湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 汪彤 通訊員 江琦

植物也會(huì)生病，尤其怕病蟲害。專家估算，我國(guó)每年因病蟲害導(dǎo)致糧食損失1400萬噸，而過量使用化學(xué)農(nóng)藥，易造成環(huán)境污染、食品安全等問題。

微生物給人們帶來希望。在位于武漢市南湖大道的湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心內(nèi)，有全省唯一一座國(guó)家植保微生物種質(zhì)資源庫(kù)。這里保存著17萬余株各類微生物資源，等待被開發(fā)成微生物農(nóng)藥，為保障國(guó)家糧食安全“出戰(zhàn)”。

11月20日，位于湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心的國(guó)家植保微生物種質(zhì)資源庫(kù)，科研人員在斜面低溫冷藏庫(kù)查看微生物菌種。    （湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 薛婷 通訊員 江琦 攝）

11月20日，技術(shù)人員在養(yǎng)蟲室忙碌。（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 薛婷 通訊員 江琦 攝）

11月20日，科研人員通過顯微鏡觀測(cè)微生物菌種。（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 薛婷 通訊員 江琦 攝）

17萬余株菌株存“銀行”

微生物，顧名思義，一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物。它們與自然生態(tài)和人類生活密不可分，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更是扮演了不可或缺的角色。土壤生態(tài)、作物健康、食藥用、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境修復(fù)、廢棄物資源化利用等無不需要微生物的參與。

在國(guó)家植保微生物種質(zhì)資源庫(kù)里，湖北日?qǐng)?bào)全媒記者看到了它們“沉睡”中的模樣——被密封在凍存管里的菌株。省生物農(nóng)藥工程研究中心副主任王開梅說，微生物培養(yǎng)物保存在低溫環(huán)境中，其代謝活動(dòng)減緩甚至停止，在零下80℃的超低溫保存庫(kù)中可以保存十年以上。

保存它們有什么用？王開梅介紹，自然界中天然存在著大量微生物，能幫助植物吸收養(yǎng)分、抵抗病蟲害，強(qiáng)壯根系，提高產(chǎn)量，以及應(yīng)對(duì)高溫、嚴(yán)寒、干旱、鹽堿等極端環(huán)境的脅迫。這類具有殺蟲、防病、除草等生物防治功能的微生物，是國(guó)家發(fā)展生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥減量、保障農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要資源。

為了收集它們，王開梅和同事幾乎每年都會(huì)去野外，像獵人一樣，跑遍大半個(gè)中國(guó)，深入林地、草原、荒地、河流，特別是一些人跡罕至的地方，采集染病昆蟲和各種樣品，再帶回實(shí)驗(yàn)室尋找蛛絲馬跡。他舉例，敵人的敵人就是朋友。從染病害蟲身上分離出的病原微生物，有可能就是我們需要的植保微生物，利用它們以菌治蟲，就能抑制蟲害的發(fā)生。

萬株“潛力菌”脫穎而出

開展生防微生物資源鑒定評(píng)價(jià)，篩選出產(chǎn)業(yè)急需的植保微生物資源，是王開梅和同事的另一項(xiàng)重要工作。

由于資源數(shù)量龐大，篩選鑒定工作不能盲目進(jìn)行。科研人員一般根據(jù)資源開發(fā)需要，鎖定某一類生防特性微生物資源，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行菌種分離、純化以及培養(yǎng)鑒定。

王開梅說，就像醫(yī)生檢查我們的身體一樣，我們也需要對(duì)微生物資源進(jìn)行鑒定，了解它們的形態(tài)、活性、代謝產(chǎn)物來源、功能基因、與植物以及環(huán)境如何相互作用，從而判斷是否具有開發(fā)價(jià)值。為此，中心飼養(yǎng)了小菜蛾、棉鈴蟲、蚜蟲等各類常見農(nóng)作物害蟲，培養(yǎng)了多種植物病原菌和雜草種子，開發(fā)了一套與農(nóng)藥活性相關(guān)的蟲菌草篩選體系，供科研人員進(jìn)行微生物農(nóng)藥資源的篩選和評(píng)價(jià)工作，可實(shí)現(xiàn)微生物資源的高通量篩選，處理能力可達(dá)每年150萬樣次。

經(jīng)過多年研究，科研人員通過建立的篩選模型，從資源庫(kù)中篩選出1萬多株農(nóng)用活性微生物資源。它們中，有的對(duì)小菜蛾具有高毒力，有的對(duì)大白菜根腫病防治效果好，有的能防治多種真菌病害……為生物農(nóng)藥以及微生物菌劑產(chǎn)品的創(chuàng)制提供了有力支撐。

已開發(fā)出十余種生物農(nóng)藥

近年來，我國(guó)東北玉米產(chǎn)區(qū)遭受玉米螟蟲害，大大降低玉米籽粒品質(zhì)，減少玉米產(chǎn)量?；诒２氐奈⑸镔Y源活性信息與所建立的篩選體系，湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心的研究人員僅用半年時(shí)間就從資源庫(kù)中篩選出對(duì)玉米螟表現(xiàn)出優(yōu)異殺蟲活性的蘇云金芽孢桿菌菌株。利用這一資源，相關(guān)高含量原藥很快試制成功，進(jìn)入市場(chǎng)，累計(jì)在東北地區(qū)防控面積達(dá)1000萬畝。

蘇云金芽孢桿菌是國(guó)際上用于微生物源低毒殺蟲劑的主要微生物資源。目前，國(guó)家植保微生物種質(zhì)資源庫(kù)（湖北）已保存3000余株蘇云金芽孢桿菌株，研究人員已完成所有菌株的農(nóng)藥殺蟲活性評(píng)價(jià)，篩選出多株對(duì)不同種類目標(biāo)昆蟲的高活性菌株，開發(fā)出十余種生物農(nóng)藥產(chǎn)品，廣泛用于糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物病蟲害防控。相關(guān)研究成果獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。中心還針對(duì)植食性害螨創(chuàng)制了“死亡谷芽孢桿菌”生物殺螨劑，具有廣闊市場(chǎng)前景。

近幾年，這里的科研人員又在為研發(fā)草地貪夜蛾生物防控產(chǎn)品作準(zhǔn)備。草地貪夜蛾是一種破壞性強(qiáng)的遷飛性害蟲，玉米如遭其啃食，產(chǎn)量損失可達(dá)50%以上，被稱為“糧食殺手”。目前，已完成對(duì)草地貪夜蛾高毒力菌株的基因組測(cè)序以及分析，確定了該菌株基因組中含有的殺蟲蛋白基因，發(fā)現(xiàn)它對(duì)多種夜蛾科害蟲具有高毒力，為創(chuàng)制防控草地貪夜蛾的高效產(chǎn)品提供了支撐。

王開梅介紹，下一步，他們將繼續(xù)完善保藏條件、加強(qiáng)資源評(píng)價(jià)與精準(zhǔn)鑒定，為新型微生物農(nóng)藥及微生物制劑的創(chuàng)制提供豐富的資源，爭(zhēng)取讓更多農(nóng)業(yè)微生物造福人類。