小麥是我國重要糧食作物，年產量約1.3億噸。“江蘇糧食質量安全的最大風險之一來自於鐮刀菌毒素對小麥的汙染，我們歷時近20年研發的小麥鐮刀菌毒素汙染風險形成機制及管控關鍵技術研究成果，破解了毒素髮現難、控制難的問題。”江蘇省農科院農產品質量安全與營養研究所首席科學家史建榮研究員告訴記者，他們研發的毒素控制關鍵技術大幅降低了毒素汙染程度，解決了小麥豐收帶毒的產業難題，成果獲得2020年江蘇省科學技術獎一等獎。
鐮刀菌毒素既害小麥又害人
江蘇省農業科學院農產品質量安全與營養研究所劉馨博士介紹說，小麥赤黴病是由鐮刀菌侵害引起的，染病小麥不僅大幅減產、甚至絕收。“鐮刀菌還會產生嘔吐毒素、玉米赤黴烯酮、伏馬毒素等160餘種毒素。”劉馨說，食用病麥會發生眩暈、發燒、噁心、腹瀉、流產死胎等急性中毒症狀，嚴重時會引起出血，影響免疫力和生育力。某些鐮刀菌毒素還會誘發肝癌、食管癌，各國都制定了嚴格的限量標準，限制其在食品中的含量。
江蘇淮安市農民在用植保無人機防治小麥赤黴病和白粉病。來源 視覺中國
近年來，受全球氣候變化和農作物耕作制度改變的影響，我國小麥赤黴病發病範圍危及長江中下游甚至向黃淮麥區持續擴大、頻率不斷增加、危害逐步加重。據統計，2010年以來，我國小麥赤黴病從偶然暴發到連年暴發，尤其在長江中下游麥區重發頻發，每年赤黴病造成的直接經濟損失超百億元，已嚴重影響到我國糧食安全和人畜食用安全。
從解決“毒素髮現難”入手
過去，小麥鐮刀菌毒素汙染管控面臨著三大瓶頸難題：鐮刀菌毒素種類多、結構複雜難識別；產毒菌群特徵不清、毒素汙染規律不明；藥劑篩選靶標不聚焦、關鍵控制點難確定。
“鐮刀菌毒素看不見摸不著，檢測標準物質依賴進口，成本較高。”專家表示，為了儘快明確鐮刀菌毒素風險形成機制，研究團隊首先從解決“毒素髮現難”入手。透過對產毒調控基因靶向改造，創制了8個國產毒素標準物質，打破了國外壟斷，為毒素精準識別提供了量值溯源基礎。並且建立了多毒素高通量篩查技術，實現33種毒素同步檢測。在此基礎上，研究人員探尋帶毒籽粒的光譜特徵與定量關聯機制，發明毒素含量等級快檢裝置，將檢測時間縮短至1分鐘。
建全國小麥鐮刀菌毒素汙染資料庫
經過連續10年、抽樣檢測2萬餘份，專案團隊建立了全國小麥鐮刀菌毒素汙染資料庫。首次揭示我國小麥鐮刀菌毒素汙染風險消長規律，明確江淮麥區是毒素重發、頻發區，嘔吐毒素和玉米赤黴烯酮是汙染江蘇小麥的主要風險。
“我們監測了40年間產毒鐮刀菌種群演變規律，發現江蘇省產毒鐮刀菌以3ADON化學型為優勢菌群，該種群產毒力最強，並偏好稻麥輪作。”成果主要完成人徐劍宏研究員介紹道，據此他們揭示了江蘇毒素高汙染形成的菌源基礎，為精準管控提供明確靶標。
在明確產毒菌群的基礎上，科研人員又發現，花期、收穫前期高溼度是毒素重發生的核心誘因。因此，鎖定揚花期控病減毒協同、收穫後毒素監管為關鍵控制點。
對症下藥，研發出控毒藥劑
找到江蘇麥區“頭號毒源”後，專案團隊對症下藥，篩選出多種高效抑菌控毒藥劑，並研發出丙硫戊唑醇新藥劑“樂麥寶”，大面積推廣應用表明，使用“樂麥寶”可以減毒75%，用藥量減少10%。
同時，他們以解構鐮刀菌毒素毒性功能位點為導向，研發出毒素降解菌劑，對染病的小麥籽粒進行處理，毒素降解率達95%，為汙染小麥後續處理提供有效技術。
目前，該技術體系已經制定為國家農業行業標準釋出，有效保障了江蘇乃至全國小麥產品質量安全。
揚子晚報/紫牛新聞記者 于丹丹
校對 盛媛媛
來源：紫牛新聞
