从“根”上给农作物“治病治虫”

访“农作物重大病虫害成灾机理及调控基础的研究”项目组

记者：所有人都知道农作物病虫害是影响农业生产和农作物产量的一个重要因素，那这种影响到底达到了一个什么程度？

    彭友良：农作物的病虫害对农作物产量的影响的确很大，就是在我们采取措施防治以后，因病虫害造成的减产还达到我国粮食总产量的10%以上，10%是个什么概念？我国年产粮食4.8亿吨，10%%就是480亿公斤，按每人年消费粮食400斤算，就是间接的损失了1—2亿人的口粮。如果不采取措施那损失无法想象，可能会达到30%—40%。而且现在不少病害虫的经常大面积发生，防治上稍有不慎损失就会加大。

    记者：农作物的病虫害有很多种，影响很大，原因也多种多样，我们项目组的研究从哪里入手？

    彭友良：我们有关农作物重大病虫害成灾机理及调控基础的研究分为虫害和病害两个方面。导致我国虫害猖獗的主要问题是不少害虫产生了抗药性，农药对它们的作用越来越小。引起病害大流行的主要原因是作物品种抗病性丧失的问题。我们的项目核心任务就是解决两大关键问题。

    围绕这两个关键问题，我们以水稻稻瘟病、棉铃虫等农作物重大病虫害为主要研究对象，在病原物致病性及其变异的分子机理、植物抗病性的分子机理、持久抗病基因工程的策略和途径、害虫的迁飞和滞育、抗药性和种群分化、增强生物控害功能的有效途径、病虫害灾变的预警理论等方面进行了系统的研究。研究这些内容的目的就是为研发新农药和培育广谱抗病虫农作物新品种提供理论指导、奠定技术基础。

    记者：课题也据此设计？

    彭友良：是的。我们设置10个研究课题，包括在群体、个体、细胞、分子水平上深入研究病原物致病性及其变异的分子机制、抗病基因的克隆、植物抗病信号的传递、防卫基因的诱导及调控机制以及作物持久抗病性的分子育种途径；系统地研究害虫迁飞和滞育的机制、害虫种群分化和抗药性遗传变异机制、害虫与植物和天敌间互作机理，增强生物控害功能的有效途径以及害虫灾变的预警系统建立。

    记者：你们的研究成果有什么创新性？

    彭友良：我们取得了一批既有理论意义又有应用价值的成果。有关病害方面，如：克隆了具有自主知识产权和应用价值的水稻抗病新基因和双向启动子，不仅有助于阐明水稻抗病性的分子机理，也为通过基因工程培育广谱抗病水稻提供了有用基因和启动子。这一成果在我们应对现在作物品种抗病基因型单一、培育具有多种抗病基因的农作物新品种方面有着很现实的意义。

    我们还发明了“基因沉默技术研究植物功能基因的新方法”。该方法就是把改造的病毒载体植入农作物体内，来抑制相应的功能基因的表达，进而研究植物相应的基因的功能。这项发明是首次利用植物DNA病毒的卫星DNA分子建立的基因沉默技术，卫星DNA沉默载体可以诱导转基因、内源基因及分子组织特异性表达的基因发生沉默，还可以同时抑制多个基因的表达，并在所用测定的寄主植物上都能诱导高效的基因沉默。该项成果的科学意义在于建立了一个利用基因沉默技术研究功能基因的技术平台，为大规模进行植物功能基因鉴定提供了技术保障，这对我国发掘具有自主知识产权的植物基因资源，进而改良农作物具有重要意义，将在农业领域产生重要影响。

    在虫害方面，发现、证实了褐飞虱导致靶标抗性产生的功能突变位点，并利用该突变位点设计建立了褐飞虱对吡虫啉靶标抗性的分子检测技术，并通过实际检测进行了验证，准确率达到99%%。从棉蚜中克隆了两个乙酰胆碱酯酶基因，发现5个抗性棉蚜品系基因中均存在抗药性功能突变位点。这些成果不仅阐明了害虫产生抗药性的分子制，也为检测抗药性害虫种群奠定了技术基础，在害虫抗药性治理上有重要的潜在应用价值。

    记者：这些理论研究成果是否能够给将来的应用提供了很好的基础？

    彭友良：上述三项重要成果就具有应用前景。除此之外，我们的项目还取得了一些其他可直接应用的或具有应用前景的成果。如：构建了全程表达对昆虫专一的蝎子麻痹神经毒素基因的重组粉纹夜蛾核多角体病毒vTnIA35和缺失egt基因而表达gfp标记基因的重组甜菜夜蛾核多角体病毒SeXD1等两株提高控害效能的重组杆状病毒，已获国家批准进入了田间小试，并取得了良好小区试验。利用转座子获得的新型转基因工程菌TnY，既杀鳞翅目害虫又杀双翅目害虫，且害虫不易产生抗性，并对斜纹夜蛾幼虫的毒力提高了2倍以上，目前也已通过国家有关评估，完成了田间小试。

    从稻瘟菌、稻白叶枯菌、水稻矮缩病毒等重要病原物中克隆和证明了多个致病性或致病力新基因，其中有些致病性基因不仅在理论上有助于阐明病原物致病性的分子机理，在应用上对于筛选新靶标用于新型农药的设计具有指导意义。