近日,全球面积最大、病菌致病型覆盖最全面的棉花黄萎病人工病圃在新疆昌吉国家农业高新技术产业示范区正式投用。该科研平台的建成落地,精准破解棉花黄萎病防控痛点难题,为我国棉花稳产增收、产业高质量发展筑牢坚实的科技屏障。
当前正值棉花吐絮关键生长期,在中国农业科学院昌吉综合试验基地,科研人员有序开展病圃品种黄萎病抗性数据采集工作,全力验证、应用全新建成的标准化人工病圃。据介绍,该棉花黄萎病人工病圃总占地面积48亩,由中国农业科学院西部农业研究中心联合植物保护研究所协同建设,是目前全球范围内规模最大、黄萎病致病类型覆盖最齐全的棉花专项科研试验平台。
作为棉花生产中的“头号病害”,黄萎病是典型的土传维管束真菌病害,病菌从土壤中通过棉花根系侵入植株内部,最显著的病症是植株维管束褐化病变。该病会导致棉株矮化、叶片黄化脱落、棉花纤维品质大幅降低,可造成棉花减产15%以上,是长期制约棉花产业稳产增收的顽固性重大病害。
“如果把黄萎病比作棉花患上的病毒性感冒,不同致病型就相当于不同的病毒亚型。”中国农业科学院植物保护研究所副所长、研究员陈捷胤介绍,黄萎病病菌潜藏于棉花维管束内部,常规化学药剂难以渗透防治,且病菌侵染后形成的微菌核可长期留存于土壤中,逐年累积加重病害。同时,传统抗病品种种植存在明显短板,受各地病菌致病型差异影响,品种抗性极易出现“水土不服”,甚至出现年度抗性失效的问题。以往病圃仅单一投放一种致病型,试验数据与田间复杂的病害实际情况差距较大,无法精准适配田间防控需求。
为攻克这一科研难题,自2023年起,科研团队联合多家科研院所、高校开展专项攻坚,将48亩病圃精细划分成16个独立隔离区,系统筛选各类黄萎病致病型代表性菌株,开展规模化扩繁与分区精准播菌作业。经过三年持续强化培育,最终建成可精准匹配各类黄萎病菌致病型的标准化新型人工病圃。
据悉,科研团队通过系统收集、鉴定全国农作物黄萎病菌,结合群体基因组学测序与遗传进化研究,首次明确黄萎病菌可分化为8种致病型,其中专门侵染棉花的致病型有4种,这一研究成果为精准抗病育种提供了核心理论依据。依托该全新病圃,科研人员可精准检测出不同棉花品种针对各类黄萎病菌致病型的完整抗性谱。结合田间病菌致病型动态监测数据,能够实现抗病品种与田间致病型的精准匹配,从根源上解决棉花品种田间抗性不稳定、易失效的产业痛点。陈捷胤表示,该病圃的功能覆盖多元科研领域,不仅能支撑棉花优异抗病基因挖掘、遗传改良、多致病型抗性聚合育种工作,还可为黄萎病无人机高光谱早期监测预警技术研发提供核心试验平台。此外,黄萎病病菌寄主范围广泛,可侵染38科660多种植物,该平台还能为各类农作物黄萎病抗性鉴定、绿色防控技术研发提供重要支撑,赋能全域农作物病虫害绿色防控体系建设。
目前,依托该病圃研发的棉花抗性品种筛选利用技术,已成功纳入农业农村部主推技术,在新疆各大棉区全面推广应用,为棉花黄萎病科学防控、棉田丰产稳产提供了成熟可靠的技术方案。中国农业科学院西部农业研究中心副主任贾金龙表示,后续将充分用好病圃这一公共科研基础设施,聚焦品种抗性鉴定、病害致病机理解析、绿色防控技术迭代升级等核心方向,产出更多贴合生产实际、可落地应用的科研成果,持续筑牢西北农业生物安全屏障,为新疆棉花产业高质量发展注入强劲科技动能。(张童桐 刘晓庆 刘昊清)