今年中央一號文件提出,加大農(nóng)業(yè)面源污染治理力度,開展農(nóng)業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動,實現(xiàn)化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長。
化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長,對我國農(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。
但是,這也給農(nóng)業(yè)的綠色防控提出更高要求。我國農(nóng)作物病蟲害近年來呈多發(fā)重發(fā)態(tài)勢,如何在少打農(nóng)藥的同時做好防控工作,農(nóng)業(yè)部門和科研機構(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)家們又有一個重大發(fā)現(xiàn),那就是提高和增強植物自身的免疫力,讓農(nóng)作物練就一副“百毒不侵”的好身板。
4月5日,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了一項突破性成果——中國科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)首個抗病小體,并成功解析其作用機理。這項成果意味著,利用這個“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)計更為強大的抗病蟲農(nóng)作物。農(nóng)作物自身抗病蟲害能力提高了,化學(xué)農(nóng)藥的施用量自然就會大大減少。
那么,“抗病小體”到底有多大本事?它又會對傳統(tǒng)抗病分子育種帶來怎樣的改變?除了抗病分子育種,目前還有哪些綠色抗病蟲方法?麻辣財經(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,但卻從來沒有人發(fā)現(xiàn)過它,更不知道它長啥樣?為了能一睹真容,20多年來各國科學(xué)家都在堅持不懈地努力探尋。
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”顯露蛛絲馬跡的開始。
周儉民解釋說:“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,一般能識別出細(xì)菌,并調(diào)動細(xì)胞內(nèi)的防御系統(tǒng)來抵抗它。”
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,它們才不會輕易繳械投降,而是會偷偷地向植物細(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,也不用太擔(dān)心,“道高一尺魔高一丈”。植物在長期的斗爭中變得更加高明,進(jìn)化出由抗病蛋白和誘餌蛋白組成的第二道防線,用來欺騙細(xì)菌的毒性蛋白。
周儉民說:“等入侵細(xì)菌的毒性蛋白破壞誘餌蛋白時,會迅速激活抗病蛋白,啟動植物防衛(wèi)反應(yīng)來殺死細(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)隊又聯(lián)合清華大學(xué)柴繼杰團(tuán)隊以及清華大學(xué)王宏偉團(tuán)隊共同合作,對蛋白結(jié)構(gòu)開展了進(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。
在上述這個植物啟動免疫系統(tǒng)進(jìn)行防御的過程中,科研人員還驚喜地發(fā)覺,受到毒性蛋白破壞的誘餌蛋白,會引起抗病蛋白發(fā)生一系列構(gòu)象改變,聚合形成一個叫“抗病小體”的蛋白機器。
就這樣,傳說中的“抗病小體”終于現(xiàn)身了。
“這個抗病小體具備重新調(diào)動防御系統(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,“我們接著又對抗病小體的工作機制進(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。”
