植物疫苗促进粮油作物抗病增产提质增效绿色技术创制

报告简介:

80%以上的作物病害由病原真菌引起,它们常对农作物的⽣产造成严重的破坏,威胁我国粮⻝安全和农业绿⾊发展。真菌病毒(mycovirus),⼜称噬真菌体(mycophage),是指在真菌中复制的病毒,在⾃然界⼴泛存在。引起病原真菌致病⼒衰退的真菌病毒具有防病潜⼒,是重要的作物病害⽣物防治资源。⾃1962年⾸次发现真菌病毒以来,国际上同⾏致⼒于利⽤真菌病毒控制作物病害研究。虽然利⽤真菌病毒(低毒病毒)成功控制了欧洲板栗疫病,但是“在北美利⽤低毒病毒防治板栗疫病⼏乎完全失败”,也没有利⽤真菌病毒控制⼤⽥作物病害的报道。国际上普遍认为真菌复杂的⾮我识别反应机制限制病毒扩散、感染病毒的真菌适应环境能⼒差及真菌病毒没有细胞外阶段、缺乏传播介体等是利⽤真菌病毒控制病害难以克服的限制因⼦。

2010年我们⾃湖南益阳⼤通湖地区的罹病油菜植株中分离获得了丧失致病⼒的核盘菌菌株DT-8,并从该菌株分离鉴定出⾸例真菌DNA 病毒(SsHADV-1)。发现 SsHADV-1具有强侵染⼒,其病毒粒⼦可以直接由菌丝侵⼊核盘菌,发现该病毒与噬真菌昆⾍互惠性互作并驱使昆⾍作为传播介体;进⼀步发现,SsHADV-1可以将核盘菌从死体营养型病原真菌转变为促进油菜⽣⻓、抗病的内⽣真菌,同时发现核盘菌及DT-8可以在⽔稻、⼩⻨等⽲⾕类作物上⽣⻓,并赋予它们⼴谱抗病能⼒。由此,提出了真菌病毒介导的“植物疫苗”概念并利⽤DT-8作为疫苗菌株创制了在⽔稻、⼩⻨和油菜等粮油作物上应⽤的植物疫苗菌剂。2023-2024年度,在襄阳市襄州区⼩⻨上开展了试验示范。⽥间测产表明,植物疫苗拌种后,在稻茬⽥,襄⻨25的产量可达397.4kg/亩,⽐未处理增加约18.0%;扬⻨33的产量为410,7kg/亩,⽐对照增加约14.0%。另外,2023年⽥间试验现场测产表明,植物疫苗可以使⽔稻兆优5455品种增加14.8%左右的产量,亩产达到779.8 kg。

总之,真菌病毒介导的植物疫苗概念突破现有利⽤真菌病毒防治病害的理论和技术瓶颈,为我国作物病害绿⾊防控提供了新理论、新技术和新产品,为我国粮油作物增产、增效提供了潜在的新质⽣产⼒。

报告人简介:

姜道宏
姜道宏,华中农业⼤学教授。担任农业微⽣物学国家重点实验室主任、中国植物病理学会副理事⻓和湖北省植物病理学会理事⻓等。2007 年⾄今担任油菜现代产业技术体系病⾍草害防治与监控室岗位科学家;2011 年获国家杰出⻘年科学基⾦资助。⻓期致⼒于油菜菌核病、真菌病毒、内⽣真菌及植物微⽣物组和植物病害⽣物防治等研究。在 PNAS、Annual Review of Phytopathology、Molecular Plant、ISME Journal 等学术期刊上发表论⽂ 202 篇,总引⽤ 6265 次,H 指数 42。先后获第⼗届霍英东教育基⾦会⾼等院校⻘年教师奖(研究类)⼀等奖(2006年)和湖北省⾃然科学⼀等奖(2018年)。