【院士的答案】如何让作物“扛住”逆境？——专访植物病理学家、中国工程院院士康振生

　　我国60%的土地属于干旱半干旱地区，是重要优质农产品生产基地，生产了全国65%的粮食。旱区拥有丰富的生态类型、土地资源和光照资源，增产潜力巨大，是提升粮食产能和耕地资源战略储备的关键区域。然而，干旱、极端温度、病虫害等逆境严重制约了小麦等旱区主要作物安全生产，造成巨大产量损失。如何推动旱区从“发展短板”转型为“增产潜力股”？如何助力作物有效“抵御”逆境威胁？抗旱、抗病等品种能否兼顾高产和优质？对此，光明网记者专访了中国工程院院士、植物病理学家、西北农林科技大学教授、中国植物学会副理事长康振生。

　　抗逆育种：在“逆境耐受”与“高产优质”间找平衡

　　在康振生院士看来，解决旱区缺水问题不能仅依赖水利工程，更要从作物自身寻找突破——即从遗传层面挖掘其抗旱节水潜力，通过培育抗旱节水作物品种，并结合水肥高效利用栽培模式，让有限水资源发挥最大增产效能。

　　然而，旱区农业面临的核心难题在于，作物不仅要同时抵御干旱、高温、病虫害等多重逆境，还面临着抗逆与高产优质难以协同的关键问题。康振生院士团队的研究聚焦于打破“抗逆与高产耦合难”的传统局限，实现作物抗逆、产量与品质的协同提升。

　　当前，育种界已形成共识，作物抗逆性需向“综合化”发展，既要具备抗旱、耐贫瘠能力，也要兼顾抗病虫、耐高温的特性。据了解，康振生院士团队通过解析小麦抗旱节水、抗/感条锈病及赤霉病等的分子机理，找到了多个能同时调控抗逆性与产量的重要基因，为培育“既抗逆又高产”的小麦品种提供了基因资源和理论依据。

　　不过，实现抗逆性与高产优质的平衡并非易事。部分高抗逆品种常因逆境抵御消耗过多能量，导致籽粒灌浆不足、品质下降。为解决这一难题，团队通过基因互作网络分析筛选出“抗逆-产量协同调控基因组合”，并经多区域、多年份田间试验验证，确保选育出的品种在不同旱区环境下，既具备抵御逆境胁迫的能力，又能保持稳定的产量与优良品质。

　　给条锈病“画地图”，实现“未病先防”​

　　小麦条锈病是我国小麦生产的“心腹之患”——这种气传病害变异速度快，全球各地相继出现新小种，致使大部分生产上使用的抗病基因丧失抗性，导致刚推广3-5年的抗病品种迅速失去抗性。因此，需要不断寻找新的抗病（基因）资源来提高小麦新品种抗性，并从全局考虑，通过合理的基因布局来应对快速变异的条锈菌。

图片由AI生成

　　康振生院士团队的研究，从基因组层面为破解这一难题提供了“钥匙”。团队结合条锈病各流行区特点，选取全球两千多份小麦材料进行全基因组重测序，结合多年多点的条锈病抗性表型数据，利用全基因组关联荟萃分析，全面揭示了全球各个麦区抗条锈病的遗传基础，首次绘制了小麦基因组抗条锈病基因全景图，揭示了抗病基因在各个锈病流行区的分布和利用规律，阐明了一个世纪以来小麦条锈病抗性基因选择特征和流行病学特征之间的关系。更重要的是，他们发现了3个具有广谱持久抗性的关键基因，将这些基因聚合到同一品种中，可使品种的抗病年限延长至8-10年，远超传统品种。

　　这一成果极大地改变了条锈病防控的被动局面。以往需等病害爆发后再调整防控策略，如今依托基因组全景图，科研人员可“主动设计”抗病小麦品种，根据不同地区的病菌优势小种，精准选择抗病基因组合，提前培育适应当地种植的品种，实现“未病先防”的防控目标。

　　分区治理：织就全国小麦“抗病屏障”

　　小麦条锈病的传播具有明确的“路线图”，西北旱区是病菌的主要“越冬越夏基地”。每年春季，病菌随气流向东扩散，侵袭黄淮、长江中下游等小麦主产区。针对这一特点，康振生院士提出“分区治理、源头防控”的全国性方案。

　　方案的核心逻辑是“掐断源头、分段拦截”。在甘肃、青海等西北菌源基地，推广高抗持久抗病品种，搭配药剂拌种与早春药剂防治，大幅降低病菌基数；在陕西、湖北等“传播中转站”，种植具有中等抗性且能适配当地气候的品种，减缓病菌扩散速度；在山东、河北等黄淮主产区，选用对当地优势小种专一抗性的品种，形成最后一道防护网。

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　　谈及未来研究重点，康振生院士表示，旱区农业与条锈病防控需向“生态协同”方向发展。在条锈病研究领域，团队将进一步解析病菌变异的“源头”——已知病菌会在小檗植物上通过有性生殖产生新小种，接下来将探索“小檗-小麦-病菌”的互作机制，通过铲除田间小檗、研发针对性杀菌剂等方式，降低病菌变异速率，实现“有病无灾”。（记者 武玥彤）