封面人物：张修国，山东农业大学教授、博士生导师、植物病理学科带头人, 学校“1512”一层次人才，山东省泰山学者特聘教授。现任山东省蔬菜病虫生物学重点实验室主任，兼任中国菌物学会副理事长、中国植物保护学会园艺病虫害学会常务理事等职务，长期从事植物病理学方面的教学与科研工作。主持国家高技术“863计划”重点项目、国家重大基因专项、国家自然基金重点项目等科研项目10余项，在无性暗色丝孢真菌系统学、重要蔬菜卵菌高致病流行机制和综合防治技术研究方面取得系列重要成果，其中“主要蔬菜卵菌病害关键防控技术研究与应用”获2018年度国家科技进步二等奖。　

　“菜农增产丰收有奔头，大伙儿吃上放心菜，这是我最大的心愿。”近日，山东农业大学张修国教授和记者聊起他与主要蔬菜卵菌病害“作斗争”的经历时这样说。

　　由于发病快而又缺乏有效的防控技术，主要蔬菜卵菌病害被视为毁灭性病害，每年给蔬菜产业造成的经济损失达四五百亿元，成为国际性难题。而张修国和团队成员在这一领域深耕十余年，系统开展了理论突破与技术创新研究，创新性地研究出以品种抗灾和检测预警为核心技术，以高效栽培、生态防控、生物防治和精准用药为关键技术的综合治理技术体系，并在生产中得到广泛推广应用，用在蔬菜地里防治率达80%以上，增产幅度为8%至15%，减施农药30%以上。“主要蔬菜卵菌病害关键防控技术研究与应用”项目成果摘得2018年度国家科技进步二等奖。

　　“从发现关键致病基因到研发快速检测试剂盒，从生态防控到精准用药技术，我们攻克了一个又一个难题，终于可以帮菜农把蔬菜卵菌病害连根拔起了。”张修国觉得自己对菜农有“交代”了，总算松了口气。

　　载誉归来，张修国一头扎到实验室继续自己的科研实验。“原来计划好的一部分研究内容有些拖延，现在需要赶紧完成目前阶段的实验。”他觉得一名科技工作者，不能在之前的科研成绩里“睡大觉”，要拓深、拓宽主要蔬菜卵菌病害领域的研究，为国家乡村振兴、山东省新旧动能转换作出新贡献。

蔬菜地里寻病踪

　　张修国从小生活在农村，所以对农业专业最感兴趣。上学时，他凭借自己的兴趣爱好，报考了农业类的专业。2001年，博士研究生毕业的张修国留在山东农业大学工作。此时有个难题摆在了他面前：该选择什么方向做研究?

　　“我在云南农业大学读硕士时做辣椒疫病方面的实验，博士时研究自然真菌系统学。”结合自己的科研经历，他开始留意蔬菜生产中的问题。

　　山东省是蔬菜产业大省，但每年在不同地区都有辣椒疫病、黄瓜疫病、黄瓜霜霉病、大白菜霜霉病等主要病害卵菌的发生。这些病害在流行年份造成的蔬菜减产轻则15%至30%，严重的50%以上，甚至绝收。为此，张修国瞄准了主要蔬菜卵菌病害研究方向，准备大干一场。

　　“我要到地里看看主要蔬菜卵菌病害发生情况。”了解到当时的德州夏津县是辣椒种植大县，几乎家家户户都种辣椒，张修国很快坐上了从泰安到夏津的长途汽车。下车后，他找到一位出租车司机问道：“县里哪个村辣椒种植面积最大?”“当然是白马湖镇白马湖村呀。”司机师傅回答道。他便让师傅直接把他送到了白马湖村。

　　当天他就和时任白马湖村党支部书记的齐友来接上了头。老齐告诉他，村民几乎家家户户种辣椒，面积达到了5000亩。“几十年来我们祖祖辈辈每年收种子、杂交新种子，也有了自己的辣椒品种，这个品种抗病、高产，但还是年年发生病害，尤其四五月份天热又开始降雨时辣椒疫病很重，有时一夜之间都死掉了，我们就得赶紧种玉米。”老齐的话让张修国心里有些沉重。他当即决定以后蹲守在这里，找出生产中卵菌病害的发病规律。

　　此后，张修国和主要蔬菜卵菌病害研究结下了不解之缘，在白马湖村一“蹲”就是5年。

　　每年2月份菜农开始种辣椒时，他就忙活起来了：周末乘坐长途车到白马湖村，顾不上休息一头扎进地里，蹲点观察卵菌病害的发病条件、特点，采集土壤及发病植株样品等。他也和当地的菜农聊病害发生情况，谈论不同生长时期用药情况、用药方法以及防控辣椒疫病等病害的栽培措施。“张老师，你给我们带来了很多新技术，要不我把菜农们组织起来，你给他们讲讲课吧?”在老齐的呼吁下，田间地头便成了张修国和当地菜农互动的“课堂”。

　　让张修国深感忧心的是，辣椒疫病、黄瓜疫病等卵菌病害在生产中发生很普遍，发病也非常快，幼苗时期最容易发病。“病原物主要从辣椒、黄瓜等蔬菜幼苗的颈基部侵染，然后迅速渗到植物细胞中去，使植物脱水很快枯萎死掉，尤其是连年种植辣椒的地里发病更严重。”他还发现，随着蔬菜进入收获期，颈基部木质化程度高了，病原菌不容易侵染寄主，卵菌病害发病现象相对就少了。

研究分子机制找病根

　　辣椒疫病、黄瓜疫病卵菌大都“藏”在土壤、病残体或种子中越冬，次年虫卵借助风、雨、灌水及其他农事活动传播到蔬菜茎基部或靠近地面的果实上。“如果能检测土壤中是否存在主要蔬菜卵菌，知道它什么时候可能要侵染蔬菜了，什么时候正在侵染，告诉老百姓相应的防控策略，并及时用药，不就能防控这些病害了吗?”于是，张修国从白马湖村的大田里分别采集不同发病期的土壤样品、染病叶片，带回实验室深入探究病原菌的活动规律。

　　和当时很多研究人员一样，张修国通过常规检测方法分离辣椒疫病卵菌。然而，在实验操作过程中，他发现从病菌分离、培养到鉴定要6天到14天的时间，“如果此时正好处于发病前期，等检测出结果时或许蔬菜已经染病了，不利于防控”。

　　张修国苦苦思索，想找寻这些病原菌的快速检测方法。经过一段时间的探究，他和团队成员把目光转向了主要蔬菜卵菌分子结构及基因研究。

　　“对我们来说，每一天都在迎接新挑战，每一天的实验都很艰难。一次又一次的失败在考验着我们的耐心，面对失败和挫折我们从不放弃，甚至有时需要从头再来，但我们始终有这样的勇气。”张修国感慨地说。

　　让他和团队成员深感高兴的是，利用生物信息学分析、基因突变检测等技术，最终他们在病变样品和土壤中发现了辣椒疫病菌的基因。

　　在分子生物学研究方面取得了“第一桶金”后，张修国没有停歇，紧接着和团队成员又开始考虑下一步的研究思路：卵菌是如何“撬开”蔬菜颈基部和果实的细胞壁开始侵染的?当时学者研究认为，植物病原菌与寄主互作过程中分泌的细胞壁降解酶是重要的致病酶。张修国和团队成员便从寻找辣椒疫病菌中能降解植物细胞壁的酶入手，探索细胞内外有关信号传导途径及涉及到的基因，并进行分子克隆、功能验证等研究。

　　为了尽快拿出高质量的研究成果，张修国每天在实验室工作超过10小时，几乎没有休过一个完整的周末。“他是最早到实验室，晚上最晚才离开的一个。即便是出差，回到泰安后都会先来实验室。”采访中，张修国教授的团队成员朱春原告诉记者。

　　功夫不负有心人，经过多年的研究，张修国和团队成员终于找到了辣椒疫病的分子生物学机制。“我们首次探明卵菌侵染蔬菜时，多聚半乳糖醛酸酶Pcpg16和Pcpg15及果胶裂解酶Pcpme6等多个基因分工协同，如千万大军般向蔬菜机体进攻。”看到这个结果，张修国和他的研究生们异常兴奋。

　　张修国深知科研要扎根祖国大地，围绕生产问题，还要解决生产问题，而自己的这些成果要走进菜农田里还需要更系统的理论研究。他带领研究生一鼓作气，又以对蔬菜危害较大的黄瓜疫病、黄瓜霜霉病、大白菜霜霉病为研究对象，追根溯源找病根。

　　在这些研究基础上，张修国带领团队成员研发的快速鉴定主要蔬菜卵菌及关键致病基因试剂盒很快“出炉”了。田间生产试验研究结果表明，这些试剂盒的检测准确度比常规方法提高了一千倍，检出率高达95%，检测时间由6～14天缩至4～5小时，有的甚至30分钟至1小时就能出结果。

　　“我们在国内外率先建立了主要蔬菜卵菌病害检测预警技术体系，主要通过检测病原菌基因及关键致病基因在蔬菜体内外的变化规律，结合生产实际就能精准预测主要蔬菜卵菌病害的发病可能性或者处于哪个发病时期，判断发生危害趋势，便于及时制定早期防控策略，减少农药使用。”说起他的这些成果，张修国如数家珍。

集成推广精准防控技术

　　“在地里种上辣椒后，我在上面用张老师研发的辣椒薄膜盖住，一个月后膜上辣椒粉自行降解，红色消失，这时也到了辣椒苗子的生长旺盛期，茎秆比不用辣椒薄膜的粗壮，病菌也不容易侵入了。”说起张修国的辣椒薄膜，山东泰安房村蔬菜合作社的李士修感到很神奇。

　　这也是张修国在找出主要蔬菜卵菌病害的病根后，在栽培管理技术改良上的“得意作品”之一。

　　之所以想到这一招，他其实是受到辣椒素在药剂生产中应用的启发。“辣椒中含有的辣椒素能够消炎杀菌，我在菜农使用的蔬菜地膜里加上辣椒粉，或许可以杀死土壤中的卵菌。”在实验室里做的卵菌病原物培养基中放上辣椒油后，得到的研究结果验证了他的想法是可行的。

　　然而，在薄膜里加入多少辣椒粉才合适?开始时他凭着经验加5%的辣椒粉，但菜农反映使用时味道太呛。后来张修国又一点点降低辣椒粉量，经过一次次田间试验，最终发现1.8%的添加量效果最好，可以降低发病率15%以上，减少农药用量10%以上，增产8%以上。

　　“这么多年来我只专注这一研究方向，和团队成员不断‘深耕’，就是希望能从理论上搞清楚，在实践上找出好的解决办法，用自己的科研成果为百姓舌尖上的安全保驾护航。”张修国不断地攻克一个又一个研究“山头”，而自己却因为多年久坐在实验台前腰部落下疾病。为了缓解疼痛，他在实验室装了高台用来放置电脑，方便站着办公。

　　有了辣椒疫病、黄瓜疫病的“克星”，张修国又开始琢磨如何“对付”设施黄瓜、白菜种植中发病最严重的霜霉病，让菜农们增产丰收。他在“跑”生产时发现，菜农使用的大棚覆盖膜大都透光性差，因此棚里湿度很大。“在低温、高湿性环境下更容易发生霜霉病害，主要感染蔬菜叶子。”

　　经过多次试验，张修国和团队成员发现在常规大棚膜添加无滴消膜剂，可让膜变得透明。他们在生产中的试验结果表明，大棚内湿度从原来的80%降低到40%，棚温提高4至5摄氏度，降低发病率40%以上。

　　张修国还带着团队成员研制出木霉菌、枯草芽孢杆菌、球毛壳菌等微生物菌肥，用在蔬菜生产中促根壮苗，更好地抵御卵菌侵入。“生态防控能抑制主要蔬菜卵菌发病，但要彻底消灭还离不开喷施农药。”对此，他指导菜农使用“水药一体化技术”，既精准用药又省事。这一技术就是按比例把农药放进蔬菜地里用于滴灌的水管前部罐子里，随着水把药滴进植物根系及周边的土壤中，杀死其中的卵菌。

　　对于需要叶片施药的霜霉病，他用自己改装过的发动机喷雾器，让农药汽化，然后在大棚入口处喷洒一次基本就能杀死叶面上的卵菌。“棚里瞬间变成了白雾状，1公斤农药操作一次就能全覆盖1.6亩的大棚，药物均匀散落到叶片正反面上，既可降低棚里的湿度，也不留给卵菌经土、经水传播的时间，还比以前减少农药用量15%以上。”张修国说。

　　历经15年的默默付出和潜心研究，从主要蔬菜卵菌的快速检测到生物防控、精准用药，张修国和团队成员把研发的这一整套技术在山东、河北、吉林、广东、海南等地打捆推广，仅2010年至2017年这项技术就在近1500万亩的蔬菜地里应用。“用了张老师的技术，我们菜地里基本不发生卵菌病害了。”山东寿光蔬菜试验站赵志伟激动地说。

　　对于取得的科研成绩，张修国十分珍视，但他更希望今后有更大的突破：“山东省是蔬菜种植、生产加工、销售的大省，为我们的科研提供了很好的平台，我们将继续自己的科研，研发出更多让老百姓能够使用的技术，助推产业发展，助力乡村振兴。”

作者：特约通讯员 郭翠华

编辑：王骄