戳視頻↑ 30秒get登上《Sicence》封面的研究成果

齊魯網(wǎng)·閃電新聞1月23日訊 日前，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)孔令讓教授團(tuán)隊(duì)研究成果“小麥抗赤霉基因Fhb7的克隆、機(jī)理解析及育種利用”先后入選2020年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”和“中國(guó)十大科技進(jìn)展”。（此前報(bào)道：30萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)分析2.5萬(wàn)株小麥！山東這位教授科研成果入選2020年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”，2020中國(guó)十大科技進(jìn)展揭曉 山農(nóng)大教授找到小麥“癌癥”克星入選）

1月22日，閃電新聞?dòng)浾邅?lái)到山東農(nóng)業(yè)大學(xué)的作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，孔令讓教授正在認(rèn)真查看抗赤霉病新型小麥品種的長(zhǎng)勢(shì)。目前，這種新型小麥已經(jīng)分別完成了兩年的預(yù)備試驗(yàn)和兩年的區(qū)域試驗(yàn)，今年經(jīng)審定后，可以大面積推廣種植。“這意味著，老百姓們就可以吃上這種健康的饃饃了！”孔令讓激動(dòng)地說(shuō)。

找到小麥“癌癥”的克星

攻克世界性難題

赤霉病被稱為小麥“癌癥”，是威脅糧食安全的重大國(guó)際性難題。孔令讓介紹，我國(guó)是小麥赤霉病受害面積最大的國(guó)家，每年赤霉病受害面積超過(guò)6000萬(wàn)畝，一般年份可減產(chǎn)20-30%，嚴(yán)重時(shí)可超過(guò)50%，甚至顆粒無(wú)收。更嚴(yán)重的是，病原菌分泌的霉菌毒素廣泛污染谷物籽粒，嚴(yán)重威脅人畜健康。

歷經(jīng)多年探索，孔令讓教授及其團(tuán)隊(duì)從小麥近緣植物長(zhǎng)穗偃麥草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，且成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中，首次明確并驗(yàn)證了其在小麥抗病育種中不僅具有穩(wěn)定的赤霉病抗性，而且具有廣譜的解毒功能。

2020年5月22日，國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志，以封面的形式發(fā)表了這一重大成果。這項(xiàng)研究成果，為從源頭上解決小麥赤霉病問(wèn)題提供了技術(shù)支撐和解決方案，保障群眾“舌尖上的安全”。

困難重重但柳暗花明

科研需要“十年磨劍”的精神

早在20年前，孔令讓團(tuán)隊(duì)便在小麥的近緣植物——長(zhǎng)穗偃麥草中發(fā)現(xiàn)了抗赤霉病的基因（后被國(guó)際統(tǒng)一命名為Fhb7)。可是這個(gè)基因在哪里，抗病原理是怎樣的，又能否克隆到小麥身上？

“要從十幾萬(wàn)個(gè)基因里邊要找到這個(gè)抗赤霉病的基因，好像大海撈針一樣難。”孔令讓回憶，精準(zhǔn)定位Fhb7是研究過(guò)程中遇到最大的困難。十年間，孔令讓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了多種不同類型的5萬(wàn)個(gè)單株群體，以應(yīng)付各種預(yù)想不到的困難和挑戰(zhàn)。

論文的第一作者和共同通訊作者王宏偉教授說(shuō)，僅僅是定位基因大概就30萬(wàn)次PCR (Polymerase Chain Reaction:聚合酶鏈反應(yīng)) 實(shí)驗(yàn)。

基因找到了，然而小麥雜交的工作細(xì)致繁重。偃麥草是小麥近緣植物，二者染色體間難以自由交換，因此難以得到重組體。

在創(chuàng)建小麥-長(zhǎng)穗偃麥草抗赤霉病短片段易位系的過(guò)程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)抗赤霉病基因Fhb7與黃色素基因Psy的緊密連鎖。就是因?yàn)檫@種基因存在，會(huì)讓面粉發(fā)黃，影響育種。于是，團(tuán)隊(duì)挨個(gè)實(shí)驗(yàn)，最終從2.5萬(wàn)多株小麥里選到了兩株打破連鎖的重組體。

2010年基因初步定位，2015年精細(xì)定位，終于在2020年完成了基因的克隆和抗病原理解析。孔令讓相信，就是“十年磨一劍”的這種品質(zhì)一直激勵(lì)著團(tuán)隊(duì)攻克種子工程當(dāng)中的難題。

突破種源瓶頸 端牢“中國(guó)飯碗”

數(shù)據(jù)表明，如果感病對(duì)照品種嚴(yán)重度是60%的話，攜帶Fhb7品種赤霉病感染程度只有20%左右。因此，抗赤霉病小麥品種的推廣種植，可以大大降低霉菌毒素危害，減少田間農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)藥殘毒，也降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)小麥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展。

孔令讓也向閃電新聞?dòng)浾呓榻B，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過(guò)雜交、回交、分子標(biāo)記輔助選擇以及加代技術(shù)，將長(zhǎng)穗偃麥草抗赤霉病基因Fhb7轉(zhuǎn)移到全國(guó)主要麥區(qū)的20多個(gè)主栽品種中，表現(xiàn)出穩(wěn)定的赤霉病抗性。目前，抗赤霉病種質(zhì)材料已發(fā)放全國(guó)70多家單位育種利用。

據(jù)悉，今年起，抗赤霉病小麥品種將在各省陸續(xù)審定。孔令讓相信，抗赤霉病小麥品種的大面積推廣種植，將為我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展、農(nóng)民富裕富足、國(guó)家糧食安全提供核心技術(shù)支撐。