赤霉病是小麦、大麦、黑麦等禾本科作物生产中最具破坏性的病害之一,不仅造成减产,还会导致籽粒中积累真菌毒素,严重威胁食品安全和人类健康。近年来,受气候变化、种植结构调整和轮作制度等多重因素影响,我国小麦赤霉病的发生频率和危害程度持续加剧。目前,该病害已成为我国小麦生产损失最严重的病害之一,占主要病害总损失的42.2%。从区域分布看,赤霉病已由长江中下游、江淮麦区扩展到黄淮麦区,并进一步向西北麦区蔓延,防控形势日趋严峻。据全国农业技术推广服务中心统计,全国每年约有1亿亩小麦受赤霉病侵害,需防治面积接近2亿亩,单是防治费用就接近百亿元。
在近日公布的2024—2025年度国家小麦育种联合攻关品种试验中,中国科学院遗传与发育生物学研究所韩方普团队选育的高抗赤霉病新品系中科511和中科181表现尤为突出。在黄淮冬麦区及北部冬麦区的品比与区域试验中,这两个品系表现出稳定的高抗性。自然发病及人工接种鉴定结果表明,两者籽粒中真菌毒素含量显著低于现有的高抗对照品种“苏麦3号”,大幅降低了食品加工环节的毒素风险。
此次全国试验共对328个参试品种开展了赤霉病抗性评价,结果显示,仅有2个品种为高抗(占比0.61%)、12个为中抗(占比3.66%),其余大多数为高感品种(占比90.24%)。在最终确认的14个中抗及以上品种中,有8个来自韩方普研究团队,充分体现了其在小麦抗赤霉病育种领域的持续创新能力。
韩方普团队长期致力于小麦远缘杂交和染色体工程育种研究,历经数十年的攻关,建立了染色体区块精准跟踪检测和外源种质高效转移技术,将二倍体长穗偃麦草中优异的赤霉病抗性片段成功导入栽培小麦,这是全球首次利用染色体工程方法创制赤霉病抗性小麦新品系。通过多年多点鉴定和多代回交改良,团队最终培育出兼具抗病性与优良农艺性状的“中科”系列品系,显著拓宽了小麦的遗传基础,并大幅提升了抗赤霉病育种效率。
这些成果的取得,得益于中国科学院“分子模块设计育种”和“种子精准设计育种”先导专项等重大任务的持续支持,贯彻了“可跟踪、可考核、能应用、有影响”的战略目标。
当前,韩方普团队正以染色体工程技术为核心,建设高水平育种平台,培养高层次人才,力争攻克赤霉病抗性种质匮乏这一制约我国小麦育种的“卡脖子”难题,推动培育出无需依赖药剂防治的新型抗病小麦,为保障国家粮食安全提供有力支撑。
中科181田间赤霉病接种表现
中科511田间赤霉病表现