加強種子病理學研究 保障種業安全促進生態環境和農產品質量安全的建議

席亞東，吳 婕，韓 帥，張河慶

(四川省農業科學院 植物保護研究所/農業部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室/蔬菜品種改良與種質創新四川省重點實驗室，四川 成都 610066)

全世界將近90%的食用作物是以種子進行繁殖的[1]，這些作物均不同程度受到種傳病害的危害。種傳病害作為重要初侵染源和遠距離傳播的主要途徑，成為作物在田間和儲藏期發病的根源，給農林、蔬菜、花卉和生態環境帶來了巨大的危害，對于某些外來入侵的種傳病害在植物檢疫、種質交換和國際間貿易爭端等方面扮演著重要的角色。

種子病理學是以農作物種子(苗木)為起始研究對象，主要研究其帶菌、傳菌和包衣處理，達到最終控害、提質與增效的技術、方法和原理的一門交叉科學，其涵義和范圍遠大于種傳病害。

根據本團隊最近十多年的田間病蟲害的調查和防治工作總結，發現受害嚴重的田間植株源于種子帶菌、傳菌，個別涉及到檢疫性病害；在防治方法上，農戶僅在植物生長期間顯癥后進行防治，缺乏前期種子處理技術，對種子帶菌、傳菌的危害意識不夠，而傳統處理的方法與技術單薄而具缺陷性；種子帶菌產生的毒素對人、畜、魚等具毒害作用；對種子進行處理，也可預防和減輕某些非種傳病害，該領域也是種子病理學的研究范疇。現階段，全省的現狀是與種子病理學相關的生產問題(包括種傳病害)不斷涌現，但基礎而系統的數據缺乏，應對策略和技術單薄，省內種子病理學研究團隊和平臺匱乏，專門從事該領域的研究人才偏少?；诖?，參考國內外種子病理學研究進展、團隊建設情況,在國家化肥農藥“兩減”和“鄉村振興”的戰略需求，配合“脫貧攻堅”和“擦亮四川農產品金字招牌”的科學任務，特提出加強四川省種子病理學研究的建議，主要涵蓋以下幾方面。

1 種傳病害和種子帶菌危害現狀與本建議實施的必要性

目前，四川省由種傳病害和種子帶菌引起的各種危害逐年增加，未引起足夠重視。植物病蟲害的防治策略和途徑，側重于植物生長過程中的防治，而在種傳病原菌的來源、種子帶菌傳播、監測和預防、防治產品的研發，不論從基礎研究還是從應用研究方面進行比較，種子病理學科均處于劣勢地位，進展乏善可陳，無突破性的科技成果。從省內的大學和科研隊伍建設方面考慮，缺乏相應的種子病理學系統研究和人才隊伍，協同攻關的科研項目不足，且省內相應研究不足，在國內不具領先地位，而生產中由于種傳病害的威脅逐漸增加，給我省種業安全、農業安全和生態環境安全造成了極大的危險，需提高警惕和重視。

歷史上臭名昭著的水稻白葉枯病[2]、柑橘潰瘍病[3]、番茄潰瘍病[4，5]、菜豆BCMV病毒[5]、煙草花葉病毒[6]、小麥矮腥黑穗病[7]、棉花黃萎病[8]、十字花科植物黑腐病[9-10]、菜豆細菌性疫病菌[11]、姜瘟病[12]、蔬菜斑萎蔫病毒[13]、瓜類細菌性果斑病[14,15,16]、水稻干尖線蟲病[17]、英國上世紀60年代的黃曲霉毒素引發的火雞毒死事件[18]等，均與種傳病害的危害相關。

國內外文獻表明，可種傳真菌有1000多種、細菌約300種、種傳病毒100多種[19]，還有水稻干尖線蟲等植物線蟲的危害。以黃瓜為例，可種傳病害達14種(9種真菌、4種細菌和1種病毒)[20],辣椒可種傳的真菌病害就達10余種(灰霉病、立枯病、根腐病、菌核病、疫病、葉斑病、果腐病等)[21]。除種傳病害具有種類多的特點外，作物不同，同種種傳病害危害方式、造成損失均不同；有些病害兼具種傳、土傳多種傳播途徑。因此，需根據作物種類和種傳病害的類型，建立差異性的分類防治策略。

2015年彭州上萬畝的萵筍發生重大危害，給當地政府和種植戶造成了嚴重的影響，引起群體事件發生，經本團隊鑒定為斑萎蔫病毒TSWV造成的。后追蹤發現，該病毒TSWV已在茂縣的辣椒、番茄上被發現，且已明確為種傳病毒，具有嚴重的危害性，需后續追蹤、監測。種傳番茄潰瘍病，2019年在全省的番茄產區不同程度的出現，需引起重視。2010 年四川省彭州市和江油市在西瓜上發現了全國農業植物檢疫性病害—黃瓜綠斑駁花葉病毒病(CGMMV)[22-23]，該病毒雖然具有多渠道傳播的途徑，但帶毒種子仍是遠距離傳播的主要途徑之一。十字花科作物上的根腫病，具有毀滅性的特點，雖然主要通過土壤傳播，近來研究表明，種子也可帶菌和傳播根腫病菌[24]。種子帶菌、傳病引起的危害在蔬菜等產業上逐漸增多，對依靠蔬菜產業脫貧的貧困地區和鄉村振興造成了威脅。

植物病原細菌都具有由種子傳帶的可能性，也是進出境檢疫重要關注對象。省內一些區域的番茄潰瘍病、細菌性斑點病、瓜類細菌性角斑病等具有一定程度的發生。

種傳病害危害具有的特征[25]：①發生范圍廣、危害程度大，涉及真菌、卵菌、細菌、病毒、類病毒、線蟲等多種病原，有些種傳病害可在作物整個生育期發生，造成品質、產量和經濟損失。②只需很少基數，就能夠流行和傳播，造成范圍很廣，如霜霉病菌和銹病的種子帶菌率即使只有0.001%～0.01%，足以在一個生長季節內流行、爆發。③一旦傳入和定殖成功，根除較為困難。

目前，全省還未有種傳病害種類、危害程度、經濟損失、防治、種子處理等相關的具體和系統的基礎調查數據，但田間經常出現大面積發生的病害源于種子帶菌，甚至出現因種傳病害受災而圍攻政府部門的群體性事件出現。由種傳和種子帶菌發生的病害導致的田間受害作物面積，未有權威而系統的統計數據，依據生產中實際發生面積，粗略估計每年發生面積以萬畝計，危害程度有愈演愈烈之勢，個別種傳病害還是檢疫性病害，具潛在的重大危機。因此，需未雨綢繆，調查和厘清基本數據，貫穿作物的整個生育期和整個農業產業鏈，做相應的謀劃，制定應對策略，改變重視生產過程而忽視產前、產后、種子帶菌(卵)的防治現狀，保障種業安全，減少化學農藥的施用，促進生態環境和經濟安全，利于全省鄉村建設和擦亮農產品金字招牌戰略的實施。

2 建議

2.1 建立種子病理相關的信息技術和計算機網絡系統體系，促進信息交流和切斷傳染源，形成相應的數據庫和智能決策平臺

利用現代信息技術的發展成果，建立種子病理學相關的網站、數據庫、定點監測單元和病蟲害識別系統，隨時預警和監測生產中出現的由于種子帶菌引起的病害以及其產生的毒素，并自動生成相應的建議和措施。對于生產中發生的新病害，需追本溯源，對于能夠進行種子傳播的病害，需進行適生區預測，根據預測結果，提前在相關風險區域做好應對措施。依據信息技術，促進種子病害疫情信息在不同區域間的交流，為切斷傳染源提供依據。根據省情，建立種傳病害相應的數據庫，做到病害種類、危害程度、傳播程度的基本數據立檔、入庫，形成相應的可視化、智能決策平臺。

2.2 建立種子病害疫情的反饋機制，為應對措施提供保障

根據國際種子檢驗協會(ISTA)、國際種子健康促進會(ISHI)和國家種子相關的法律、法規等要求，對于發生的種子病害疫情和毒素含量向政府和相關機構進行通報，并根據已有的疫情應對機制，建立應對措施和信息共享平臺。

2.3 關注外來入侵生物引起的病害，為種子國際貿易壁壘提供依據

對于一些種傳病害，隨著國際貿易發展而出現于國內不同地區，成為外來入侵生物和檢疫性有害生物，可作為一種貿易壁壘的利器，阻隔國外種業公司等在國內擴大市場份額，爭奪國際種業的話語權。

2.4 重點關注制種、引種企業和基地的病蟲害發生情況和種子帶菌、蟲卵入境情況，阻隔疫情入田和傳播

對于田間發生的重大病害，需溯本求源，追查種子來源、流向、病蟲害發生和帶菌情況，尤其是一些在省外制種繁育的種子，需嚴格檢測和監測原產地的病蟲害發生情況；對于一些網絡平臺上銷售的種子，其帶菌的情況需要嚴格監測和資質認證，不能隨意帶菌傳播和銷售。對于已入境的有害生物，需做生物適應性和預警分析，并根據分析情況，建立的法規、條例和措施，阻隔疫情蔓延和傳播。

2.5 嚴加種子抗病性標注和商品化標簽管理，嚴懲虛假宣傳和坑農事件

主要包括抗病蟲性和種子帶菌及處理等標注信息情況。很多在包裝袋上標注的“高抗”“抗病”等品種，在試驗地中表現“感病”，推測可能與商家標注的信息不全等相關(如僅僅抗一種生理小種，而不抗其他生理小種)，這種現象在蔬菜等作物上表現的尤為明顯。2017年，農業部頒布的《非主要農作物品種登記辦法》中，已無強制要求做多種抗病蟲性鑒定的要求[26]，也缺乏種子帶菌(或卵)等情況的要求。因此，在符合國家法律和種子管理辦法的條件下，應盡量要求商品種在包裝袋上，明確標注抗病蟲和帶菌情況的檢測信息；在標注種子來源地時，重點標注該域內發生過重大疫情的帶菌、檢測結果，并在發現有種子帶菌傳播和標準虛假信息的商家，做出嚴厲處罰，建立追溯、追責、賠償機制。

2.6 成立跨部門的種子病理學重點實驗室，為政府決策提供科學依據，擦亮四川農產品的金子招牌

種傳病害涉及真菌、細菌、病毒、類病毒、線蟲等多種病原，具有發生范圍廣、危害程度大、病原基數小卻傳播廣、難以根除以及可能產生毒素等特點，僅僅依靠檢驗檢疫等單個部門的工作，對于種傳病害的治理防不勝防。尤其是種子垮境流通，帶來的外來入侵生物需提高警惕。因此需結合檢驗檢疫、質檢、種子管理和農業科研等機構的各自特點和優勢，成立四川省種子病理學重點實驗室。重點實驗室的研究與運行的內容包括檢驗檢疫、情報數據收集、檢測與監測(微生物與毒素)、病情普查、病害治理、宣傳與培訓等各種方法與技術，并根據省情，在科學研究和調查基礎上，為各級政府部門提供建議，為政府的種子安全決策提供法律法規和技術依據，對擦亮四川農產品的金字招牌起到積極的推動作用。

2.7 建立省種子病理學學會、網站和發行相關刊物，提供領域內交流平臺和基礎性數據的建立、追蹤

由于種子病理學涉及到多學科的研究內容，建立一個包含種子病理學多學科的學會具有研究和交流的必要性，能夠引導零星、分散的種子病理學研究向系統化、科學化發展。在該病理學會的基礎上，發行相關的學術刊物(如建立和出版國內暫無該系列學報，可暫命名為《種子病理學報》《種業安全與作物健康學報》《Journal of seed-borne and transmission diseases》《Journal of seed health 》等期刊，均可提上日程)，制定相關的標準，追蹤和交流國內外該領域的前沿研究內容和技術，推動病理學學術的發展和進步，能夠培訓一批種子病理學研究的后備軍。在該學會內可吸收部分相關企業和普通種植者代表的參與，并建立相關網站，推動整個社會的關注度和大眾的參與度，利于種子病害的基礎性數據建立和全面防治提供平臺基礎。

2.8 建立種傳病害、種子處理的防治理論、技術和體系

2.8.1 依據國內外相關法律、法規、條例和行標等進行檢測和監測 例如參考國際種子檢測協會(The International Seed Testing Association)等方法和技術檢測種傳病原物；并對于危害性較大的種傳病害和產生的毒素進行監測，成文和頒布一批法律、法規、條例和行標等。

2.8.2 深入研究種傳病害病原流行學 種傳病害流行學的研究，助于有效控制病害。其病原流行學研究的內容[27]，主要包括：①傳播到發育的種苗并引起病害的方式。②環境條件的影響。③主要侵染源。④病害流行與循環的方式。⑤減少種傳接種體數量，等內容。針對每一個環節，建立相應的防治技術和體系。

2.8.3 厘清多途徑傳播的病害 如蔬菜枯萎病除了可以通過土壤傳播外，國內外研究表明其還可以通過種子傳播[28-32]。

2.8.4 關注種傳病害的毒素研究 主要研究種子帶菌產生的毒素類型、帶毒部位、毒素污染、產生條件(作物生長期、儲藏期)、毒素風險與安全性評價(人、畜、魚等)、毒素降解菌、殺菌劑對毒素影響(生長期施藥與儲藏期用藥)、農藝措施對毒素影響、毒素防控、抗病性品種與毒素含量檢測等方面。

2.8.5 建立一套簡單、易用和靈敏度高的檢測技術 要采用經濟有效的實驗室檢測方法，使其敏感性足夠檢測出較低水平的危險性病原物，并被國內外官方和相關機構可接受的技術，如基于PCR等的檢測技術。

2.8.6 關注一些不可種傳的重大病害，但種子處理仍具有控害和生態修復功能 將一些生態環境友好型的生防菌和化學元素、農藥復配成種衣劑，通過緩慢的釋放和調理，仍對一些病蟲害具有防治作用。如黃瓜霜霉病主要靠氣流傳播，但包衣甲霜靈和木霉后，我們研究發現，仍對霜霉病具有一定的防治效果。

2.8.7 研發種業安全相關產品 研發具有特殊功效的高效、安全、環保的種子處理新產品，尤其是生物防治型種衣劑、天然物質替代種子包衣材料和適量肥料增效功能產品的復配、聯合應用研究，能夠為化學農藥減施和生態、環境安全提供保障，并推動相關工業產品的發展和經濟效益的產生。

2.8.8 研究和建立不同種傳病害的防控體系和產業鏈 根據不同種傳病害的生物學特性、傳播途徑和流行學等特點，研究種子檢驗檢疫、熏蒸、藥劑浸泡、種子包衣、生物化學法、物理措施、農藝措施等防控種傳病害的效果，形成相應的物化產品，追溯和評價各技術要點的效果，并建立安全防控技術體系；條件成熟時，形成相應的研發和推廣公司等實體，形成一條完整的種子病理防控的產業鏈。

2.8.9 政府設計和頂層科研項目導向性支持，建立分類、多層次指導策略，形成共性和實用技術 在政府層面上，應給予種子病理學相關項目的立項和支持；頂層設計病蟲害大類防治策略，建立一批科研攻關項目。根據種傳病害的種類，建立大類、多層次的防控依據和實用化技術。在科研層面上，改變以往單個病、蟲害獨立支持的局面，應建立種傳、土傳、氣傳及其他措施傳播的大類科研項目，利于共性技術的研發和形成，有效解決現階段國內科研界基礎研究和應用研究脫節、結合不深入的問題。

2.8.10 建立生態環境安全、持續性和經濟效益評價體系，建設美麗鄉村 對于研發的各種技術和產品，進行嚴格監管和評價，尤其對人、畜、魚、天敵及生態環境等因素進行評價和風險預測，保證種傳病害的綠色和可持續性治理和發展，保證美麗鄉村的持續建設。

3 結論

由于種傳病害的多樣性、嚴重性、危害性、侵染與傳播等特點相比較于田間已經發生的病害情況更復雜和難以防治，如大白菜黑莖病菌的菌絲體可在種子內存活3年以上，而花葉病毒能在菜豆種子上存活30年[33]，不同的病原菌在不同作物、環境條件下存活時間均有所差異。因此，需要分門別類、建立相應的研究團隊、平臺、產品和研究體系。鑒于此，加強種子病理學的研究，利于保障我們種業的安全和美麗鄉村建設，利于脫貧攻堅，利于促進農林生產、生態環境、對外貿易發展和經濟安全。一粒種子，強盛一個民族。