今年中央一號(hào)文件提出,加大農(nóng)業(yè)面源污染治理力度,開(kāi)展農(nóng)業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動(dòng),實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長(zhǎng)。
化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長(zhǎng),對(duì)我國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境逐步改善具有重要意義。今年春耕生產(chǎn)的一大亮點(diǎn)就是綠色發(fā)展,各地持續(xù)推進(jìn)化肥農(nóng)藥減量增效,保持化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長(zhǎng)。
但是,這也給農(nóng)業(yè)的綠色防控提出更高要求。我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)害近年來(lái)呈多發(fā)重發(fā)態(tài)勢(shì),如何在少打農(nóng)藥的同時(shí)做好防控工作,農(nóng)業(yè)部門(mén)和科研機(jī)構(gòu)都想了不少好辦法,比如生物防治、燈光誘殺等。最近,科學(xué)家們又有一個(gè)重大發(fā)現(xiàn),那就是提高和增強(qiáng)植物自身的免疫力,讓農(nóng)作物練就一副“百毒不侵”的好身板。
4月5日,國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了一項(xiàng)突破性成果——中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)首個(gè)抗病小體,并成功解析其作用機(jī)理。這項(xiàng)成果意味著,利用這個(gè)“抗病小體”,人們可以想方設(shè)法更好地提升植物免疫力,還能“從頭到腳”地去設(shè)計(jì)更為強(qiáng)大的抗病蟲(chóng)農(nóng)作物。農(nóng)作物自身抗病蟲(chóng)害能力提高了,化學(xué)農(nóng)藥的施用量自然就會(huì)大大減少。
那么,“抗病小體”到底有多大本事?它又會(huì)對(duì)傳統(tǒng)抗病分子育種帶來(lái)怎樣的改變?除了抗病分子育種,目前還有哪些綠色抗病蟲(chóng)方法?麻辣財(cái)經(jīng)工作室采訪了相關(guān)專家。
“抗病小體”主要抗病菌,提高植物防御能力
此前,學(xué)界一直認(rèn)為抗病小體應(yīng)該在植物中存在,但卻從來(lái)沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)過(guò)它,更不知道它長(zhǎng)啥樣?為了能一睹真容,20多年來(lái)各國(guó)科學(xué)家都在堅(jiān)持不懈地努力探尋。
2012年—2015年期間,中科院遺傳所周儉民團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)了病原細(xì)菌和植物之間令人驚嘆的攻防策略。這也是“抗病小體”顯露蛛絲馬跡的開(kāi)始。
周儉民解釋說(shuō):“植物細(xì)胞表面有許多受體,它們是植物免疫系統(tǒng)的第一道防線,一般能識(shí)別出細(xì)菌,并調(diào)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的防御系統(tǒng)來(lái)抵抗它。”
但可別高興太早,以為這樣就能把入侵的細(xì)菌打敗。細(xì)菌可狡猾著呢,它們才不會(huì)輕易繳械投降,而是會(huì)偷偷地向植物細(xì)胞內(nèi)分泌毒性蛋白,利用特殊化學(xué)反應(yīng)精準(zhǔn)破壞植物防御系統(tǒng)的關(guān)鍵蛋白。
不過(guò),也不用太擔(dān)心,“道高一尺魔高一丈”。植物在長(zhǎng)期的斗爭(zhēng)中變得更加高明,進(jìn)化出由抗病蛋白和誘餌蛋白組成的第二道防線,用來(lái)欺騙細(xì)菌的毒性蛋白。
周儉民說(shuō):“等入侵細(xì)菌的毒性蛋白破壞誘餌蛋白時(shí),會(huì)迅速激活抗病蛋白,啟動(dòng)植物防衛(wèi)反應(yīng)來(lái)殺死細(xì)菌。”
在發(fā)現(xiàn)了抗病蛋白所需的所有零件基礎(chǔ)上,周儉民團(tuán)隊(duì)又聯(lián)合清華大學(xué)柴繼杰團(tuán)隊(duì)以及清華大學(xué)王宏偉團(tuán)隊(duì)共同合作,對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)開(kāi)展了進(jìn)一步的研究,更多關(guān)于植物免疫系統(tǒng)的奧秘被揭示出來(lái)。
在上述這個(gè)植物啟動(dòng)免疫系統(tǒng)進(jìn)行防御的過(guò)程中,科研人員還驚喜地發(fā)覺(jué),受到毒性蛋白破壞的誘餌蛋白,會(huì)引起抗病蛋白發(fā)生一系列構(gòu)象改變,聚合形成一個(gè)叫“抗病小體”的蛋白機(jī)器。
就這樣,傳說(shuō)中的“抗病小體”終于現(xiàn)身了。
“這個(gè)抗病小體具備重新調(diào)動(dòng)防御系統(tǒng)的能力,并在植物細(xì)胞膜上發(fā)出自殺指令,讓受到感染的植物細(xì)胞與細(xì)菌同歸于盡,從而保護(hù)其它健康細(xì)胞。”周儉民說(shuō),“我們接著又對(duì)抗病小體的工作機(jī)制進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)它很可能就是植物細(xì)胞死亡和免疫執(zhí)行者。”
