|防治赤霉病不再难全套疗法助小麦“戒毒”

◎采访人员张晔
伴随着晴好天气，江苏全省秋粮水稻已基本收割完毕，全年粮食生产有望再获大丰收。而稻麦轮作的江苏省，夏粮小麦收成也撑起了粮食丰收的半边天。
“江苏粮食质量安全的最大风险之一来自于镰刀菌毒素对小麦的污染，我们历时近20年研发的小麦镰刀菌毒素污染风险形成机制及管控关键技术，破解了毒素发现难、控制难的问题。 ”近日，江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所首席科学家史建荣研究员告诉采访人员，应用了他们研发的毒素控制关键技术，大幅降低了毒素污染程度，解决了小麦丰收带毒的产业难题，成果获得2020年江苏省科学技术奖一等奖，相关技术累计推广4070万亩，新增产值50.9亿元。
毒素污染是小麦质量安全重大风险
小麦是我国重要粮食作物，年产量约1.3亿吨。每年五六月间，长江中下游的江淮麦区就迎来小麦收获的时节。
正常的小麦麦穗金黄，籽粒饱满，黄中透白。但是，堪称小麦“癌症”的世界性真菌病害——赤霉病，在江苏许多地方造成麦穗干枯，籽粒空瘪，收到的籽粒也因为带有毒素而存在食品安全重大风险。
近年来，受全球气候变化和农作物耕作制度改变的影响，我国小麦赤霉病发病范围危及长江中下游甚至向黄淮麦区持续扩大、频率不断增加、危害逐步加重。据统计， 2010年以来，我国小麦赤霉病从偶然暴发到连年暴发，尤其在长江中下游麦区重发、频发，每年赤霉病造成的直接经济损失超百亿元，已严重影响到我国粮食安全和人畜食用安全。
江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所刘馨博士介绍说，小麦赤霉病是由镰刀菌侵害引起的，染病小麦不仅大幅减产、甚至绝收。 “镰刀菌还会产生呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素等160余种毒素。 ”刘馨说，食用病麦会发生眩晕、发烧、恶心、腹泻、流产死胎等急性中毒症状，严重时会引起出血，影响免疫力和生育力。某些镰刀菌毒素还会诱发肝癌、食管癌，各国都制定了严格的限量标准，限制其在食品中的含量。
精准识别毒素成为风险管控关键
过去，小麦镰刀菌毒素污染管控面临着三大瓶颈难题：镰刀菌毒素种类多、结构复杂难识别；产毒菌群特征不清、毒素污染规律不明；药剂筛选靶标不聚焦、关键控制点难确定。
史建荣告诉采访人员，他们确立的思路是，从建立高通量多毒素筛查技术入手，探明毒素污染发生规律，明确关键控制点，研发减毒关键技术，建立控病减毒协同的全程管控体系，为解决小麦毒素污染防控与监管这一产业难题提供关键技术支撑。
首先，他们要解决如何快速发现毒素的检测难题。通常科研人员采集到带病小麦样品进行毒素检测时，需要从样本中提取毒素，利用液相色谱—质谱联用设备，并与镰刀菌毒素的标准物质进行比对，才能判断样本中含有哪些毒素，有多大含量。
经过研究，他们发明了镰刀菌毒素标物制备与高通量精准识别关键技术：研制出具有完全自主知识产权标准物质8个，打破了国外垄断，其成本仅为国外的20%—30%；创建了基于功能化多壁碳纳米管、石墨烯合金前处理的多毒素精准筛查技术，实现33种毒素同步检测，灵敏度提高10倍；为了满足快速、无损检测的监管需求，项目团队研制出现场无损检测设备，分分钟就可以判断小麦中毒素是否超标。
10年采集建库探明污染形成机制

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