褐飞虱是我国水稻生产中的头号害虫,它们聚集在稻株基部取食,平均每年造成100多万吨粮食损失,为害严重时可让水稻成片倒伏死亡,颗粒无收。褐飞虱的防治已成为世界性难题,武汉大学何光存教授课题组成功克隆了世界首个水稻抗褐飞虱基因,并持续克隆出全球最多的抗褐飞虱基因(60%),推动我国抗褐飞虱育种实现了零的突破。

何光存教授课题组郭建平博士介绍实验情况

15日下午,长江日报记者走进武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室,课题组成员郭建平揭开一个塑料薄膜罩,里面放置有3盆长势茂盛的水稻株,凑近稻株的基部可以看到,密密麻麻的褐飞虱正聚集啃食。郭建平介绍,这是专门用来养殖褐飞虱的,作为试验的虫源。

褐飞虱体型小,刚孵化出来时体宽约莫头发丝般细小,体长约1毫米,最大的雌成虫体长也只有4—5毫米.它们在亚洲的热带地区过冬,随着北半球气温升高,又随气流从越南、菲律宾等地“吹”到我国的广西、云南一带,然后再深入腹地。

褐飞虱主要取食包裹着水稻茎秆的叶鞘部位。叶鞘中排列着的纤细管道(维管组织)运输营养物质,褐飞虱专门盯着叶鞘部位的纤细管道吸食。

褐飞虱的危害性让种粮人苦不堪言。过去,防治稻飞虱主要靠农药,但长期大量使用农药导致褐飞虱产生了抗药性,而且,高浓度低水量的喷药方式,药剂难以达到水稻基部,难以达到杀虫效果。

自1995年开始,何光存教授课题组便开始聚焦水稻抗褐飞虱基因的发掘与育种利用,从野生稻和农家品种中筛选抗褐飞虱种质资源,鉴定和挖掘水稻抗褐飞虱基因,抗褐飞虱基因犹如在水稻体内装上了“基因导弹”,使褐飞虱取食下降、生长受阻、死亡率上升从而阻止褐飞虱侵害。

“寻找每个抗褐飞虱基因要花十多年时间。我们一个实验室克隆的抗褐飞虱基因占全球克隆总数的60%,居国际领先地位。” 何光存说。

面向国家重大战略需求和世界科技前沿,何光存教授课题组培育的抗褐飞虱水稻品种在湖北、安徽、湖南、江西、广西、海南等省大面积推广应用,田间褐飞虱虫口密度降低85%以上,在减少农药使用的情况下,保障农民增产增收。

14日深夜23时,Nature(《自然》)发表长文,刊发了何光存教授课题组的这项研究。同一时间,Nature(《自然》)还刊发了武汉大学化学与分子科学学院、高等研究院付磊教授团队关于液态金属的最新研究成果。