省作物病蟲生物學重點實驗室：破解綠色防控難題 守護農業生產安全

■ 記者 袁曉玲

如何發現“蟲子的食物鏈”實現“以蟲治蟲”？能否從生物中找到有效的抗蟲基因，從而減少化學農藥的使用？外來基因對昆蟲求偶行為起到什么作用？生物入侵有哪些奧秘？這些有趣的問題都可以在浙江省作物病蟲生物學重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）找到答案。

作為依托浙江大學植物保護學科建設的一流平臺，實驗室專門研究作物病蟲害發生規律及其可持續控制，為浙江作物病蟲綠色防控提供技術支撐。

浙江大學農業與生物技術學院

聚焦國家重大戰略需求

作物病蟲害綠色防控是國家重大戰略需求。數據顯示，我國每年作物病蟲害（水稻飛虱、螟蟲、稻曲病、小麥赤霉病、玉米粘蟲等）引起的糧食損失高達250 億千克。農藥殘留和真菌毒素仍然是影響農產品質量安全的重要制約因素。此外，外來入侵生物威脅生態安全，全國已發現的入侵物種有618 種，而入侵浙江的有180 多種。

在這樣的背景下，歷經多年籌備，2018 年10 月，實驗室正式獲批建設，以研究我國作物病蟲害生物學及其災變機理、探索實現作物病蟲持續治理的關鍵技術為宗旨，瞄準學科發展前沿和國家戰略發展需求，創新開展學科交叉研究，形成了作物與病蟲互作、有益生物與病蟲互作、作物抗性基因工程、農藥殘留與抗性治理、作物有害生物持續治理5 個特色鮮明的學科方向。

“作物病蟲害研究與治理涉及現代昆蟲學、微生物學、生態學、分子生物學、生物化學、生物信息學等各個領域，是一個學科交叉、跨界融合的學科群和大平臺。”實驗室主任陳學新表示，實驗室以支撐產業發展、促進學科創新能力為突破口，構筑并完善研發平臺，創建病蟲害可持續控制的新技術與新途徑，培養符合未來病蟲害控制要求的高級專業人才。

在實驗室，這些研究昆蟲和植物病原物的高手們相互支持，共同為田間開展作物病蟲害生物防控發現理論依據、尋找技術路徑，為現代高效生態農業和農產品安全生產提供技術支撐。

“引育留”激發人才活力

“實驗室的建設發展核心就是人才。”陳學新介紹，依托浙江大學植物保護“雙一流”建設學科，利用浙江大學的人才引育政策，實驗室拓寬渠道“引”，團隊培養“育”，政策保障“留”，從國內外多方吸納人才，在平臺和團隊上給予支持，在待遇和發展上提供保障，人才引育結出累累碩果。

2019 年底，實驗室從美國引進沈星星擔任浙江大學“百人計劃”研究員。沈星星說：“實驗室提供了非常優厚的生活保障和經費支持，在這里，可以充分發揮浙江大學學科綜合優勢，加強交叉融合，利用進化生物學、基因組學、計算生物學等學科知識，探究生物多樣性的潛在動力與生態因素?！?/p>

2022 年7 月，沈星星與實驗室成員緊密合作，在國際頂刊《細胞》上發文，揭示了水平轉移基因增強蔬菜重大害蟲——小菜蛾雄性昆蟲求偶行為，為未來重要農業害蟲的綠色防控提供了新思路。“在《細胞》發文，實現了實驗室在世界三大頂刊上均有文章發表，這在國內同一學科的實驗室中是絕無僅有的。”陳學新說。

截至目前，實驗室共有科研人員75 人，其中浙江省特級專家2 人、長江學者特聘教授2 人、“國家杰青”7人、國家“973”項目首席科學家2 人、青年長江學者1 人、“國家優青”6 人、農業部崗位科學家6 人、教育部跨世紀和新世紀人才11 人。有4 人在國際昆蟲學會等國際學術組織理事會任職，20 人在相關國家一級學會任副理事長、常務理事、理事、專業委員會主任或副主任，20 人在25 個SCI 期刊中擔任編委職務，凝練了一支兼具資深科學家前沿領航、青年科學家團隊合作，有創新、有活力、有國際競爭力的作物病蟲害控制研究的一流團隊。

與此同時，實驗室還聘請了6 位院士、5 位國內學科領域知名學者組成高水平學術委員會，為學科發展“把脈問診”。采取“主任+首席科學家”負責，遴選10 名首席科學家，按研究方向與建設內容組建10 個研究團隊，針對領域前沿問題協作攻關。實行“激勵與考核”“固定與流動”相結合的運行模式，重點支持年輕人快速成長，不斷提升整體研究水平。

不拘一格鼓勵創新，交叉融合碰撞合作，在這樣的人才培養模式下，實驗室創新氛圍日益濃厚，創新成果不斷涌現。

成果迭出保障農業生產

走進位于杭州市蕭山區的一個現代化蔬菜大棚，除了綠油油的蔬菜，棚內外都種植著不少鮮花，不僅美化了環境，而且有助于害蟲防治。這源自于實驗室陳學新教授和團隊的發現，天敵昆蟲特別是寄生蜂需要取食花蜜才能繁殖后代，通過在害蟲體內寄生產卵實現繁衍，當后代破蟲而出的同時，也達到了殺死害蟲的效果。

利用天敵昆蟲控制害蟲，實現綠色可持續防控，這是國際上公認的病蟲害防控首選策略。但是，在利用天敵控制蔬菜害蟲這個課題上，長期以來有三大瓶頸問題困擾著科研人員：蔬菜害蟲有哪些天敵？如何大量繁殖這些昆蟲？如何在田間來保護利用這些天敵？

為了解決這三大難題，陳學新教授和團隊在這個領域默默耕耘三十余年，取得了一系列理論突破與技術創新：揭示了22 種優勢天敵昆蟲的生物學特性，創建了12 種優質天敵昆蟲人工繁殖技術和規程，創新了3項天敵昆蟲的田間應用技術，創新性創建了“天敵昆蟲+”蔬菜害蟲綠色防控技術體系，近三年在全國推廣應用5000 余萬畝次，農藥減施60%以上，實現經濟效益100 多億元。“優勢天敵昆蟲控制蔬菜重大害蟲的關鍵技術及應用”獲2020 年度國家科技進步獎二等獎。

以蟲治蟲，天敵控害攻克生態調控技術難題；藏糧于技，抗蟲玉米打造基因育種強勢芯片；漁美稻豐，生態調控治理助力農業綠色發展……實驗室成立以來，亮點成果不斷涌現。培育的新品種轉基因玉米“瑞豐125”“浙大瑞豐8”先后獲農業農村部頒發的農業轉基因生物生產應用安全證書，成為亮相國際市場的中國轉基因作物；系統揭示稻田生態系統天敵等自然控制作用，突破生態多樣性低的平原稻區發展生態防控技術的瓶頸，集成創新了水稻有害生物的生態調控技術體系，在我國水稻產區大面積應用；創新農作物害蟲性誘技術，打破國外技術封鎖和市場壟斷，近五年全國累計推廣2.5 億畝次，實現經濟效益100 億余元。據統計，實驗室研究成果獲國家自然科學獎二等獎1 項、國家科技進步獎二等獎1項、省自然科學獎一等獎3 項、省科技進步一等獎1 項。近五年主持科研項目合同總經費5.1 億元，包括國家重點研發計劃項目及課題20 項、國家自然科學基金重點項目10 項，在《細胞》《自然》《科學》等國際高影響力期刊上發表論文54 篇，授權發明專利107 項。

“面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康?！标悓W新表示，未來，實驗室將繼續承擔解決國家重大戰略需求的大項目，產出大成果，為保障我國農業生產安全、糧食安全、生態安全貢獻智慧。