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「以菌治菌」 植物也有「特效藥」

2024-01-09三農

很多人都喝過益生菌,一種有益的活性微生物,具有一定的提高身體免疫力作用。

那麽,植物也有益生菌嗎?植物不舒服也需要喝益生菌嗎?

「需要」。

「從健康的植物體內提取出有益內生微生物,再將它們繁殖起來,用回到生病的植物體內,形成保護屏障,從而提高植物免疫力來恢復植物健康,達到防控作物病蟲害的目的。」趁著冬季農閑時刻,雲南網記者在實驗室裏「逮」到了正在做實驗的雲南農業大學植物保護學院博士後何鵬搏,他又一頭鉆進了新一輪的在不同植株體內找尋不同的「植物益生菌」,讓植物實作「自己保護自己」。

父子「接力賽」 實作植物「自我保護」

當我們的身體受到細菌、病毒入侵時,身體往往會開啟自我保護措施。

植物會進行自我保護嗎?

答案是肯定的。

「利用植物內生菌,實作植物‘自己保護自己’的綠色可迴圈模式不僅能解決病菌抗藥性的難題,還安全、無毒,能夠滿足從預防到治療的全過程。」何鵬搏解釋道,團隊內研究提取的植物內生菌就可以理解為是植物的益生菌,同樣是從健康的機體內分離出來再運用於生病的機體內,但跟套用於人體的益生菌不同,植物內生菌的主要作用是防治病蟲害。

何鵬搏告訴記者,「由於植物內生菌來源於植物本身,所以植物對它不會產生排異性,且純天然的植物內生菌在投入到使用時,會重新進入到植物體內,受外界環境影響較小,對外界環境影響也較小。」

基於此,何鵬搏團隊依靠雲南省微生物資源多樣性,顛覆性地獨創了「以植物有益內生菌構建綠色屏障」理論,形成了獨特的思想研究體系,創新研發了全新的植物內生菌系列產品,對替代化學農藥、維持生態平衡、保障農產品安全和人類身體健康、提高農作物產量方面將起到重要作用。

何鵬搏團隊還開拓性提出了「微生物菌糧」理論,將有益微生物大量養殖在田間,形成強大的保護網來抵禦病原菌對植物造成的威脅,也就是所謂的讓植物「自己保護自己」的綠色可迴圈模式。

這種透過植物內生菌構建綠色屏障在現代農業上的套用,經過多年的農田實踐檢驗和市場檢驗,其防治效果可達80%以上,許多困擾世界農業多年難題也迎刃而解,諸如柑橘黃龍病、十字花科作物根腫病及作物病毒病等難應對的病害都得到了有效控制。

耀眼的成績背後,是兩代科學家近30年賡續接力的付出。

作為前一輩的農業科學家,何鵬搏的父親何月秋教授從1996年就開始了對植物內生菌的初步篩選工作。當時整個雲南省都沒有一家生物農藥實驗室。2000年,何月秋懷著對微生物綠色防控的摯愛,組建了雲南農業大學微生物農藥實驗室。該實驗室共分離保藏了具有防病、控蟲和促生長的潛力植物內生芽孢桿菌8000多株。這也成為了何鵬搏團隊研究植物內生菌防控的基礎。

「在我父親的耳濡目染下,我從大學一年級開始就進入實驗室學習摸索,再後來我接力父親的研究,與團隊成員一道對植物內生菌進行了更深入的套用研究,開發了一系列微生物菌劑產品。」何鵬搏感慨道,可以說自己和現在的團隊是站在父輩的肩膀上,經過8年的沈澱,才將「植物保護自己」這一理想得以實作,套用於田間、推向市場。

眾裏尋「它」 「萬裏挑一」的菌株

作為中國第一大類水果的「柑橘」,其常患的黃龍病是一直困擾著果農的一大問題。「柑橘黃龍病傳播蔓延十分快捷,黃龍病病菌還不能人工培養,致病機理還不完全清楚,諸多因素都導致對柑橘黃龍病的研究難上加難,特別是還沒有防效顯著的藥物用於田間,防控難度也極大。」何鵬搏直言,得了黃龍病就相當於這株柑橘樹得了「癌癥」,基本上就是「無藥可醫」。

2014年前後,雲南部份地區大規模爆發柑橘黃龍病,當地植保站的工作人員聯系到何鵬搏的父親何月秋進行求助。「黃龍病一般透過僅有半個米粒大小的木虱傳播,感染後卻並不立即顯癥,潛伏周期3-5個月,一旦一棵樹感染,整片柑橘園將傳播開來,危害非常大。」何鵬搏解釋道,為了有效控制住柑橘黃龍病,父親何月秋帶領學生決定首先到全國容易發生黃龍病的地區采集樣本,花費了一年多時間,采集了數千份柑橘葉片標本,分離出了上萬株內生菌。

采集樣本僅僅是最簡單的第一步,最難的是從上萬株內生菌中找到最具防控黃龍病能力和易於培養的菌株。

黃龍病菌不可培養的特殊性,要找到對其有效的生防內生菌,就必須找到病原細菌的指示菌。

就在一籌莫展之際,團隊突然發現在雲南省華寧縣有一個廢棄的果園,果園裏面的所有果樹都感染了黃龍病,但唯獨有一棵果樹仍然健康生長著。「分離這棵與眾不同健康果樹的葉片後,對比發現這棵健康柑橘樹微生物的數量及微生物種類與其他患病柑橘樹不太一樣。」何鵬搏解釋道。

於是,何鵬搏團隊將聚焦點放到了這棵樹上,「從中選擇了用柑橘潰瘍病菌作為一個指示菌,將潰瘍病菌與分離出來的植物內生菌混合塗板(在微生物培養的過程中將菌液均勻地塗抹在培養基表面),找到了抑制潰瘍病菌的菌株,以具有抑制作用的菌株再測定對更多植物病原細菌的拮抗作用,找到抑制譜廣、抑制作用強的候選菌株。」何鵬搏表示。

最終,何鵬搏和其團隊共發現了4 株候選菌株,將最好的1株提取出來用作防控柑橘黃龍病,稱之為L1-21菌株,這個菌株也是當時發現的抑菌譜最多、拮抗能力最強的菌株。

三年時間裏,何鵬搏和其父親何月秋找到指示菌後,就「泡」在了田間地頭,試驗其是否能夠有效防控黃龍病?以何種使用方法來實作黃龍病的有效防控?「最初僅簡單采用噴濕葉部的辦法,防效不佳,慢慢摸索出要‘對癥下藥’。」何鵬搏解釋道,癥狀輕就早晚兩次噴濕葉部;癥狀重就要葉噴加滴灌根部,刺激植株生根,才能取得良好的效果。

「泡」在田裏一年後,何鵬搏和其團隊才成功將黃化的黃龍病樹逐漸轉綠,並於當年結出正常果實。「從2015年發現這一功能菌株至今,慢慢地,農戶也從最初的不相信轉變為主動找我們進行黃龍病防治,這也堅定了我們研究下去的信心。」何鵬搏說道。

而今,經過8年的時間,何鵬搏團隊研發的這款系列植物「特效藥」於2023年9月正式生產並投入市場,預計2024年產量將達15噸以上,讓更多的植物喝上「益生菌」。

「未來,希望繼續從事科研,用科技的力量解決病蟲害的問題,像醫生一樣為植物‘望聞問切’:望即看現場、聞即采集樣本分析、問即詢問種植戶的種植過程、切即現場把脈,最終給出一套技術解決方案。」何鵬搏表示,希望這項技術能夠起到綠色基礎支撐的作用,真正把技術套用到田間,套用到雲南和中國柑橘黃龍病疫區,走出國門,放射線到東南亞。