引进“簇毛麦”_关于刘大钧的故事

引进“簇毛麦”_关于刘大钧的故事

人类栽培小麦的历史久远，从野生到栽培经过数千年甚至上万年历史，在长期进化与人工选择下，小麦的生产水平与产量逐步提高，但与此同时，其抗病抗逆的能力反而变弱了。对小麦进行遗传改良，培育新的抗病高产优质品种，既能提高小麦的产量和品质，又能减少病害损失，还能减少施用农药带来的污染和危害。在小麦抗病育种领域，科研人员的探索持续了一个多世纪，主要在小麦各品种间进行杂交，遗传基础比较狭窄。

图4-4　簇毛麦（Haynaldia villosa L.，2n=14，基因组VV）

1975年6月，刘大钧受中央农林部的委托前往法国考察小麦、玉米育种技术，那次考察使他大开眼界。当时，法国的小麦育种除继续利用常规杂交育种外，还积极开展小麦近缘植物杂种以及花粉培养研究，尤其是20世纪70年代以来，由于小麦产量水平不断提高，群体与个体结构多走向密集紧凑，因而根腐病、白粉病和颖枯病危害日益严重。因此，法国除注意抗锈育种外，正大力加强上述三种病害的抗病育种工作，并取得一定成效。根腐病对西欧国家的小麦生产威胁较大，虽对其流行情况进行研究，但一直未发现有效抗源，于是他们转而想借助于对根腐病具有遗传抗性的亲缘植物。他们利用偏凸山羊草（Aegilops ventricosa）和普通小麦杂交并用普通小麦多次回交，把山羊草的抗性转移到普通小麦，创造出VPM品系，该品系不仅抗根腐病，而且对白粉病和锈病均有较高的抗性，在国际学术界引起较大反响。另外，法国的相关人员还对刘大钧说，当时除了山羊草已经取得了突破性的进展以外，他们还推测另一种植物，即簇毛麦，可能对小麦赤霉病有较强抗性，不过还没有着手进行研究。刘大钧听了以后，眼前豁然一亮，江苏乃至全国小麦赤霉病危害严重，如果这种植物能抗赤霉病，一直困扰我们的小麦赤霉病问题说不定会在这里找到突破口，这对解决普通小麦中一直没有发现高度抵抗赤霉病的遗传性抗源的抗赤霉病育种有极高利用价值。于是，他开始有了把山羊草、簇毛麦等几种亲缘植物引进国内、进行抗赤霉病研究的想法。

簇毛麦属（Dasypyrum原作Haynaldia）包括二倍体一年生簇毛麦（D.villosum，染色体组为VV）、二倍体多年生簇毛麦（D.breviaristatum，染色体组为VbVb）和四倍体多年生簇毛麦（染色体组为VbVbVbVb）。一年生簇毛麦主要分布在地中海沿岸，相当于是一个野生的杂草，现在意大利的路边还可以看到，而多年生簇毛麦主要分布在西北非的山区、希腊和摩洛哥。簇毛麦在植物分类上属禾本科（Gramineae）小麦族（Triticeae）小麦亚族（Triticinae），是小麦的野生近缘种。

小麦赤霉病（Fusarium head blight，FHB）是由亚洲镰刀菌（Fusarium asiaticum）和禾谷镰刀菌（F.graminearium）引起的一种世界性病害，也是影响中国小麦生产的重要病害。中国小麦受害面积很大，其中长江中下游冬麦区是小麦赤霉病的多发区和重发区。随着全球性气候变暖和玉米-小麦轮作制度的增加，20世纪70年代以来小麦赤霉病在北美和欧洲也大面积发生，造成了严重的产量和经济损失。同样，中国黄淮麦区和关中麦区小麦赤霉病发生也日趋严重，1950年以来全国赤霉病多次发生大流行，赤霉病严重威胁小麦安全生产，一般流行年份可引起5％～10％的产量损失，大流行年份可导致病穗率50%以上，不仅产量大减，品质变劣，而且病粒还含有毒素，食后可引起人畜中毒，从而影响国内小麦主产区的粮食安全和食品安全。改变耕作制度和栽培技术难以解决病害的侵染和蔓延，依赖化学防治虽然对控制赤霉病的大发生和大流行有一定效果，但不可避免地造成农业成本增加和环境污染，因此培育抗病品种成为减轻赤霉病危害的理想途径（注：马鸿翔，陆维忠：《小麦赤霉病抗性改良研究进展》。《江苏农业学报》，2010年，第1期，第197—203页。）。(www.guayunfan.com)新中国成立以来，中央政府和农业科技工作者十分重视小麦赤霉病的研究与抗性改良。20世纪70年代中期成立了全国性的小麦赤霉病研究协作组，赤霉病接种方法和鉴定评价标准都已建立并得到了完善，育成一批中抗水平的优质、高产小麦新品种已在小麦生产上大面积推广应用，使小麦赤霉病多发和重发的长江中下游冬麦区的发病状况有所减缓（注：程顺和等：《中国小麦赤霉病的危害及抗性遗传改良》。《江苏农业学报》，2012年，第5期。）。但在育种中存在着后代抗性选择效果差、高产与高抗结合难、抗源有待进一步发掘等问题，这些问题制约了小麦赤霉病抗性的改良。

刘大钧赴法国考察回国以后，一直惦记着簇毛麦的事情，后通过南京中山植物园的关系，从英国剑桥植物园引进簇毛麦。1976年秋，刘大钧就开始利用簇毛麦进行抗赤霉病研究。经过多次研究试验，刘大钧发现，簇毛麦对小麦赤霉病并没什么抗病效果，无意中却发现对小麦白粉病具有明显的抗病性。从此，刘大钧带领团队开始利用簇毛麦改良小麦白粉病抗性的研究，开创了中国小麦白粉病抗性遗传改良新篇章。