高二氧化碳濃度和溫度升高會(huì)增加水稻紋枯病危害的風(fēng)險(xiǎn)。水稻紋枯病由立枯絲核菌引起，一般可造成水稻減產(chǎn)10%～30%，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)50%甚至絕收。目前，全世界每年因立枯絲核菌引起的水稻紋枯病造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)200億元。

近日，在揚(yáng)州大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院教授陳夕軍的指導(dǎo)下，該院石童、蔣冬陽等5名學(xué)生組成的科研團(tuán)隊(duì)，成功創(chuàng)制了用于防治立枯絲核菌病害的新型納米農(nóng)藥。該農(nóng)藥具有綠色、高效、無毒副作用等特點(diǎn)。

“立枯絲核菌是一種嚴(yán)重危害農(nóng)作物的土傳病原菌，具有侵染力強(qiáng)、侵染后發(fā)病周期短、蔓延快和毀滅性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且寄主范圍十分廣泛。”陳夕軍教授介紹，除了水稻外，該病菌還會(huì)對(duì)小麥、玉米、棉花和多種蔬菜瓜果產(chǎn)生危害，造成大幅減產(chǎn)和嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，是較難防治的土傳病害之一。

目前，針對(duì)該病菌引起的作物病害主要采用化學(xué)防治措施。但是，長(zhǎng)期過量過頻施用化學(xué)藥劑防治易造成環(huán)境污染，農(nóng)作物也易產(chǎn)生抗藥性，還會(huì)造成農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)等問題。“因此，亟須研發(fā)出一種更加高效、可持續(xù)、對(duì)環(huán)境友好的立枯絲核菌病害防治方法。”石童說。

目前國際上新型的基于噴施誘導(dǎo)的基因沉默新技術(shù)為他們的研究提供了新思路。石童介紹，該技術(shù)是利用源自病原菌自身基因的雙鏈核糖核酸，直接對(duì)葉片進(jìn)行噴施，無需借助轉(zhuǎn)基因手段，不僅使用方便，而且不會(huì)使作物產(chǎn)生抗藥性，具有高效、綠色、可持續(xù)的優(yōu)勢(shì)。

“我們發(fā)現(xiàn)，研究并非想象中那么簡(jiǎn)單，好幾個(gè)‘攔路虎’在等著我們。”石童說，團(tuán)隊(duì)首先需要探究能否在立枯絲核病菌上應(yīng)用該技術(shù)，明確該絲狀真菌能否從環(huán)境當(dāng)中吸收雙鏈核糖核酸，還需要解決雙鏈核糖核酸在自然條件下易降解和持效期短等問題。

針對(duì)這些難題，團(tuán)隊(duì)在陳夕軍教授的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)試驗(yàn)、反復(fù)研究，最終成功篩選出可高效負(fù)載和保護(hù)雙鏈核糖核酸的納米材料雙層氫氧化物。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制出可防治立枯絲核菌病害的新型納米農(nóng)藥。實(shí)驗(yàn)證明，該農(nóng)藥對(duì)立枯絲核菌病害防效超80%，高于一般傳統(tǒng)化學(xué)藥劑。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)陸宴輝研究員認(rèn)為，該成果具有良好的生態(tài)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和應(yīng)用前景。

“雙鏈核糖核酸農(nóng)藥的劣勢(shì)在于價(jià)格高昂，目前國際上雙鏈核糖核酸合成成本約為1萬美元/克。我們研發(fā)的大腸桿菌發(fā)酵技術(shù)可將成本降到100美元/克。”陳夕軍教授表示，目前團(tuán)隊(duì)還在不斷優(yōu)化技術(shù)，以期盡快解決雙鏈核糖核酸價(jià)格高昂的問題。