今年中央一號文件提出,加大農業(yè)面源污染治理力度,開展農業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動,實現化肥農藥使用量負增長。
化肥農藥使用量負增長,對我國農村生態(tài)環(huán)境逐步改善具有重要意義。今年春耕生產的一大亮點就是綠色發(fā)展,各地持續(xù)推進化肥農藥減量增效,保持化肥農藥使用量負增長。
但是,這也給農業(yè)的綠色防控提出更高要求。我國農作物病蟲害近年來呈多發(fā)重發(fā)態(tài)勢,如何在少打農藥的同時做好防控工作,農業(yè)部門和科研機構都想了不少好辦法,比如生物防治、燈光誘殺等。最近,科學家們又有一個重大發(fā)現,那就是提高和增強植物自身的免疫力,讓農作物練就一副“百毒不侵”的好身板。
4月5日,國際權威學術期刊《科學》發(fā)表了一項突破性成果——中國科學家團隊發(fā)現首個抗病小體,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”,人們可以想方設法更好地提升植物免疫力,還能“從頭到腳”地去設計更為強大的抗病蟲農作物。農作物自身抗病蟲害能力提高了,化學農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?麻辣財經工作室采訪了相關專家。
“抗病小體”主要抗病菌,提高植物防御能力
此前,學界一直認為抗病小體應該在植物中存在,但卻從來沒有人發(fā)現過它,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隊研究發(fā)現了病原細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,一般能識別出細菌,并調動細胞內的防御系統(tǒng)來抵抗它。”
但可別高興太早,以為這樣就能把入侵的細菌打敗。細菌可狡猾著呢,它們才不會輕易繳械投降,而是會偷偷地向植物細胞內分泌毒性蛋白,利用特殊化學反應精準破壞植物防御系統(tǒng)的關鍵蛋白。
不過,也不用太擔心,“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,用來欺騙細菌的毒性蛋白。
周儉民說:“等入侵細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)反應來殺死細菌。”
在發(fā)現了抗病蛋白所需的所有零件基礎上,周儉民團隊又聯合清華大學柴繼杰團隊以及清華大學王宏偉團隊共同合作,對蛋白結構開展了進一步的研究,更多關于植物免疫系統(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”終于現身了。
“這個抗病小體具備重新調動防御系統(tǒng)的能力,并在植物細胞膜上發(fā)出自殺指令,讓受到感染的植物細胞與細菌同歸于盡,從而保護其它健康細胞。”周儉民說,“我們接著又對抗病小體的工作機制進行了研究,發(fā)現它很可能就是植物細胞死亡和免疫執(zhí)行者。”
