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福建農(nóng)林大學植物保護學院:破譯水稻病毒密碼 守護大國糧倉安全

上世紀七十年代起,福建農(nóng)林大學植物保護學院組建起一支專門的水稻病毒科研攻堅隊伍,五十年薪火相傳,三代科學家接續(xù)攻堅,在水稻病毒研究與防控領域取得了一系列重大成就,為端穩(wěn)“中國飯碗”構筑起堅實的科技防線。
逆境拓荒:奠定水稻病毒研究的中國基石
上世紀六七十年代,福建農(nóng)林大學植物保護學院教授謝聯(lián)輝深入田間地頭,像守護自己的孩子一樣守護著稻田。1973年,他在福建田間發(fā)現(xiàn)了一種令稻株嚴重矮縮、簇生的新型病害。在缺乏實驗設備和經(jīng)費支持的情況下,其團隊成功鑒定出病原——這是一種全新的病毒,被命名為“水稻簇矮病毒”(RBSV),成為世界上第十四例被正式記錄的水稻病毒病。
此后二十多年,謝聯(lián)輝帶領團隊系統(tǒng)調(diào)查了全國水稻病毒病的發(fā)生情況,足跡遍布主要稻區(qū)。團隊首次報道11種國內(nèi)新記錄病毒和5種大陸新記錄病毒,建立完整的水稻病毒數(shù)據(jù)庫。其發(fā)現(xiàn)的二點黑尾葉蟬作為水稻矮縮病毒關鍵介體,修正了當時國際權威學者的結論,得到了全球同行的廣泛認可和后續(xù)研究的證實,為精準防控指明了方向。
謝聯(lián)輝指導水稻綠色防控和生產(chǎn)
面對病毒病,謝聯(lián)輝創(chuàng)新提出“抗、避、除、治”四字生態(tài)調(diào)控策略。這套理論被當時的農(nóng)業(yè)部采納為《水稻病毒病測報辦法》,構建全國預警體系,成為指導防控實踐的“金標準”。近年來,當水稻條紋葉枯病、南方水稻黑條矮縮病等在全國多地暴發(fā)成災時,這套體系和技術策略發(fā)揮了中流砥柱的作用,有效遏制了病害擴散,為億萬稻農(nóng)挽回了難以估量的損失。相關成果獲農(nóng)業(yè)部科技進步一等獎等獎項。1991年,謝聯(lián)輝當選中國科學院院士,獲評“全國糧食生產(chǎn)突出貢獻農(nóng)業(yè)科技人員”。
平臺筑基:構筑水稻病毒防控的國家隊
謝聯(lián)輝深知,要持續(xù)攻克水稻病毒病,保障國家糧食安全,必須打造一流的學科平臺和人才培養(yǎng)高地。在他的帶領下,福建農(nóng)林大學植物病理學科迎來了快速發(fā)展,一系列服務國家糧食安全戰(zhàn)略的核心平臺拔地而起——
1990年,該校獲準建立植物病理學博士點,開啟了自主培養(yǎng)高層次植物保護人才,尤其是水稻病毒研究專才的新時期。1994年,成立全國首個植物病毒研究所、獲批福建省植物病毒學重點實驗室、設立植物病理學博士后流動站。2001年,植物病理學科被評為“國家重點學科”,并建成配備國際先進設備的福建省植物病毒工程研究中心。
福建農(nóng)林大學植物病毒研究所
這些平臺形成“學科—平臺—研究所”三位一體發(fā)展模式:研究所的前沿研究為學科注入創(chuàng)新活力,國家重點學科的資源優(yōu)勢反哺研究所能力提升。這種協(xié)同機制顯著增強了服務國家糧食安全戰(zhàn)略的核心能力,為后續(xù)突破奠定堅實基礎。
薪火傳承:破解水稻病毒奧秘的微觀密碼
進入21世紀,福建農(nóng)林大學植物病毒研究所實現(xiàn)了精神傳承和快速發(fā)展,謝聯(lián)輝培養(yǎng)的弟子們,如吳祖建、魏太云、吳建國、陳倩等相繼組建了特色鮮明、優(yōu)勢互補的研究團隊,運用最先進的分子生物學武器,向水稻病毒發(fā)起了更精準、更深入的攻堅戰(zhàn)。
吳祖建領銜的“水稻病毒致病機制及生態(tài)防控團隊”,專注于防控技術的實際應用與推廣,首次揭示了纖細病毒屬病毒劫持宿主細胞“帽子”結構進行自我復制的獨特“抓帽”機制,這一發(fā)現(xiàn)為設計新型抗病毒藥物提供了革命性的靶點思路。
魏太云帶領的“水稻病毒蟲傳機制團隊”,瞄準病毒擴散的關鍵環(huán)節(jié)——蟲媒傳播,系統(tǒng)解析水稻病毒如何在介體昆蟲(如葉蟬、飛虱)體內(nèi)巧妙地突破中腸屏障、唾液腺屏障和先天免疫屏障,實現(xiàn)高效水平傳播(蟲到植株)的機制,并揭示了水稻病毒如何經(jīng)介體昆蟲父本或母本垂直傳播到子代昆蟲的精細分子機制,為從源頭切斷病毒傳播鏈、開發(fā)顛覆性的阻斷技術提供了堅實的理論基石。
吳建國率領的“水稻抗病毒和病毒致病機制團隊”,深入到水稻與病毒博弈的最微觀戰(zhàn)場。團隊聚焦于水稻自身的小RNA(miRNA)世界,解析了這些微小的調(diào)控分子在病毒致病過程中被“挾持”或“反擊”的關鍵作用,首次清晰描繪了病毒與水稻宿主之間相互拮抗、此消彼長的復雜分子“攻防圖”。這些發(fā)現(xiàn)為利用分子設計育種技術,培育具有革命性的廣譜、持久抗病毒水稻新品種開辟了充滿希望的新路徑。
在謝聯(lián)輝的指導下,團隊出版了《植物病原病毒學》《植物病毒學》《普通植物病理學》《水稻病毒》《植物病毒:致病機制與病害調(diào)控》等一系列學術專著,構建了完整的知識體系。2016年,以福建省植物病毒學重點實驗室為核心,整合植物保護學院優(yōu)勢力量,獲批組建“閩臺作物有害生物生態(tài)防控國家重點實驗室”。
海納百川:鍛造守護糧食安全的國家戰(zhàn)略力量
創(chuàng)新不息,攀登不止。站在國家重點實驗室的新起點上,植物保護學院深刻認識到,要持續(xù)引領水稻病毒研究、應對未來挑戰(zhàn),必須匯聚英才。2018年,該學院成立蟲媒植物病毒研究中心,深化傳播機制研究。2023年,知名病毒學家李毅全職加盟并擔任國家重點實驗室主任,大幅提升團隊攻堅核心關鍵技術的能力。
新老交融,智慧碰撞,迸發(fā)出耀眼的創(chuàng)新火花。近年來,研究團隊捷報頻傳:在國際頂級學術期刊上發(fā)表高水平研究論文超過100篇,獲福建省自然科學獎一等獎、二等獎各1項,教育部高等學??茖W研究優(yōu)秀成果獎(科學技術)自然科學獎二等獎1項。
2024年12月,依托閩臺作物有害生物生態(tài)防控國家重點實驗室,同時聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學、南京農(nóng)業(yè)大學,該學院重組成立“農(nóng)林生物安全全國重點實驗室”。這一重組實現(xiàn)了三大突破:研究范疇拓展至農(nóng)業(yè)生物安全領域;整合全國頂尖科研力量形成協(xié)同網(wǎng)絡;建立“基礎研究—技術突破—產(chǎn)業(yè)應用”全鏈條體系,致力于打造服務國家糧食安全與生物安全戰(zhàn)略的“國之重器”。
農(nóng)林生物安全全國重點實驗室
五十年磨一劍,今朝再啟程。從田間發(fā)現(xiàn)到分子解碼,從簡陋實驗室到國家戰(zhàn)略科技力量,從謝聯(lián)輝的堅毅開拓到如今群星璀璨的創(chuàng)新團隊,福建農(nóng)林大學植物保護學院用半個世紀的堅守詮釋科技報國初心。站在全國重點實驗室新起點,這支科研隊伍將繼續(xù)勇攀高峰,為守護大國糧倉、保障農(nóng)業(yè)生物安全貢獻科技力量,在新時代強農(nóng)興國征程中續(xù)寫壯麗篇章。(文/圖 福建農(nóng)林大學植物保護學院)
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