一孔窑洞走出两院士 ——两代科学家接力破解小麦条锈病之谜

李振岐与康振生在窑洞实验室工作。图片由西北农林科技大学提供

■记者姜泓通讯员靳军

在西北农林科技大学北校区的五台山东南脚下，有一排著名的窑洞。建校初期，于右任先生率众在这里办公，人们称之为“于窑”。后来，这些窑洞就成了教师们的宿舍。上世纪70年代末，于窑中的一孔窑洞变成了该校植物保护学院的实验室。从这孔窑洞里，先后走出了李振岐、康振生两位中国工程院院士。两代科学家坚持不懈数十载，在世界性难题小麦条锈病的防控研究中取得突出成绩，为我国小麦产区的粮食安全筑起一道坚实的防线。

李振岐：窑洞改建实验室小麦抗病有对策

1950年，新中国遭遇了全国范围内的小麦条锈病大流行。小麦患病后，在叶片、叶鞘、茎秆等部位产生铁锈色的疱状病症，人们就给它起名锈病，也叫“黄疸病”。当年我国损失小麦60亿公斤，据估计相当于当年全国夏季征粮的总数，可够1700万人吃一年。小麦锈病，成为影响我国小麦生产的第一大病害。

当年28岁的李振岐，从西北农林科技大学植物保护系毕业留校任教才一年。他和原陕西农科院植保专家路端谊、刘汉文等为代表的青年科技骨干，走进了专门研究和防治小麦条锈病的全国性协作委员会。

小麦条锈病菌从哪里来？它们是怎样为非作歹的？在没有多少资料可借鉴的情况下，李振岐和同事们在西北小麦产区进行了广泛调查，同时创造性地开展室内外接种试验和太白山区不同海拔高度田间试验。经过六年艰苦工作，李振岐掌握了菌“匪”的基本特点，写出了一篇具有划时代意义的学术论文——《陕、甘、青小麦条锈病发生规律之初步研究》，为研究中国小麦条锈病的流行体系奠定了坚实基础。

1956年，著名的抗条锈高产小麦品种碧蚂1号逐渐出现抗性“丧失”现象。此后，每隔几年，就有大范围种植的小麦良种倒在条锈病的魔爪下。面对小麦生产这一重大问题，李振岐带领团队又开始了新一轮的“剿匪”。

由于锈病病菌只能在10℃～20℃的小麦活体上生长，李振岐和团队成员的实验研究每年也仅仅只能做5个多月。如何才能让科研实验长期开展下去？建人工气候箱投资巨大，且养不起，每年光电费开支就得数十万元。李振岐想到了当时还是职工宿舍的“于窑”——“窑洞里冬暖夏凉，不就是个恒温箱吗？”

1978年，在学校和省上的支持下，李振岐把这孔窑洞改建为低温实验室，挂上“植物免疫实验室”的牌子。

窑洞实验室，一年中至少有9个月能够开展研究工作。通过这个特别的实验室，李振岐和团队成员发现，小麦品种失去抵抗力的原因在于出现了毒性更强的新病菌，而陇南是小麦条锈病度过炎热夏季最容易产生变异而加剧作恶的地区，也是我国小麦品种抗条锈性丧失的关键地带。为此，他将目光再次锁定条锈菌“老巢”，带领团队完善了我国小麦条锈病综合防治技术体系，推动实施以治理陇南易变区为防控策略。他们开展的“小麦品种抗条锈性丧失原因及控制对策研究”，为国家挽回小麦损失折合人民币22.69亿元。

1964年、1990年、2002年，我国还发生了小麦条锈病三次大流行，但小麦减产数量大幅降低，分别为36亿公斤、25亿公斤、14亿公斤。这背后是李振岐院士及其团队的艰辛付出。

李振岐被誉为“中国小麦条锈病防治的开拓者”，被国际植物保护大会授予“杰出贡献奖”。1997年，李振岐当选中国工程院院士，窑洞实验室也因此在国内外名声大振。

康振生：窑洞接使命终于擒“真凶”

1982年初，从西农植物保护专业本科毕业的康振生考上了硕士研究生，第一次被导师李振岐带进了五台山下的窑洞实验室。从此，这里成为他了解小麦锈病、与李振岐院士共同“剿匪”的根据地。

康振生以病原真菌与寄主小麦的互作关系为主攻方向，从组织学、细胞学、分子细胞学及分子生物学等方面寻找“剿灭”小麦条锈菌的突破口。他一直在思考：到底是什么原因导致了小麦条锈菌年年频繁变化，而且变化总在中国西北地区发生？接过导师的担子后，他带领小麦条锈病研究团队对此开展了持续钻研。

2010年，美国科学家通过实验室接种发现小檗感染小麦条锈菌，虽然最后的结论是小檗在小麦条锈菌的有性生殖与病害流行中不起作用，但这条消息还是引起了康振生的高度关注。

小檗是一种枝干上带有小针刺的落叶灌木，在我国南北均有分布。自然界中是否存在感染锈病的小檗？感病小檗上可否分离到小麦条锈菌？条锈菌有性生殖可否导致毒性变异？它与田间病害发生之间有无关系？

带着诸多疑问，康振生率领团队在陕、甘、青、川等地进行了大量的田间跟踪调查研究，寻找自然条件下的小麦条锈菌在小檗上传宗接代的证据，并运用先进的科技手段进行试验，最终获得了重大发现：有性生殖是我国条锈菌致病性变异的主要途径。他们因此也抓到了条锈菌“疯狂作案的真凶”——野生小檗，小麦条锈菌正是在这种广泛分布于西北山区的灌木树叶上“生儿育女”，才使得新一代病菌成为小麦品种的“杀手”。

自然条件下条锈菌有性生殖的发现，在小麦条锈病研究历史上具有“里程碑”意义。康振生教授结合最新理论成果，带领团队研发出了“铲、遮、喷”三字法的小麦条锈病防控关键技术，即铲除麦田边10米范围小檗、遮盖感病小檗周围的麦垛、对麦田周围小檗实时喷施化学杀真菌剂，通过三道防线切断条锈菌有性生殖的发生，延缓条锈菌毒性变异频率，延长小麦抗条锈病品种使用年限。他们将这些防控技术分别在甘肃天水、陕西汉中和宝鸡进行了示范推广。

由于在小麦条锈菌有性生殖及其控制研究上突出的成绩，2016年康振生教授被中国科学技术协会授予“全国优秀科技工作者”奖，2017年11月27日当选中国工程院院士，成为窑洞实验室走出的第二位院士。

“揭示条锈菌毒性变异的遗传与分子机理的工作拉开了序幕，而这也将成为国际研究的热点。今后，我们将持续开展小麦条锈病的绿色防控。在新形势下，既保障国家粮食安全和食品安全，又要保障绿水青山。”展望未来，康振生教授踌躇满志。

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