把论文写在祖国大地上!她打响麦田保卫战,交上漂亮答卷
北京日报 | 记者 孙乐琪

2022-06-30 09:59 语音播报


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风吹过麦田,麦浪翻滚成金色的海洋,麦芒上闪烁着健康的光泽。

——这是高利梦想里的图景。为了这个梦,她踩着泥土,在实验室和麦区间奔忙。

作为中国农业科学院植物保护研究所研究员,多年来,她挑战危害我国粮食安全的检疫性病害、麦类黑穗病中危害最大且最难防治的小麦矮腥黑穗病。她站在麦田边,以科学作为武器,守护着我国小麦安全生产,将来自国境之外的疫病危害拒之门外。她的研究成果,不仅为口岸检疫及流行监测提供了有效技术手段,还为成功堵截和预防小麦矮腥黑穗病提供了理论支持、技术和种质储备,已成为保障国门生物安全的重要技术壁垒。

这位刚刚当选为2022年北京“最美科技工作者”的女科学家,在永不停息的“麦田保卫战”中,交上令万千粮农心安的“漂亮答卷”。

1 农民女儿

“我是农民的女儿。”每当回顾起自己科研经历的开端,高利总会这么说。

高利出生在西安市长安区,在那里她度过了童年和少年时光。乡间的生活成了她人生中烙印深刻的美好记忆。金风吹麦浪的乡野美景,把酒话桑麻的邻里情谊,定格在她的脑海,成了一路前行的人生底色。

播种施肥、除草浇地、扬场晒粮……从小,高利就跟随家人一起下地干活儿,农事操作的步骤几乎成了“肌肉记忆”,整个过程她至今仍如数家珍。

“雨打清明节,干到夏至节”“清明早,小满迟,谷雨种棉正适时”……与农业种植安排息息相关的节气农谚,每每让高利赞叹古人的“巧思”。玉米与豌豆套种,提高土地利用率,增产的同时还能提高农田的稳定性和抗病害能力,“用今天的话说,是维护了农田的‘生物多样性’。”千百年来积淀下来的“农人智慧”,时常让年少的她感到惊喜不已,“从小我就觉得这是一件很有意思、很美的事。”

收成好时,母亲将新打下来的麦子做成各种面食,分给邻居品尝,总会赢得大家的称赞和羡慕。而要是遇上病虫害影响了粮食的品质和收成,农人们就整年都过不好,心里时刻在“打鼓”,惦记着“今年怎么弄成了这样,明年该怎么做才能扭转形势”。

丰年的喜悦和灾年的无奈,这种心情的落差给幼小的高利留下了不可磨灭的印记。在高考填报志愿时,不愿“跳出农门”的她毫不犹豫地选择了植物保护专业,“当时的想法很朴素,希望通过自己在大学所学,回报父老乡亲,让他们有更好的收成。”

大学时,高利时常与老师、前辈们一起,到全国各地实习,见识各类农作物病虫害。在此期间,她对专业的理解和热爱与日俱增,“我希望通过自己的努力,推动科学进步,为农业生产保驾护航,真正做到‘把论文写在祖国大地上’。”

出于这样的“初心”,高利在科研的道路上,从来没动过换专业的心思。“我要在植物保护的领域一路走下去,为生我养我的这片土地作出自己最大的贡献。”

2激烈交锋

寒来暑往,那个在田间垄头帮忙劳作的小女孩儿,渐渐成长为一个以科学为武器,对抗农作物病虫害的“女战士”。

高利先后于西北农林科技大学、中国科学院微生物研究所获学士、硕士和博士学位,毕业后成为中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室的一员。

她的主要“对手”,是令粮农感到不安的小麦矮腥黑穗病。

随着小麦贸易的日益频繁,麦类黑粉病中危害最大、极难防治的国际重要检疫性病害——小麦矮腥黑穗病,随小麦贸易传入我国的风险不断增加,给我国小麦安全生产带来极大潜在风险。

高利介绍,小麦矮腥黑穗病是一种重大的国际检疫性病害,是麦类黑穗病中危害最大、极难防治的检疫性病害之一。该病害于2007年被列为新公布的《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》中的271号检疫性有害生物。这种病害是40多个国家的检疫对象,是我国一类检疫性病害。

它可导致小麦减产75%以上,甚至绝产,发病后期小麦籽粒被菌瘿替代后散发出浓烈的鱼腥臭味,可导致人畜恶心、呕吐等中毒症状,严重损坏小麦的品质与商业价值。

它的病原菌冬孢子生命力非常顽强,可在土壤中存活10年之久,“冬孢子的表面有一层胶质鞘,就像我们穿的外衣一样。如果发现生存环境不合适,它就会休眠。然后,伺机而动,一旦条件允许了,就萌发、侵染植物。”这种病原菌的寄主多达80余种,土壤和种子均可传播该病害,“哪怕是经过人畜的消化排泄,依然具有生命力,具有萌发、侵染的能力。”可以说,如果这种疾病一旦传入我国,彻底根除将特别困难,严重威胁小麦的安全生产,后患无穷。

所有可能危害粮食作物,导致大幅减产的病害,都牵动着千千万万粮农的心。

高利说,研究这种病原菌的一大难点在于,它漫长的生长周期。“它长得太慢了,也可以说,它太擅长保护自己了。”她介绍,小麦侵染矮腥黑穗病,至少要5个月才出现症状,“如果不提前检测,等麦穗长出来才发现,再来防治,一切都晚了。”

为此,高利长期致力于小麦矮腥黑穗病的检测监测、侵染机制、防控体系等方面的系统研究。“也是由于生长缓慢,这种病原菌在离体培养时特别困难。由于病症出现晚,我们团队仅是准备实验材料就花费了很多时间。”但为了使人们有可能在第一时间发现病害,进而及时采取防治措施,将损失降至最低,高利始终坚持并鼓励着自己的团队成员们,“一定要将‘硬骨头’啃下来。”

终于,在漫长的摸索和无数次的“交锋”中,高利和团队慢慢摸清了“对手”的路数,从应急措施到技术储备都获得了骄人的成绩,研制出各类新式“武器”——在检测方法上,研发出了简便易行的检测技术,用试剂盒、试纸条就可以快速检测出病原菌;在侵染机制上,拓宽了长期以来的传统观点,明确了被病原菌侵染后小麦花药和子房的异常发育;在防控技术上,储备了可应急使用的化学药剂、防控方法及可用于生物防治的菌株和防控体系。

3严守国门

“这是一种让海关检疫部门非常头疼的病害,它还有两个样貌十分相似的‘亲兄弟’。”

高利介绍,小麦的三种黑穗病——矮腥黑穗病、网腥黑穗病及光腥黑穗病,它们的病原及症状非常相似。过去,海关在做病原菌鉴定的过程中,通常采用生物学鉴定的方法,“比如通过病原菌包裹自己的‘外衣’——胶质鞘的厚度进行区分。”而由于小麦矮腥黑穗病病原菌与小麦网腥黑穗病病原菌胶质鞘的厚度存在数据交叉,使用这一鉴定方法,许多检疫工作者时常会产生错报、误报的情况,进而影响防控策略与防控措施的可靠性。

随着我国加入世界贸易组织以及“一带一路”的深入推进,这种病原菌进入我国的可能性日益增大,面临的形势日益严峻,进行精准鉴定的需求日益迫切。统计显示,2021年,我国进口小麦近千万吨,进口粮谷突破1.6亿吨,随着小麦和粮谷贸易的日益频繁,小麦矮腥黑穗病随小麦以及粮谷夹杂的小麦传入我国的风险不断增加,给我国小麦安全生产带来极大潜在风险。

“原本最可靠的检测手段是病原菌萌发实验,但即使在最适合的环境条件下,矮腥黑穗病病原菌萌发也需约40天。如果等萌发实验做完再决定进口小麦的去向,就会影响通关效率。”高利说。

为此,高利研发了可快速鉴定小麦矮腥黑粉菌的特异性分子标记,并创新性实现了该病原菌的免疫荧光检测方法,可成功区分小麦矮腥黑粉菌和与它其极其近似的小麦光腥及小麦网腥黑粉菌,该技术已在多个检测中心、检疫部门及口岸推广,受到了使用者的普遍好评,产生了显著的经济效益。

同时,为助力严守国门生物安全,高利常年就有关小麦矮腥黑穗病的检测与防控新技术,向海关口岸及政府决策部门如农业农村部积极建言,多年来义务为全国海关口岸、检测中心及植物检疫部门提供疑似样品的检测,坚持将最新研究进展及时推广到检测与防控第一线。比如,她在研究中发现小麦根、茎、叶等组织中也含有病原菌冬孢子,为此,她及时建言检测部门:除了检测穗部也要加强其他组织如根、茎、叶中病原菌的检测与监测。

“据海关总署不完全统计,年均数百万吨小麦因鉴定出矮腥黑穗病而被挡在国门之外。”这样的数据和结果让高利感到踏实,她为守好生物安全的国门贡献了自己的力量。

4奔走麦区

急促的电话铃声,打破了实验室的宁静。

“我们这儿疑似发现了小麦矮腥黑穗病。”电话来自河南省,粮农焦灼地向高利汇报麦区情况。

伴随着农人的描述,高利的心情也紧张起来——被誉为“中原粮仓”的河南省是我国小麦生产的“稳产省”,小麦产量占全国四分之一,多年稳居全国第一,重要地位不言而喻。一旦发生疫病没有得到及时控制,势必造成小麦减产、麦种滞销乃至销毁等严重后果,全省乃至全国的小麦种业都可能遭受重创。

撂下电话,高利带队火速赶往疑似发生小麦矮腥黑穗病的麦区。在那里,她看到了大片生长着染病小麦的山头。幸而,经过采样、分析和鉴定,这里发生的并不是小麦矮腥黑穗病疫情,而是另外一种与之十分类似的疫病——小麦光腥黑穗病。随即,她指导粮农按照小麦光腥黑穗病的防治方法对染病的麦区进行“救治”,并提出了中肯的护理建议。

不仅仅在河南省,全国还有多个麦区也是小麦黑穗病的高风险麦区,它们都是高利实验室团队常年实时监测的重点区域。为积极指导协助潜在高风险麦区的农事生产,从而尽可能预防有关病害,她长期为高风险麦区的小麦生长情况提供义务检测。每到小麦生长季节,接到当地农民或植保部门的电话,或听说某地可能出现了疑似疫情,高利总是说走就走,“自己亲眼去看一看,鉴定一下才放心。”

每年小麦生长的关键时间节点,高利都要去麦区进行病害调查。冬天要监测温度、湿度,统计积雪期的天数,根据气候条件初步判断来年该病害是否有可能发生;到了小麦生长期,就要不间断地去田间采样,检测和监测是否有该病害的发生。多年下来,她的足迹踏遍了全国的麦区。

高利还积极参加“科技创新巾帼行动”直播宣讲,为植物检疫一线人员、植保农技人员及高风险麦区的农民等相关人员开展形式多样的科普及培训活动。此外,她还多次在全国检疫性有害生物防控技术培训班上做特邀报告,与植物检疫一线工作者、政策制定部门分享最新研究成果。多年来,她根据最新研究进展,就有关检测及防控体系等内容积极建言政府决策部门,对病害防控提出了很多建设性意见并被采纳。

“往年的这个时候,我应该在麦田了。”五六月份,全国各地陆续进入了麦收时节,高利很遗憾地说,今年由于疫情的原因,团队不得不委托当地的农民及农技人员发一些照片过来,进行“云监测”。

5“美丽”使命

“我经常这么描述我们农业科技工作者——远看像农民,近看是科学家。”高利幽默地自我打趣。

的确,农业科技工作者需要下地搞科研,属于“接地气儿”的科学家。小麦收获的时节,正值酷暑,各种病害也在这时最容易被发现。高利和她的同事们往往顶着高温奔走在不同地区的麦田里。为了防止锋利的麦芒、暴晒的日光对皮肤造成伤害,他们就像普通的农人一样,长衣长袖、衣着朴素。高利每次出差,行李中带的最多的就是鞋子——她怕走过泥泞的田地后泥巴沾在鞋底,在乘车或住店时给服务人员增添额外的工作量,曾有过出差7天带了7双鞋子的“最高纪录”。

而就是这位平素不喜欢站在聚光灯下的低调女科学家,在去年接受了某知名时装杂志的采访,并衣着靓丽地拍摄了时尚“硬照”,风姿绰约地出现在了该杂志的内页。

“我当然不是想当明星。”高利坦言,在接到时装杂志的拍摄邀约时,她有一瞬间也感到十分惊讶。但随即,一个念头出现在了她的脑海,说服她接受了这个她本不擅长的任务——

“时装杂志是美的,就其在女性中的普及度来说,它的受众要比学术期刊广得多。如果在众多读者中有学生恰巧在这一期的杂志中,看到女性科学家在本职岗位上散发光芒的样子,受到感染而立志投身科研事业,那将是一件多么美好的事情。”

也是在去年,高利被授予了“全国三八红旗手”的荣誉称号。这是由全国妇联在每年国际妇女节来临之际颁发给优秀劳动妇女的荣誉称号,其表彰对象均为各个时期为国家建设作出突出贡献的先进妇女典型,是全国专项表彰妇女先进个人的最高荣誉。

作为女性科学家,高利希望自己感染更多人,让女性的力量、科技的力量被更多人看见。她说,做出接受时装杂志采访的决定也是出于这样一种使命感的驱使。

谈到这里,这位眺望着麦田的“最美科技工作者”,嘴角挂着自信的微笑,周身散发出坚持和笃定的光芒。

“我整天就干这样的事,我只想当一个麦田里的守望者,我知道这有点异想天开,可我真正喜欢干的就是这个。”

——《麦田里的守望者》


编辑:王琼


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