甘蔗是全球最重要的糖料和能源作物之一。福建農林大學是我國甘蔗人才培養、科學研究和成果孵化的重要基地，出版了國內第一本《甘蔗栽培學》專著，培養了新中國第一位從事甘蔗科學研究的博士，獲得了國內糖料界唯一的國家科技進步獎一等獎，在全球首次破譯甘蔗基因組，於2014年獲批組建國家甘蔗工程技術研究中心。早在上世紀60年代，學校就率先開展甘蔗植保領域的基礎研究，在甘蔗病虫害致災機理和抗性機制的基礎研究處於國內外領先優勢，持續攻克甘蔗病虫害防控的關鍵難題﹔2024年農林生物安全全國重點實驗室組建后，又把開展甘蔗重大病虫害防控研究擺在重要位置，持續用科技創新守護這份“甜蜜事業”。

解碼生命：破解甘蔗病虫害防治密碼

2018年10月，福建農林大學公布了甘蔗基因組，這是第二個以中國人為主破譯的大宗農作物基因組。明瑞光教授研究團隊攻克同源多倍體基因組拼接組裝的世界級技術難題，解析了甘蔗割手密種的系列生物學問題，特別是揭示了甘蔗屬割手密種的基因組演化、抗逆性、高糖以及自然群體演化的遺傳學基礎。

近年來，甘蔗病虫害綠色防控團隊在甘蔗抗病虫機制上取得了一系列有重大影響的標志性成果。

許莉萍課題組首次証實黑穗病病原菌通過“分子擬態”實現免疫抑制，為抗病育種開辟新路——改造受體結合域，讓病菌“鑰匙”再也打不開“鎖”。徐景升團隊首次發現植物病毒靶向PIP調控H2O2轉運建立侵染，建立甘蔗通過平衡活性氧爆發和自噬應答SCMV侵染的分子機制模型。高三基課題組從水楊酸SA信號入手，採用多種生化和分子生物學技術，鑒定出MAPK18、WRKY43以及SA信號通路中關鍵組分TGA14、PR1和PR10等基因的互作模塊3套，為甘蔗抗病育種提供新思路、新基因。王錦達課題組圍繞甘蔗-昆虫互作過程，以昆虫唾液為研究對象，篩選出SfApyrase、SfFat等8個唾液效應蛋白，並發現這些蛋白通過JA等通路提升苯並噁嗪等抗虫物質的表達，進而提升甘蔗抗虫性。近10年來，主持與甘蔗植保相關的國家自然科學基金12項、國家重點研發計劃課題和子課題11項，在多個國際重要期刊上發表了43篇學術論文。

生物育種：培育高產高抗優質品種

選育和利用抗病品種是防治甘蔗病害最經濟、最有效的途徑。福建農林大學為新中國甘蔗種業發展做出2次歷史性的突出貢獻。福建協和大學農科（福建農林大學前身）於1946年率先引進台灣F134品種。經過福建農學院教授周可涌試驗和推廣，從1954年開始，這個品種便逐步代替了當時的當家品種世界蔗王“POJ2878”，推動我國甘蔗第一次品種更新換代，並作為雜交親本推動大陸甘蔗育種革新。“九五”以來，學校牽頭引進選育審（鑒）定的新台糖22號、新台糖25號、新台糖10號等系列品種（具高產、抗病、抗逆性強特點）曾佔全國甘蔗種植面積的85%長達15年，推動我國甘蔗第四次品種更新換代。當前，以高糖、高產、抗逆性強為特點的第五代新品種兩大主栽品種桂糖42和桂柳05136的母本和父本來自新台糖22號。

為了篩選出真正抗病、高產、優質的甘蔗品種，從田間多年多點自然發病情況調查，到室內苗期人工接種抗性鑒定，甘蔗病虫害綠色防控團隊構建了系列的精准快速的重大甘蔗病害抗性鑒定與評價技術體系。1998年以來，團隊連續為全國甘蔗品種聯合區域試驗和甘蔗新品種審定（登記）提供科學、准確、可靠的鑒定報告300余份。此外，許莉萍課題組率先開展轉基因抗病虫分子育種研究，有21份轉基因材料獲得農業農村部的中間試驗或環境釋放許可証書﹔建立起一套全新的polyBSA-seq技術，篩選並獲得甘蔗中與葉枯病抗性基因緊密連鎖的4個分子標記，有望應用於甘蔗抗葉枯病性的鑒定及其遺傳育種領域﹔創制的全球首張甘蔗100K SNP芯片構建的高密度圖譜進行QTL定位，共定位到7個與花葉病抗性相關QTL，為解析甘蔗對花葉病的抗性機制及進一步開展甘蔗花葉病抗病分子育種奠定了良好的基礎。

轉基因甘蔗抗虫性表現

綜合防控：構建全鏈條防控新生態

甘蔗是無性繁殖作物，常受病原物反復侵染、並在植株體內不斷積累，造成甘蔗品種種性退化。針對這一問題，甘蔗病虫害綠色防控團隊通過解析病毒和細菌的全基因組序列及遺傳進化，開發成套的高效、靈敏、快速的診斷試劑盒6種，涵蓋了我國蔗區危害嚴重的病害種類，通過集成創新不斷完善檢測技術手段和方法，建立標准化實時熒光定量PCR檢測體系。這套體系能夠在病害潛伏期就精准識別“病魔”蹤跡。首次監測到廣東湛江、廣西北海細菌性枯萎病、廣西崇左細菌性軟腐病發生。近5年，病害檢測監測技術核心示范面積7.8萬畝，輻射應用面積積累64萬畝。如今，團隊正在積極探索採用高光譜病害診斷技術、物聯網田間監測網絡、區塊鏈溯源平台等智慧農業技術，從實驗室到田頭，構建覆蓋全病原類型的監測預警網絡，將為病害防控按下“快進鍵”。

團隊秉持“預防為主、綜合防治”植保方針和“公共植保、綠色植保”的植保理念，在實踐過程中始終採取綜合措施，走綠色防控之路，構建“抗病品種+脫毒種苗+生防菌+生物刺激素”四位一體的綜合防治體系，實現農藥減量增效、農業增產增收目標。篩選出生防菌芽孢杆菌和甘蔗有益內生菌粘質沙雷氏菌3株，外施納米硒、納米硅等生物刺激素，均對甘蔗有促生和抗病功效﹔研制芽孢杆菌復配粉劑產品1款，建立極端災害天氣甘蔗主要病虫害防控技術規程等4套。通過產學研用融合模式，聯合廣西凱米克農業技術服務有限公司，在廣西來賓、崇左、欽州、南寧、北海等蔗區，採用植保無人機噴施作業，開展甘蔗中后期病虫害的精准防控試驗示范，累計面積達175萬畝，挽回農業經濟損失超4.4億元。

田間植保無人機飛防作業

從實驗室到田間地頭，這支“甘蔗醫生”團隊用科技之光照亮鄉村振興路。如今，團隊依托“農林生物安全全國重點實驗室”“國家甘蔗工程技術研究中心”2個國家級創新平台，在守護“甜蜜事業”的新征程上，書寫著農業科技工作者的時代答卷。（文/圖 福建農林大學植物保護學院）

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