当收割机驰骋沃野吞吐丰收喜悦之时，农民和育种学家们最关注的是被称为小麦“癌症”的赤霉病。这种由多种镰刀菌真菌引起的病害不仅会导致严重的产量损失，还影响籽粒品质和食品安全。如何攻克赤霉病一直是国内外小麦研究者的关注焦点。

在南京农业大学，马正强教授领衔的科研团队，专注于寻找狙击小麦“癌症”的“利器”。20余年间，他们在麦田间耕耘寻觅，鉴定出包括抗赤霉病关键基因Fhb1在内的18个抵抗小麦“癌症”的遗传位点，创造出上百个抗赤霉病、综合性状优异、适应不同生产区的新种质，并以此为基础成功选育出南农999（南淮麦191）等高产抗赤霉病新品种，为解决抗赤霉病育种瓶颈问题、保障我国和全球小麦生产作出了突出贡献。

择“险峰”：攻克小麦赤霉病

“无限风景在险峰”。广阔田野上，在通往丰收的路上，赤霉病是一座颇为险峻的山峰。

世界上所有的粮食作物中，小麦种植面积最大，它是人类21%的食物热量和20%的蛋白质来源。在中国，小麦播种面积超过3亿亩。然而近年来，我国成为受赤霉病危害最严重的国家之一，年均发病面积约占小麦播种面积的20%。除了减产，赤霉病致病菌还有较强的毒性，它产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒性强且持久，染病小麦贮藏4年依然能保持毒性。

长江中下游麦区是小麦赤霉病重发区，长期的高压环境孕育了一批以江苏溧阳“望水白”为代表的高抗赤霉病地方品种。它和上世纪70年代由江苏太湖地区农科所育成的“苏麦三号”，至今仍是世界上最好的抗赤霉病种质。然而，几乎所有赤霉病抗源都存在育种中难于利用的问题。比如“望水白”虽然抗性好，但产量低，极易倒伏，微风吹过都可能会东倒西歪。

由于抗赤霉病与高产、优质等其它育种目标往往难以兼顾，抗性鉴定条件苛刻、表型选择效率低等问题难倒了不少研究者。预见到基因组学将在复杂性状遗传解析中发挥关键作用，1998年，刚从美国留学回国的马正强便选定了小麦赤霉病抗性这个极其重要的复杂育种性状，以抗病遗传基础解析、抗病基因挖掘、优异种质创新和育种利用为团队的主攻方向，希望能挖掘出“望水白”、“苏麦三号”中有用的抗病基因，并摒弃掉不良的“累赘”。

思路清晰、目标光明，但道路困难重重。

据团队骨干贾海燕教授介绍，要想成功利用这些抗源，必须明确其抗性受多少基因控制、基因所在的位置和效应、抗病的机制是什么、抗病基因是否影响其它育种目标性状。只有将这些谜团层层拨开，才有可能解决小麦抗赤霉病育种中存在的困难。

于是，团队以育种应用为导向，采用正向遗传策略、挖掘优异遗传变异，开始了一场艰苦的科研跋涉。

普通小麦是部分同源六倍体，其基因组相较其他作物要复杂的多。复杂到什么程度呢？与水稻这个二倍体基因组相比，小麦的基因组相当于几十个水稻的基因组合起来。在本世纪初，小麦基因组学研究还处于“婴儿期”。水稻基因组草图2002年便被发表，普通小麦基因组草图16年后才完成。

没有“导航图”，如何找到那个关键基因？

抗赤霉病位点筛查是第一步。贾海燕表示，只有完成筛查，才能在此基础上完成抗病位点的精确定位、效应分析和评价、基因克隆、分子育种技术体系的建立等。

为了摸清“望水白”的“基因家底”，团队需要克服小麦基因组大、重复序列占比高、多态率低等一系列困难，还须对作图群体进行多年、多点的抗性鉴定，以获取准确的表型数据。

这是一个十分漫长的过程。马正强知道脚下的路有多难走。回望来时路，他感慨道：“任何一项重要进展都不是一蹴而就的事，尤其对于赤霉病抗性这样的复杂性状。”

寻“利器”：找到关键抗病基因

科学研究没有标准答案，往往需要不断“试错”。

抗病基因挖掘中，抗性鉴定准确与否，直接决定了研究的成败，而准确的鉴定需在成千上万次“试错”之后才能获得。

“对赤霉病抗性这个性状，必须通过大规模、有重复的接种鉴定才能获得可信的数据。”团队骨干李国强教授介绍，赤霉病抗性鉴定结果受材料生长状态、接种后的温湿度等影响较大，在田间鉴定时，如果碰上小麦扬花期雨水少或者气温偏低，当年的努力可能就徒劳无功。

接种鉴定既是技术活，也是力气活。每年3月底持续到5月底开始接种，不同的抗性类型还需采用不同的接种方法。接种一定时间之后，科研人员要调查每个接种穗子的病节长度、病小穗数，或一定面积的病穗数。

在团队的一块大约2000平方米的鉴定圃大棚里，记者看到了小麦植株上挂着几十万个五颜六色的吊牌。据介绍，不同的吊牌颜色和形状记录着不同的接种时间。因为各个材料的开花期不同，接种工作通常要持续半个多月。五种颜色不够用的话，科研人员就通过剪角的方式来区分。

这样的鉴定犹如大海捞针。

贾海燕告诉记者，在这期间，研究人员通常天刚亮就赶到地里，为完成当天的工作，田间地头就是餐桌，手机照明加班接种更是家常便饭。

“我们多流汗，育种家就会少流汗；我们的结果越准确，育种家用起来就越顺手，效率才会高”。马正强常把这句话挂在嘴边。

20多年的科研跋涉后，团队克隆了小麦中目前已知的最重要抗赤霉病基因Fhb1，该基因具有最强的抗扩展效应，可降低籽粒中真菌毒素的积累。

据了解，该基因是团队利用分子标记辅助选择的方法，从“望水白”和“苏麦3号”中获取。马正强教授和贾海燕教授等人分析了全球643份普通小麦品种中该基因对应染色体区段的遗传变异，发现基因Fhb1是我国特有的优异小麦基因资源。

2018年，该基因及其应用获得中国和美国发明专利授权，2019年，部分研究成果发表在国际遗传学权威期刊《自然-遗传学》Nature Genetics上。

在这一重大突破后，团队又采用分子育种策略，将Fhb1导入到来自江苏、山东、河南、四川等小麦主产区的中感或高感赤霉病小麦品种中。研究发现，Fhb1的应用能使小麦抗赤霉病扩展的能力提高76%以上，该基因不仅可以提高小麦对赤霉病的抗性，在玉米等其他作物中也可能提高其抗镰刀菌病害的能力。

小麦“癌症”终于有了关键“利器”。

再出发：向“终极目标”迈进

科技创新只有起点，没有终点。

于马正强教授团队而言，每一个新成果的出现都意味着科研迎来了新的开始。他们一直坚守着心中那块麦田。

位于南京溧水的小麦抗赤霉病基因挖掘与种质创新试验基地上，各种实验从未间断。在这里，团队根据综合性状表现和抗不同小麦病害的能力，已创造了三代抗赤霉病种质和育种材料。

在2013年南京农业大学江浦试验基地现场观摩会和2017年全国小麦基因组会上，团队创制的NMAS022等核心抗赤霉病种质就免费发放给全国60多家育种单位，为小麦抗赤霉病育种提供了好用的亲本，这也成为该团队从基础研究迈向生产应用的重要节点，迈出了从种质创新到品种选育、从创新链到产业链的关键一步。

一个个谜团被相继揭开，曾经的险峰越攀越近。

2022年，团队项目“小麦抗赤霉病的遗传基础解析与种质创新”获得了教育部自然科学一等奖并入选“江苏省十大行业领域科技进展”；2021年，团队项目“我国特有种质望水白抗赤霉病基因的发掘与利用”获得大北农科技奖一等奖。

去年，团队选育的南农999（南淮麦191）通过省级审定，该品种通过杂交和多代回交将小麦抗赤霉病基因Fhb1转入小麦中，具有高产、多抗、饱满度好等特点，平均亩产超过620公斤，田间试验中赤霉病和条锈病抗性可达高抗。

刚刚过去的5月，参加全国小麦抗赤霉病育种工作推进会议的近200位专家学者来到这里进行考察。他们驻足在“南农999”等一系列用分子育种技术育成的抗赤霉病品系和种质前，对其田间抗性表现连连称赞。

中国工程院院士赵振东研究员评价：“团队在抗赤霉病小麦育种已走在世界前列。”

中国工程院院士许为钢研究员表示：“团队在抗赤霉病的理论和育种实践上面，应该说是双丰收，田里展示的材料在黄淮麦区种植，不用担心赤霉病抗性。”

中国工程院院士中国农业大学校长孙其信教授高度评价了多基因聚合的分子育种策略在小麦抗赤霉病育种中的价值，他说：“多个基因聚合的赤霉病田间抗性确实得到了显著提高，希望团队再大胆一些、步子再大一点，助力全国小麦抗赤霉病育种整体水平的提高”。

这些赞誉令马正强颇感欣慰，但他也深知，前路仍漫漫。“基础研究的终极目标是提高和培植生产力、服务产业发展，围绕百姓口粮的农业科研尤其如此。”他表示，对小麦赤霉病这种由兼性寄生真菌引起的病害来讲，现有的进展只是万里长征的第一步，想要根治小麦赤霉病，还需不断丰富抗病基因库和育种材料的多样性，阐明抗病机制，进一步创新育种方法和防治策略。

当前的试验基地上，株株麦穗已从田里“走进”实验室。接下来，团队成员将对它们进行鉴定筛选，继续寻觅潜藏其中的抗病“密码”，向着根治小麦赤霉病的“终极目标”迈进。

新华报业·新江苏 通讯员 许天颖 记者 苑青青/文