從不擔心學生超過自己,反而把學生的成長當作最大的欣慰。
李老師那一代人用“土辦法”讓中國條鏽病研究躋身世界前列,我們這一代只是接過接力棒,繼續往前跑。
記者:今天您作為團隊帶頭人,又是如何把這種精神傳遞給年輕人的?
康振生:西北農林科技大學裡有一座被師生稱為“東南窯”的小麥條鏽病低溫實驗室。它原是廢棄窯洞,上世紀70年代末李老師發現這裡冬暖夏涼、溫度恆定,正適合條鏽菌低溫研究,便帶著團隊改造窯洞、搭建溫室。沒有設備,就用煤油燈照著顯微鏡看菌斑。一孔簡陋窯洞,就這樣成了我國小麥條鏽病研究的起點。
我接手后,在這個窯洞裡一待就是十多年。后來條件慢慢改善,加上了智能控溫裝置,煤油燈換成了基因測序儀。但“腳踩泥土”的傳統從未改變。如今,“師承相續、團隊協作、艱苦奮斗、潛心鑽研”的文化,是我們最寶貴的精神財富。
植物免疫團隊正是在這種文化滋養下成長起來的。對團隊裡的每一個成員,我都仔細規劃其成長和研究方向,充分尊重個人興趣和優勢,同時把大家擰成一股繩。如果說分工協作、規劃方向是把大家“擰成一股繩”的機制保障,那麼有話直說、有事一起扛,就是讓這根繩擰得更緊的團隊氛圍。
培養年輕人,關鍵在三點。一要培養年輕人能吃苦。做我們這行,“低頭一身汗,抬腿兩腳泥”是工作常態,40多攝氏度下田調查不是“能不能”的問題,是“必須做”的事。不下田,連材料長什麼樣都不知道,不可能做好農業科研。二要教育年輕人有耐心。一個好品種、一個好基因,沒有十年磨一劍的堅持出不來。三要多給機會。讓年輕人在實戰中挑大梁。這些年團隊培養了300多名研究生,其中國家級領軍人才11人、青年人才13人,支撐了我國條鏽病防控研究在國際上的領先地位。
記者:對年輕人,您有什麼想說的?
康振生:新的時代給了年輕人新的機會。今天的年輕人,知識面寬、視野開闊,獲取知識的渠道比我們當年多得多,思路也更活躍。
但想要獲得更高的成就,我有幾點建議。首先,要把自己的發展和國家的需求結合起來。年輕人有自己的理想和追求,這很好。如果做的事恰好是國家需要的、農業需要的,就不僅能充分展示才能,還能為國家作出貢獻。這種成就感和價值感,是金錢買不來的。其次,不要迷信權威,要敢於挑戰常識。我們當年發現小檗是條鏽菌的寄主,就是在挑戰前人定論的基礎上起步的。科技進步靠的就是一代代人打破舊觀念、建立新認知。這個過程中會有質疑、會有失敗,但正是這些失敗,幫助我們排除了錯誤的方向。(記者 王禹涵)
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