脚踩泥土的女科学家，用科技守护祖国粮仓

巾帼风采 2022-07-13 16:34:27

高利从事小麦病害研究15年，不但在国际上首次实现导致小麦严重减产的多种小麦锈病便捷区分，还严防小麦矮腥黑穗病传入中国，为国家粮食安全守住检疫防线。

粮稳天下安。习近平总书记反复强调：“对我们这样一个有着14亿人口的大国来说,农业基础地位任何时候都不能忽视和削弱，手中有粮、心中不慌在任何时候都是真理。”中国农业科学院植物保护研究所植物病害研究员高利深有感触。她正扑在小麦矮腥黑穗病防治的进一步研究上，与国际玉米小麦改良中心合作，利用其丰富的种质资源库，培育更能抗病的小麦品种，她说：“解决吃饭问题的根本出路在科技，不断推进农业现代化，才能端牢饭碗。”

高利中国农业科学院植物保护研究所植物病害研究员，第十三届中国青年女科学家奖获得者，国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才，获评2021年度全国三八红旗手、2022年北京最美科技工作者

跃入“农门”，当上“小麦医生”

高利来自陕西农村，她记忆犹新的是，每到收获季节，有两件事最重要，磨新面和交公粮。陕西人好面食，新小麦下来各家都会磨些新面先尝上一口，谁家用新面做的凉皮、面片、饺子皮又韧又弹，是街坊邻里传开的大喜事。公粮则要交到离家几十公里的县城粮舍，全家人天还没亮就出发，在最热的八月推着上百斤的人力车，一去就是一天。小时候高利看着检测员把取样器往粮食袋子里一插，简简单单就检测出她家今年小麦不够好，而别人家的粮食顺利过关，心里羡慕极了。那时起，高利想种出好粮食的心就变得特别迫切，她开始思考“粮食能不能不生病”。

报考大学的时候，高利“理所当然”地选择了西北农林科技大学，并在病害、虫害、农药学三个植物保护研究方向中义无反顾地选择了植物病理学。“庄稼不生病，年年好收成，农民才有好心情”从农村跃入‘农门’，高利初心明确，“比起对症下药见效快的农药，我更想知道农作物是怎么生病的，怎么防治，什么环节最关键。”

当时中国工程院院士、我国植物免疫学教学和小麦锈病研究的主要奠基人之一、西北农林科技大学的李振岐教授是高利硕士阶段的专业课老师，他的研究揭示了我国小麦条锈病的越夏、越冬和流行传播规律，提出了防治途径，为开展全国小麦条锈病流行体系研究奠定了基础……高利希望能像他一样，用科技手段帮农民减少损失，让小麦更健康地成长。

农业院校高利上的得心应手，老师在讲台上讲着理论知识，高利脑子里立刻显现出自己见过的各种作物生病的症状，“这是我在农村长大的优势，也正是我热爱的那片土地，让我急切地想把自己的知识转换成服务于农民的技术手段。”

2007年高利从中国科学院微生物研究所来到中国农业科学院植物保护研究所，开始做小麦锈病研究。田间调研时，她发现大多数人分辨病原菌都是凭经验和念口诀：“条锈成行叶锈乱，秆锈是个大红斑”，但是对处于病害早期、症状不明显的病害极易判断出错。高利觉得应该有一个科学的标准来区分。“就像人到医院看病，医生也要根据症状结合检查才能下诊断、开药方。”

于是为了提高鉴定正确率，避免因错判误判耽误小麦病情，引发更严重的小麦安全生产问题，高利通过研究首创了特异性单克隆抗体，通过酶联免疫荧光反应，在荧光显微镜下仅凭三种病原菌的颜色差异，即可实现辨别没有经验的人也能精确鉴定。呈现黄色是小麦条锈菌，绿色是叶锈菌，黄绿相间的是秆绣菌；秆锈菌呈条状，像个胶囊，叶锈菌和条锈菌是圆形的，像个圆药片。

原来地方农技人员下到田间采样后，要把样品寄回来，经常延误病害防治的最佳时机。高利授地方植物保护站以“渔”，直接传授及科普检测技术，农技人员随时可准确诊断病害，切实提高了检测效率，实现了及时防控，尽可能减少品质降低，挽回产量损失。

再到地方调研时，高利发现不少农民掌握了检测技术，诊断准确，防治及时，农民不再“靠天吃饭”，收成好了收入提高了。粮食是大国之重，看着自己的研究成果服务于民，高利觉得自己小时候的理想实现了，幸福极了。

把好检疫关，守好祖国粮仓

高利（中）在墨西哥国际玉米小麦改良中心实验基地，进行小麦病害田间调查

“十三五”期间，我国小麦进口达2280万吨，海关在口岸累计截获植物有害生物8858种，其中就包括高利主攻的研究对象——小麦矮腥黑穗病。“十四五”把握生物安全关键基础，阻断头等小麦病害传播成为我国粮食安全进出口的重中之重。

小麦矮腥黑穗病在我国被特称为“小麦一号病”，曾导致北美及欧洲小麦大面积减产、甚至绝产。吃了混杂含有这种黑粉病原菌的小麦加工产品，不但人、畜会产生中毒反应，更可怕的是该病菌的冬孢子生存能力极强，即使被排出体外仍具有侵染能力，在土壤里可以存活十年以上，蛰伏着，遇到合适的条件就萌发、侵染小麦，这种病原菌的寄主多达80余种，极难根除，严把进口关极为重要。

但小麦网腥黑穗病、小麦光腥黑穗病和小麦矮腥黑穗病三种病害极其相似。海关检疫人员无法用肉眼区分，即使在显微电镜的帮助下，“网腥”和“矮腥”由于鉴别标准有重复，如冬孢子大小，网脊高度值等，依旧容易错判误判。但只有“矮腥”才是国家检疫对象，一旦检测出错，就可能引起与其他国家的贸易纷争。

蛋白发育也没有区别。传统的病原菌特异性序列区分法行不通，三种小麦黑穗病的病原菌ITS序列一模一样，高利只能选择大规模的筛查随机序列，提取病原菌的DNA，跑数据……光是寻找特异性片段就用了两年时间。但繁琐的分子检测依赖特殊仪器，耗时长、成本高、效率低。高利联想到自己做小麦锈病研究时的试纸检测法，如法炮制，当单孢子和病原菌相遇，显微镜下的成像片清楚地显示着，“绿芯黄圈”的是“矮腥”，只有“绿芯”的是“网腥”。

在高利的持续推动下，各地海关、植物保护站，用上了酶联免疫检测试纸条，傻瓜操作，只要有材料就能快速区分三种病害，从此小麦矮腥黑穗病“插翅也难逃法眼”。

攻坚克难，才是科学的意义

高利说，植物和人一样，生病都是有预兆的，等到隐藏的症状表现出来再去防治就已经晚了。所以做“植物医生”要在症状出现之前，就通过早期检测监测进行预判，才能用最快的速度和最低的成本压制住病害。

要了解小麦不同生长阶段患“一号病”前的特点，彻底搞懂“一号病”，需要大量的病原菌作为原材料支撑实验。但它是“慢性病”，病原菌生长速度慢、发病速度也慢，实验周期很长。其他小麦真菌病害10天左右就可显示症状，而 “一号病”的病原菌40多天才刚萌芽，4～5个月才显示症状。

不少同行劝高利别攻“小麦一号病”了，换一种病害研究，学术成果更多，产出和回报也更快。但面对学术诱惑，高利从未动摇，“‘一号病’对粮食安全太重要了，这个病就是慢就是难，但攻坚克难才是科学的意义，我有责任和义务坚持下去。”

改变不了病原菌的客观特性就只能改变自己。高利让自己更勤快，随时随地准备着各种不同阶段的小麦，出苗的、拔节的、抽穗的……多批次，连续不断地培养，尽可能规避反复等待的时间。她不浪费每一天，多管齐下，同时做针对病原菌分子机制的研究、摸清楚侵染机制、寻找关键基因和关键蛋白，为以后靶标防治提供理论基础，从源头抗病。

“急国家所急，满足国家所需”，每年海关因“一号病”滞留的小麦有数千万吨。高利关于“小麦一号病”的防治方法和建议得到国务院领导高度重视，被送到海关总署和农业农村部。现在正进一步开展与海关总署合作，把“小麦一号病”检测新技术推广到海关，提高检测效率，实现快速通关。

在高利看来，植物病理学是“未来的科研”，农作物对未来的影响小到百姓餐桌健康，大到国家安全、世界格局。如今，研究落到守卫国门生物安全的实处，服务于民，服务于国家经济社会发展，高利成就感满满。现在她最大的心愿是，加快研究速度，不断更新发展小麦病害防治技术，培育抗病品种，为提高小麦产量、质量、增加粮食储备，提供安全稳定的技术保障，“用科技创新控制病害，牢牢守住保障国家粮食安全底线，才能真正守好中国粮仓”。