一場堅持30年的糧食保衛(wèi)戰(zhàn)

“聽到農(nóng)藥二字，老百姓常常談藥色變。不過我有信心，我們研制的農(nóng)藥比有的醫(yī)藥還安全?！蹦暇┺r(nóng)業(yè)大學植物保護學院教授周明國說。他帶領(lǐng)課題組完成的“創(chuàng)制殺菌劑氰烯菌酯選擇性新靶標的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”獲得2018年度國家科技進步獎二等獎。

上世紀70年代中期，一場突如其來的小麥赤霉病害席卷長江中下游和淮河流域。小麥赤霉病又名麥穗枯、爛麥頭，不僅會造成小麥嚴重減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)，還會讓生病的小麥含有病菌毒素等有害物質(zhì)，嚴重危害人畜健康，完全失去食用和飼用價值。

1982年初，周明國從南京農(nóng)學院植保系畢業(yè)并留校工作。從那時起，他就選擇了病害防控和殺菌劑研究，誓要打贏這場糧食保衛(wèi)戰(zhàn)。

2010年，周明國團隊發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致小麥赤霉病的罪魁禍首——一種叫作鐮刀菌的微小生物，并掌握其致病機理、流行規(guī)律及防治方法，以第二完成單位獲得國家科技進步獎二等獎。

此后，防治小麥赤霉病和水稻惡苗病的殺菌劑“多菌靈”被廣泛使用。誰知好景不長，局部地區(qū)相繼暴發(fā)了糧食作物抗藥性災(zāi)害。

“鐮刀菌在被絞殺的過程中不斷演化，形成了抗性變異群體?！敝苊鲊忉屨f，“殺菌劑不僅不起作用，反而讓小麥和水稻的病情惡化，甚至刺激病菌產(chǎn)生更多的毒素?！?/P>

找不到解決方法的種植戶，只能盲目增加農(nóng)藥用量，混用各類農(nóng)藥。藥害、農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染和作物毒素含量成倍增長等問題層出不窮。2012年，周明國以第一完成人的身份再獲國家科技進步獎二等獎。其成果探明了水稻惡苗病、油菜菌核病和小麥赤霉病菌等作物病原菌抗藥性的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，研發(fā)出快速診斷技術(shù)和對抗病害的新式“武器”。

這種叫作“氰烯菌酯”的武器，防治小麥赤霉病的威力高于傳統(tǒng)農(nóng)藥3倍，用藥量可減少一半以上，能降低小麥谷粒中90%的鐮刀菌毒素，對動植物和環(huán)境微生物卻是安全的。

在新攻關(guān)周期里，周明國團隊開始著眼于如何讓“氰烯菌酯”殺菌的“槍法”更為精準。經(jīng)過反復(fù)試驗，他們發(fā)現(xiàn)了殺菌劑極其重要的新靶標——肌球蛋白-5。它們在細胞營養(yǎng)中起到運輸提供能量的關(guān)鍵作用。只要殺菌劑能夠瞄準這個靶標，鐮刀菌就會一擊斃命。

不過，肌球蛋白的結(jié)構(gòu)不斷變化，很可能利用自己百變的特性，躲避打擊而產(chǎn)生新的抗藥性。團隊探明了肌球蛋白-5對藥物敏感性的分化機制，揭示了各位點變異頻率和抗性風險。團隊還研制出“組合型武器”，可根據(jù)不同生態(tài)區(qū)域病害發(fā)生特征和抗藥性發(fā)展風險，同時瞄準不同的“靶心”。周明國團隊第三次獲得國家科技進步獎二等獎。

幾年來，該成果已在病害發(fā)生最嚴重的10個省市推廣，防控小麥赤霉病和水稻惡苗病9000多萬畝，減少用藥4650噸，減損糧食340萬噸，降低麥粒真菌毒素含量85%，減少經(jīng)濟損失220多億元。

“現(xiàn)在還不能高枕無憂。”周明國認為，盡管有了緩兵之計，但是抗藥性遲早還會卷土重來。剛剛走下領(lǐng)獎臺的團隊，已踏上這場糧食保衛(wèi)戰(zhàn)的新戰(zhàn)場。他們得爭分奪秒，力爭在“緩兵”期內(nèi)，研發(fā)出更加先進的“武器”。

《中國教育報》2019年01月21日第2版