西北农林科技大学一孔土窑洞:走出两院士

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西北农林大学窑洞:在西北农林大学北校区两位院士中

■通讯员金军记者张邢勇

陕西杨凌,在黄土高原地质的凤岗五台山东南麓有一排窑洞,是俞有仁先生在20世纪30年代初筹建学校时挖掘建造的。人们亲切地称它为“姚宇” 从那以后,这些洞穴成了学校老师的宿舍。 时间流逝,在20世纪70年代末,窑洞变成了植物保护学院的实验室。 更具传奇色彩的是,中国工程院的两位院士相继走出了山洞。

李振奇窑洞被用作温室,条锈病的“强盗窝”首次被锁上

西北农林科技大学一孔土窑洞:走出两院士

院士李振奇(左)和康振生(右)

1950年,新中国遭遇了全国性的小麦条锈病流行 小麦会在叶子、叶鞘、茎和疾病的其他部位产生铁锈色的水泡。人们称之为铁锈,也称为“黄疸” 那一年,中国损失了60亿公斤小麦,小麦锈病成为影响中国小麦生产的第一大疾病。

当时,毕业于西北农业大学植物保护系,任教一年多的李振奇,以及陕西农业大学前植物保护专家鲁段毅、刘韩文等年轻科技骨干,成为全国小麦条锈病研究与防治协调委员会成员。

小麦条锈病从哪里来?他们是怎么作恶的?由于没有太多的信息可以利用,李振奇和他的同事在中国西北部的小麦产区进行了广泛的调查。同时,他们创造性地在太白山不同海拔进行了室内外接种试验和田间试验。经过六年的努力,李振奇掌握了细菌“土匪”的基本特征,并撰写了划时代的学术论文 《陕、甘、青小麦条锈病发生规律之初步研究》,为研究我国小麦条锈病流行体系奠定了基础。

1956年,抗条锈病的高产小麦品种“毕马1号”逐渐失去了抗性。此后,每隔几年,大量改良小麦品种就被条锈病所控制,迫使中国的主要小麦品种被取代。 面对小麦生产的大问题,李振奇带领队伍开始了新一轮的“剿匪”

研究发现锈菌只能在10℃ ~ 20℃的活体小麦上生长 为此,李振奇和他的团队成员每年冬天都会钻入4号教学楼的地下室,在春天爬上无法到达的太白山。即便如此,他们的实验研究只能持续五个多月。

科学研究实验怎么能长时间进行?当时不可能建造人工气候箱。 1978年,李振奇拜访了当时在职工宿舍“姚宇”的同事。 其中一个窑洞与抗日战争以来修建的隧道相连。窑洞里经常吹来冷风,这让一直忧心忡忡的李振奇产生了一个想法:“窑洞冬天暖和,夏天凉爽,不仅仅是恒温器吗?”

李振奇将洞穴改造成低温实验室,并在洞穴外建造了一个200多平方米的玻璃温室作为常温实验室。 洞穴入口处挂着一个标志:植物免疫实验室

通过这个特殊的实验室,李振奇和他的团队成员发现小麦品种失去抗性的原因是毒性更强的新细菌的出现,陇南是小麦条锈病最有可能在炎热的夏季发生变异和加重病情的地区,也是中国小麦品种失去抗条锈病能力的关键地区。

为此,他再次把目光投向条锈病的“老巢”,带领团队完善我国小麦条锈病综合防控技术体系,推动实施防控战略,控制陇南脆弱地区。他们开展的“小麦品种抗条锈病损失原因及防治对策研究”为国家节约了相当于22.69亿元的小麦损失。

1997年,李振奇当选为中国工程院院士。

2007年,当李振奇快要死的时候,他仍然记得他的实验室。

康振生在山洞里执行任务,最终抓获了条锈病真正的元凶

西北农林科技大学一孔土窑洞:走出两院士

康振生院士(左二)带领学生在山洞里做实验。

1982年1月,毕业于西北农业大学,获得植物保护学士学位的康振生被李振奇录取为硕士学位,并被导师带进五台山下的洞穴实验室。

从那时起,这个地方就成了他了解小麦锈病和与李振奇一起对付条锈病“土匪”的基地。

经过改建和扩建,窑洞实验室可以全年“开放”。除了对小麦条锈病的基础研究工作外,还在全国范围内开展了小麦条锈病群体的遗传结构、条锈病小种鉴定和小麦品种抗条锈病鉴定。

在这个窑洞实验室里,康振生接过导师的职责,带领小麦条锈病研究小组对这个问题进行了持续的研究。 是什么原因导致小麦条锈病每年频繁发生变化,致使抗病新品种跟不上病原的变化,但病害每年都在流行,而且变化总是发生在西北地区?

康振生专注于病原真菌与寄主小麦的相互作用。他从组织学、细胞学、分子细胞学和分子生物学方面进行了全面的研究和探索,这些都是学术界所熟知的、可能涉及到该病病因的,旨在为小麦条锈病的“剿匪”找到突破口。

2010年,美国科学家通过实验室接种发现,一种叫做小檗属的植物也感染了小麦条锈病,尽管研究论文的最终结论是小檗属植物在小麦条锈病的有性繁殖和疾病流行中没有发挥作用。

但是这个消息还是引起了康振生的注意

“我们对小檗并不陌生;它分布在我国的北部和南部。 ”康振生介绍说,来自北美的小麦茎锈病细菌在小檗上交配,繁殖并危害小麦 美国已经颁布法令根除小檗属植物

但是中国科学家过去已经证实茎锈病、叶锈病和条锈病对小檗没有影响

自然界中有锈病感染的小檗吗?小麦条锈病能从受感染的小檗中分离出来吗?条锈病的有性繁殖会导致毒性变异吗?它与田间疾病的发生有关吗?路上有许多问题,再一次到热门领域寻找答案 康振生带领团队在陕西、甘肃、青海和四川进行了大量的实地跟踪调查和研究,寻找自然条件下小麦条锈病在小檗上扎营并传给家人的证据,然后回到洞穴实验室用先进的科技手段进行实验。

好事多磨。 康振生终于有了一个重大发现:有性生殖是中国条锈病病原变异的主要途径 因此,康振生的团队已经捕获了株野生小檗,这是野生条锈病的真正罪魁祸首。正是在这种广泛分布于西北山区的灌木叶上,小麦条锈病“生儿育女”,使新一代细菌成为小麦品种的“杀手”。

随后,康振生带领团队开发了“铲、盖、喷”三字法防治小麦条锈病关键技术,并在天水、甘肃、汉中、宝鸡、陕西等小麦条锈病高发区示范推广,取得了良好效果

2017年,康振生当选为中国工程院院士。

直到今天,康振生和他的团队成员经常在窑洞实验室工作。 因为他们非常清楚小麦条锈病是可以预防和控制的,但是它不能“杀死”一次,人类对它的预防和控制的研究总是在进行中。

《中国科学报》 (2018-03-02第三版《大众科学》)