王春 劉禹
30多年前,受制于農(nóng)藥和育種技術(shù),農(nóng)民種水稻往往要“靠天吃飯”。那時,剛開始讀研的何祖華目睹了發(fā)生在浙江東輝山區(qū)的一幕:蔫黃的水稻頂著白穗,整塊稻田顆粒無收。從此,他下定決心,要和稻瘟病“死磕”到底。
這種病被稱為“水稻的癌癥”,病情一旦蔓延,很難得到控制。從碩士課題開始,何祖華的研究方向幾乎從未離開過稻瘟病。
除了噴農(nóng)藥,抗擊稻瘟病就只剩一條路可走——篩選出水稻抗病基因進行育種?!暗疚敛【拖窳餍行愿忻?。”何祖華說,一方面,由于不同地域的病原菌一般不同,目前已有的25個抗稻瘟病基因做不到“包治百病”,并尚不能向全國推廣。另一方面,如果把這些抗病基因整合到一個品種里,雖然抗病性提高了,但“大補”后水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)會打折扣。
為了解決這個長期困擾育種界的瓶頸問題,何祖華于2002年開始與育種家展開合作,廣泛篩選廣譜持久的抗病基因。此時,他正式“打響”了抗擊稻瘟病的第一槍。
篩選基因位點的工作量巨大,一般人很難想象。僅是建立基因組文庫這一項,團隊就篩選出幾萬個基因組進行克隆。不只是在國內(nèi),就是在國際上也很少有人會花這么多時間和精力去構(gòu)建這些基因組文庫,然而何祖華團隊一做就是兩年。
2006年,他們終于鑒定出了一個幾乎能對抗稻瘟病所有變異病菌的基因位點Pigm。而后,何祖華團隊又花了10年時間來系統(tǒng)解析這個位點的作用機制。
Pigm基因是一個矛盾綜合體,有兩個功能完全相反的基因:一個能抗病,卻令水稻種子變小,導致減產(chǎn);另一個能增產(chǎn),卻會抑制抗病性。它們“聯(lián)手”的結(jié)果是,稻瘟病只能部分侵染水稻的葉片等組織?!斑@樣一來,由于病原菌尚有生存空間,就不會‘狗急跳墻,累積變異以求對抗這個抗病基因?!焙巫嫒A學生鄧一文說。這種矛盾屬性反而使Pigm基因具有了持久的抗病性,同時還能保證高產(chǎn)。