张增艳：新基因解决小麦条锈病

张增艳：新基因解决小麦条锈病

　　

　　张增艳，这个美丽而开朗的女科学家让小麦抗病基因的研究占据了她几乎全部生活时间，就在不久前，张增艳领导的小麦抗病分子育种课题组在世界上首先发现了抗小麦条锈病新基因。最近中国科协向媒体重点推荐了她的研究成果及论文。

 

　　专家简介

　　张增艳，中国农业科学院首批杰出人才,博士生导师。中国农业科学院作物育种栽培研究所研究员。先后主持和参加了国家“863”计划、“863”重大项目、“973”项目、“自然科学基金”重点项目等十余项课题。获得国家科技进步二等奖、北京市科技进步三等奖、中国农业科学院科技进步一等奖。

 

　　从保定到德国科隆

　　出生在中国小麦主产区河北保定的张增艳最早并没有从事小麦抗病生物学的研究。1980年，她在河北大学时学习的是微生物专业，1984年大学毕业后的张增艳来到河北科学院微生物研究所工作，一干就是11年，直到1995年，她来到中国农业科学院攻读博士学位时，才转向小麦抗病分子生物学的研究。

　　俗话说，隔行如隔山，谈起这次转行，张增艳告诉记者，转行对每个人来说都是一次巨大的考验，尤其在已经从事了15年微生物研究的情况下。但是由于种种原因转入小麦抗病遗传育种研究，既然植物抗病是一项有利于农业生产、造福社会的应用基础研究，而且植物抗病研究的就是植物如何同微生物斗争，从这点来看，15年的微生物研究基础对植物抗病研究会有很大帮助。经过了一番思想斗争，张增艳最终选择了小麦抗病分子生物学的研究方向。

　　做决定容易，实践往往是困难的。尽管微生物研究与植物抗病有一定关联，但毕竟是两个学科，中间还是有一道鸿沟。但张增艳坚持一个信条，那就是决定的事有再多的困难也一定要做到。在博士学习中，张增艳用1年半的时间就把正常需要4-5年才能掌握的小麦遗传育种、植物抗病专业的知识全部学完，不仅顺利的实现了转行，而且还荣获复旦大学谈家桢奖学金三等奖。谈起那段经历，张增艳说：“对自己苛刻一点没有什么不好”。

　　一段时期以来，我国小麦生产一直受白粉病、条锈病、黄矮病影响。1998年，获得作物遗传专业博士学位的张增艳在中国农业科学院继续从事小麦抗病研究。这期间，她主持了国家转基因植物研究与产业化专项课题“小麦黄矮病抗性基因的分离克隆”和“兼抗黄矮病、白粉病优质小麦的分子标记辅助育种技术”等课题的研究。由于黄矮病是由蚜虫传播的病毒性疾病，所以小麦属中缺乏黄矮病抗源，张增艳和课题组同仁就综合利用远缘杂交、突变体、组织培养、抗病鉴定和细胞分子遗传分析等生物技术，分别将中间偃麦草抗黄矮病基因导入小麦，率先鉴定出1批抗黄矮病的小麦品种。同时针对我国多个小麦产区常会发生2种以上病害，选育出兼抗黄矮病、白粉病的优质小麦和高产小麦新品种，为我国小麦生产基本摆脱黄矮病和白粉病侵害提供重要抗源。

　　2003年，张增艳被选送到德国科隆著名的马普植物研究所做博士后研究。一年中，在合作导师Salamini教授研讨和实践中，张增艳对植物基因克隆技术有了更深的理解。在外语水平提高的同时，科学研究思维方法的提升对她更是受益匪浅。

 

　　发现小麦抗条锈病新基因

　　张增艳的人生之路就是不断努力不断成功的攀登，而4年前开始的小麦抗条锈病的研究对她来说是一次新的高峰。

　　小麦条锈病是世界小麦生产上的一种重要病害，与白粉病一样它也是通过空气传播的真菌性疾病，流行时可造成小麦减产30%以上。张增艳给记者展示的小麦条锈病照片显示，原本碧绿的小麦叶子上长满了一条条黄色的真菌孢子，这些真菌孢子遮挡了阳光，使小麦光合作用大大减弱，产量降低。

　　我国是世界上最大的小麦条锈病流行区，主要发生在甘肃、四川、陕西、河南、山东、山西、湖北、河北、云南、青海、新疆等地。上世纪50至90年代我国曾几次大面积暴发小麦条锈病，引起小麦的大面积减产。可以说，我国50年的小麦育种史就是一部与条锈病的斗争史。

　　张增艳告诉记者，长期以来与条锈病的斗争除了化学防治外也进行抗病育种，但由于小麦条锈病菌专化性强、变异快，致使以往利用的大多数主效抗锈基因相继失效，仅有少数几个基因对条锈病菌表现出免疫性或高度抗性。引进、筛选、鉴定和利用新的抗条锈病基因，对于延缓病原变异进程、培育持久抗病小麦新品种非常必要和重要。

　　要想培育新品种，首先要搞清小麦中哪种基因是抗病的，这就需要对基因进行标记，也就是做个记号。以往做记号采用形态标记法和生化标记法，一般需要5-6年时间。而张增艳在培育抗条锈病新品种时采用DNA标记法，只用2年时间就完成了基因标记，加快了育种进程，缩短了育种周期。

　　张增艳对引自国际玉米小麦改良中心的硬粒小麦进行抗病性鉴定，筛选出对我国小麦条锈病致病“祸首”条锈病菌具有高度抗病能力的人工合成小麦新种质（CI108），发现其含有一个抗条锈病新基因，并利用分子标记对该基因进行染色定位，找到与其紧密连锁的分子标记。并且通过基因推导找到抗条锈病基因来自墨西哥粗山羊草，这与以往37个小麦品种均不相同。这期间，也不是一帆风顺的，为了确定抗病基因品种，张增艳把墨西哥的粗山羊草拿到国内引种，但是由于水土不服，前两次引种都失败了。但是要强的张增艳没有放弃，经过努力终于引种成功。

 

　　科学研究是最大的乐趣

　　“说到业余爱好和兴趣，我想再没有什么能比科学研究对我更有吸引力了。”张增艳说。

　　44岁的张增艳是个成功的女性也是个要强的女性，在采访中，她常说的一句话就是“一分耕耘、一分收获，获得成功的诀窍就是付出超出常人的努力”。在她的日历中从来就没有节假日，大年初一要想找到她也只能在单位的实验室。她是每天到单位最早的人，也是最晚离开的人，她把每天十小时以上的时间都留给了科学研究。尽管爱人和婆婆都很理解，但上高二的儿子还是提出了意见。他对张增艳说：“我睡觉时您还没有回来，我起床时您已经离开，一天都见不到您，您能不能回家来查资料、写论文。”儿子的意见让张增艳也有些内疚，但科学研究要取得成功，就要付出努力，要强而认真的张增艳只能在事业和家庭中做出选择。

　　有人说，智慧的女人是美丽的，而张增艳除了智慧外，还有一份忘我的执著。