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立足农作物研究 促进产业健康发展

——记浙江大学生物技术研究所副教授张敬泽

夏天    2021-03-10 10:14:31   

“农作物也会生病,我们要做的就是找到病因,对症下药。”这就是张敬泽的科研方向。对于这份关乎作物生产和食品安全的工作,张敬泽始终带着敬畏之心,“高效安全,才是解决农作物病虫害的最优选项。”

 

 

不忘初心的探路者

在意气风发的年纪里,张敬泽已经感受到了责任的重担,“大学的时光,感受到的不仅仅是灿烂的阳光,还有一种无形的责任感。”正是怀着这份赤诚之心,他开启了探索未知世界的大门。

1988年,大学毕业后的张敬泽,开始在甘肃省天水市农业科学研究所从事植物病原真菌及其病害防治相关的科研工作,“科研需要知识的力量,越是深入的研究,就越需要深厚的知识积累。”在从事科研工作的同时,张敬泽发奋图强,在2005年,顺利取得了浙江大学博士学位。

作为一名农业科研工作者,张敬泽对待科研工作始终兢兢业业,他不忘初心,坚持不懈的科研精神与生活已经相融,“别人或许觉得枯燥,可对我而言,它不仅是工作,还是兴趣。”

从20世纪80年代开始,张敬泽便开始从事植物病原真菌及其病害防治相关的科研工作,在创新思维的指导下,他先后开展了对真菌分类、新病害及其病原菌与寄主互作的研究,鉴定了新种、新病害以及植物检疫相关的病原菌;通过细胞学和超微结构观察,阐明病原真菌与寄主互作的特征,揭示病原菌的致病机制;通过分子生物学技术,研究致病相关的基因功能,阐明这些基因在致病性方面的作用及其利用。建立了半活体营养型哈锐炭疽菌与寄主互作模式,首次揭示了活体营养阶段病原菌与寄主互作超微结构特征,构建了一个高质量的哈锐炭疽菌cosmid基因组文库,成功特征了哈锐炭疽菌转录激活因子基因。

在美国马萨诸塞州大学生物化学与分子生物学系进行合作研究期间,参与了禾谷炭疽菌和希金斯炭疽菌基因组学的分析,其结果已在“Nature Genetics”上发表。

一项科研成果,亦是一份责任,“责任是一条路,即使布满荆棘,也要走下去。”或许,正是有了这样的科研工作者,才有了处处充满科技感的世界。

 

聚焦茭白黑粉菌领域的研究

中国是美食大国,各种烹饪技术层出不穷,而这就需要消耗大量的蔬菜。因此,蔬菜也成为我国除粮食作物外栽培面积最广、经济地位最重要的作物。据相关数据显示,2016年,中国蔬菜种植面积占世界的41.3%,总产量占世界的50%,由此可见,中国市场对蔬菜的需求,是一个极为庞大的数字。

茭白黑粉菌寄生菰草并引起其茎上部产生膨大的结构,称为“茭白”,它是一种独特的水生蔬菜。有时茭白中产生黑色的冬孢子,称为“灰茭”。真菌以菌丝体形式随着无性繁殖体在其体内长期存活,在茭白中真菌丧失了产孢能力,而在灰茭中虽然产生冬孢子,但其已丧失了接种体功能。接种体功能丧失的现象在黑粉菌中是非常独特的,其分子机制在真菌适应性演化中具有重大理论价值。同时,接种体功能丧失也限制了通过改良黑粉菌应用于茭白植物育种的途径。

张敬泽关注到了这一现象,并围绕茭白黑粉菌接种体功能丧失现象,开展了交配型基因。实验结果揭示了真菌与茭白植物互作的超微结构特征;值得一提的是,他在实验过程中,首次发现茭白黑粉菌中含有多泡囊体,并找到了多泡囊体形成的成因;与此同时,完成了茭白黑粉菌两个株系的全基因组测序和注释,为茭白育种提供科学的理论依据。

 

与作物土传病害“对抗”的人

科研是没有止境的,近十年,张敬泽围绕土传病害生物防治,深入研究。他认为,土传病害产生一些特殊的休眠结构,如黄萎病病原菌产生微菌核或黑色休眠菌丝,菌核病原菌产生菌核、疫霉菌产生卵孢子等,这些休眠结构具有抗逆性,在土壤中可存活多年,是导致病害最难防治的关键因素。“作物主要土传病害主要包括黄萎病(茄子、棉花)、菌核病(莴苣、甘蓝和榨菜)、疫病(辣椒和黄瓜疫病)等三类土传病害,每年造成的损失高达数亿元。”说到这一点,张敬泽十分痛心。

然而,生产上尚缺乏高抗品种和有效的防控措施,土壤熏蒸和杀菌剂被广泛使用,导致病原菌抗药性及其环境安全问题,直接影响产品的消费和出口。常规防控技术已难以达到有效、安全防控的目的,因此,研发新型制剂和有效的防控配套技术体系,通过高效综合防控技术示范与推广,从源头上遏制病害发生与危害已经迫在眉睫。

有了科研方向后,张敬泽积极行动,开展了生防菌对病原菌的重寄生、拮抗化合物等方面的拮抗机制,从理论上揭示拮抗机理,并筛选高效生防菌株,进行生防产品的开发,探索它们在生产中的应用性,从而减少化学农药的施用,为实现作物生产的可持续发展提供重要的理论与技术支撑。并首次揭示了生防木霉菌对辣椒疫霉菌丝和卵孢子的重寄生作用,阐明了木霉菌产生的胶霉菌素、6-戊基-2H-吡喃酮和细菌产生的脂肽化合物等对多种土传病原菌的拮抗机制,研发出化学-生防制剂协同防病技术,可有效控制病害流行。筛选和研制出防治辣椒疫病和作物黄萎病的生防菌肥产品及其配套防治技术。

在土传病害领域,张敬泽已经取得了丰硕的科研成果,目前,已发表科研论文100余篇,其中,SCI论文50余篇,并获7项国家发明专利授权。其中,2019年1月国家科技进步奖公布的“主要蔬菜卵菌病害关键防控技术研究与应用”名单中,是第四获奖人。

面对取得的丰硕成果,张敬泽一笑而过,“科研之路是最长的路,而我能做的,就是踏实走好每一步。”张敬泽正在用自己的智慧,书写一本科技兴农的书,未来的他,将继续为中国农业的发展添砖加瓦。

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