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我国突破棉花“绝症”防线,建成全球最大黄萎病精{准鉴定圃}

被称作棉花“癌症”的黄萎病,长期以来困扰我国棉花产业高质量发展,病菌致病类型复杂、品种抗性不稳定、田间防治难度大等痛点,始终是制约抗病育种与田间防控的核心难题。

8月19日,中国农业科学院植物保护研究所联合多家科研单位,在新疆昌吉发布棉花黄萎病防控全新解决方案,依托全球面积最大、致病型覆盖最全的精准靶向型人工病圃,破解品种抗性“水土不服”难题,为我国棉花稳产增收筑牢科技屏障。

据了解,棉花黄萎病由大丽轮枝菌引发,是棉花生产中最顽固的毁灭性病害之一。该病菌可侵入棉花维管束内部阻断养分输送,常规药剂难以渗透起效,防治效果微乎其微。同时,病菌能形成休眠微菌核长期留存土壤,逐年累积加重病害,一旦暴发便会造成大面积减产。长期以来,种植抗病品种是防控该病最经济、最高效的手段,但田间普遍存在实验室鉴定抗病、田间种植易感病的矛盾,品种抗性不稳定问题难以根治。

科研团队解释,抗性不稳的核心症结源于两大技术瓶颈。一是棉花苗期与成株期的抗病遗传机制差异显著,传统苗期实验室鉴定结果无法适配田间实际生长场景,难以指导品种科学布局;二是黄萎病菌致病类型繁杂,传统病圃仅采用单一菌株开展鉴定,与田间多元混杂的病菌种群结构严重不符,导致筛选出的抗病品种落地后快速失效。

为彻底破解产业痛点,中国农科院植保所联合西部农研中心、辽宁省农科院、石河子大学、新疆农科院植保所等多家科研院所,开展系统性联合攻关。科研团队历时多年完成全国超1.1万株黄萎病菌菌种资源收集鉴定,依托3624株菌株的大规模群体基因组测序与遗传进化分析,首次明确黄萎病菌可分化为8种致病型,其中4种为侵染棉花的优势致病型,厘清了长期以来模糊不清的病菌致病类型谱系。

基于这一重大基础研究成果,科研团队创新提出“精准靶向致病型”的病圃构建新思路,在新疆老龙河试验站联合建成标准化新型棉花黄萎病人工病圃。该病圃自2023年启动建设,总占地48亩,划分16个独立隔离区块,实现不同致病型菌株单独规模化扩繁、分区精准接种。经过三年持续定向培育、稳定菌源,最终建成全覆盖、精准化的黄萎病鉴定平台,填补了行业精准鉴定的技术空白。

经专家组核验,该病圃是目前全球范围内面积最大、致病型覆盖最全面、鉴定精度最高的棉花黄萎病人工病圃,彻底改变了传统单一菌株鉴定的片面性,可精准测定棉花品种对各类致病型的抗性谱,实现抗病性鉴定从“模糊筛查”向“精准匹配”的跨越式升级,应用场景广阔、产业价值突出。

据介绍,新型病圃的落地应用,一举打通棉花抗病育种、品种布局、病害防控全链条技术壁垒。在生产应用上,可根据各地棉田病菌致病型检测结果,因地制宜匹配适配抗病品种,彻底解决品种田间抗性不稳难题;在育种科研上,可精准解析不同品种的抗病机制、挖掘优异抗病基因,为棉花抗黄萎病品种遗传改良、多抗性基因聚合育种提供核心支撑。

同时,该病圃发病性状稳定、菌种类型齐全,可广泛应用于黄萎病防控药剂、生物制剂等产品的防效验证与科学评价,也能支撑无人机高光谱监测、田间预警等新型绿色防控技术的研发落地。值得一提的是,黄萎病菌寄主范围极广,可侵染38科660余种植物,该平台的建成还能为果蔬、粮油等其他作物的黄萎病抗性鉴定、种质创新、病害预警提供通用技术支撑,赋能多元农作物绿色生产。

目前,这套精准防控技术已纳入农业农村部主推技术,依托国家重点研发计划“新疆棉花病虫害演替规律与全程绿色防控技术体系集成示范”项目,在新疆主棉区规模化推广应用。该技术的落地,大幅提升了我国棉花黄萎病科学化、精准化防控水平,为保障新疆棉花产业稳产提质、筑牢国家棉花安全防线提供了坚实科技保障。(光明网记者宋雅娟)

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