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[摘要] 植物病害问题一直是农业生产中的重要问题,植物病理学是一门研究植物病害的病原、发生、发展以及防治的应用学科。该文综述了植物病理学的发展概况,回顾了我省植物病理学科的发展简史。从植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、天然产药物与植物病害生物防治、作物品种抗性鉴定、植物病害流行学、植病经济学、农林植物病害疫情监测与控制等八个方向综述我省植物病理学科的研究进展,总结了我省植物病理学科近年来在人才培养、平台建设、植物病害综合治理技术的研究与推广、农林植物病害疫情监测与控制、服务海西建设等方面的工作进展,提出了福建植物病理学科的发展思路与目标。
[关键词] 植物病理学 植物病理学科 发展现状 展望
1 植物病害问题一直是农业生产中的重要问题
植物病害造成严重的损失,一直是世界农业生产中的重要问题。它涉及人类生存的食物安全与健康安全。最有名的是1845年-1846年的爱尔兰饥荒(1rish Potato Famine),由于马铃薯晚疫病在爱尔兰流行并造成大饥荒,使100多万人饿死、200万人移居到海外。1942年-1943年印度的孟加拉饥荒(Bengal Famine),由于水稻大面积遭受胡麻斑病的为害而失收,造成200多万人的死亡。1970年玉米小斑病毁掉了美国15%的玉米,损失大约10亿美元。美国佛罗里达州柑橘溃疡病的反复为害,可以很好地说明植物病害的危害及防治的艰巨性。1910年佛罗里达州的柑橘园因溃疡病流行而被迫大面积销毁病树,烧毁了25万株成年树,300万株树苗,损失1700万美元。最后被迫实行了严格的“1900英尺溃疡病法规”,即所有柑橘树,无论是私人的还是商业性质的,只要在某一棵发生溃疡病树的1900英尺半径之内,不管是否有患病的症状,都必须拔除并毁掉,到1933年,美国宣布柑橘溃疡病已经得到根除。但时隔53年后的1986年,美国再次发生柑橘溃疡病。经过大面积销毁病区的所有柑橘树,美国1994年再次宣布根除了柑橘溃疡病。但仅隔一年又在佛罗里达州迈阿密国际机场附近第三次发现了该病害。到了2006年1月,由于受2004年佛罗里达州飓风的影响,溃疡病在佛州大范围蔓延,美国不得不宣布,暂停实行“1900英尺溃疡病法规”。据统计,美国由于溃疡病已累计砍伐1600多万株柑橘树,损失不计其数。又如森林的无烟火灾——松材线虫病。该病最早在日本发现,对感病松林是毁灭性的,病原线虫被列为重点(A类)国际性植物检疫对象,现分布于日本、朝鲜、韩国、美国、加拿大、墨西哥、葡萄牙、中国等,日本、中国的损失尤其严重。中国自1982年首次在南京发现松材线虫病以来,目前已扩散蔓延至江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南等14个省(自治区、直辖市)的192个县级行政区,674个乡镇,累计致死松树5亿多株,毁灭松林500多万亩,造成经济损失数千亿元,对我国的国土生态安全构成严重威胁。目前我国的危害形势依然十分严峻,并呈跳跃式扩散蔓延态势。
据联合国粮农组织估计,植物遭受病害后平均损失约为总产量的10%-15%。全球因此造成的经济损失平均每年高达2000亿美元。
植物病理学(plant pathology,phytopathology)是一门研究植物病害的病原、发生、发展以及防治的应用学科。它以植物病害为研究对象,探讨发病的原因,或在解剖学、生理学或生物化学上,探讨感染和症状出现的过程。为了确立防病和治病的方法,还研究形成病原的环境条件、病原体传染途径以及病害的诊断法等,另外还研究防病的药剂对病原体或植物体的药理作用,以及所有与植物病害有关的广阔领域。
2 国内外植物病理学科发展现状
2.1 国际植物病理学科的发展现状
近年来,分子植物病理学的研究极大地推动了国际植物病理学科的发展。分子植物病理学是植物病理学的新兴分支学科,旨在为作物病害控制提供新理论、新技术。模式生物和重要病原生物的全基因组序列解析为分子植物病理学研究提供了便利,飞速发展的分子生物学理论和技术为阐明植物病理学中的现象和存在的问题提供了新的思路和方法。近年来在植物与病原物的相互作用分子机理及其相关信号传导、植物抗病机理及其抗病基因克隆、病原物的致病机理及其致病相关基因的克隆等方面取得重要进展。比如:明确了系统获得性抗病反应(SAR)、病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)和效应蛋白激发的免疫反应(ETI)的信号调控机理。发现了小RNA在调控植物与病原菌互作中的重要作用,证明了植物内源小RNA是植物防卫反应机制的普通调控因子。同时小RNA是病害早期特异诱导分子,它们可以作为病害早期诊断的一种分子标记。揭示了病毒沉默的分子机制及沉默抑制子在植物病毒侵染中的功能。明确了植物病原细菌III型分泌系统的组成、结构和分泌机制及其在病菌致病和激发植物抗病反应中的作用。发现了疫霉菌效应蛋白的保守基序及其作用特点。利用DNA芯片和新一代测序技术等研究了植物防卫系统中基因时空表达及调控网络。最近,趋于成熟的RNAi理论和技术也被迅速用于分子植物病理学研究,特别是用于植物病毒和功能基因分析等研究,RNAi技术在培育抗病毒病、抗线虫病和抗专性寄生真菌性病害等研究和实践中将发挥重要作用。另外,正在研究利用分子生物学技术阐述非寄主抗性的分子机理,以期为培育持久广谱抗病作物提供理论基础。
2.2 国内植物病理学研究与推广应用的现状
近几年,我国植物病理学工作者以提高自主创新能力为核心,刻苦钻研、辛勤努力,取得了显著的研究进展,涌现出一批研究成果。某些成果达到国际领先水平,缩短了与国际先进水平的差距。在植物与真菌互作机理研究方面,证明3-磷酸磷脂酰肌醇(P13P)分子在植物和动物细胞表面广泛存在,是真菌效应蛋白进入动、植物寄主细胞的一种普遍机理。该研究对于通过阻断和破坏真菌与寄主细胞分子的结合、开发有效的药物和杀菌剂具有开拓性的意义。病原物致病机理研究,从油菜菌核病菌致病力衰退的菌株中发现了一种可寄生植物病原真菌的新DNA病毒,解开了多年来真菌中是否存在DNA病毒的谜团,是国际上首次有关真菌DNA病毒的报道。从稻瘟病菌中克隆了多个与病菌生长、产孢、附着胞形成和致病性相关的基因,较为系统地研究了稻瘟病菌Rho族小GTP酶基因的功能,以及细胞自噬的机理及与其病菌发育和致病性的关系。病害流行学研究,进一步探明了我国陇南小麦条锈病菌源区的扩大范围,发现小麦条锈菌在菌源基地存在遗传重组现象及新的高毒力致病型,揭示了小麦赤霉病菌致病机理以及寄主植物的防卫反应。利用地理信息系统(GIS)对小麦白粉病越夏、越冬进行区划,将高光谱、无人机低空遥感及病菌孢子捕捉器等新技术应用于小麦白粉病监测预警研究,在小麦白粉病流行监测中发挥了重要作用。 在病害防治上,利用生物多样性控制作物病害,特别是控制稻瘟病方面取得举世瞩目的成绩。
但是,我国植物病理学科研究总体水平与国际先进水平相比,还有很大差距,主要表现在原创性研究不足、基础研究和高新技术研究仍较薄弱。在病原菌侵染及其病害的灾变分子机理、病原菌致病性与毒性及其变异的分子机理、植物持久抗病性分子机理、病原菌与植物寄主互作机制等研究方面,尚有较大的差距。植物病害生物防治,缺乏生态学研究,在生防菌功能发展物质、定殖规律和作用机理等方面与发达国家相比存在一定差距。地理信息系统应用于植物病害预测和防治方面的理论和应用还处于初步阶段,与国际先进水平也有较大的距离。
3 福建省植物病理学科的组成及研究方向
3.1 福建省植物病理学科的组成
福建省植物病理学科由福建农林大学植物病理学科、福建省农业科学院植物保护研究所、福建省农业厅植保植检站、福建省林业厅森林保护和检疫站、福建出入境检验检疫局、福建省林业科学研究院等教学、科研和技术推广单位的相应机构组成。学科长期坚持将植物病理学的教学、科研与福建的农林业生产相结合。
3.2 福建省植物病理学科的发展简史
福建省的植物病理学科源于20世纪40年代初的福建省立农学院植病组,陈其儤、林传光、裘维蕃、王清和、黄齐望、何家泌、周家炽等老一辈植物病理学家曾先后执教于此,并留下一批宝贵的教学标本和研究报告,为福建省植物病理学科的创建奠定了基础。20世纪50-70年代,陈昭炫、张学博、柯冲、林声和、高日霞、谢联辉、林奇英等知名植物病理学家在我省植物病理学的教学、科研与服务农业生产方面做了大量工作。尤其是对林柏粉病、柑橘黄龙病、小麦秆锈病、稻瘟病、水稻病毒病、甘薯瘟病等植物病害的研究取得了一批重要成果,为福建省植物病理学科的发展做出了突出的贡献。20世纪80-90年代中期,在学科带头人谢联辉的带领下,福建省植物病理学科有了长足的发展,尤其在植物病毒病的研究方面取得了系列成果,成为我国乃至世界上植物病毒研究较为活跃的群体之一。此外,在植物病原真菌学、植物病原细菌学、植物病原线虫学、抗性鉴定等领域的研究也取得了较大的进展。其中,福建农林大学植物病理学科1990年被授予博士学位点、1995年被评为福建省重点学科。20世纪90年代中期至今,以谢联辉院士为学科带头人的福建省植物病理学科加大了队伍建设、人才培养、科研平台构建等方面的工作力度,在植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、植物病害流行学等方向的研究,新交叉学科一植病经济学的提出和建立,植物病害综合治理技术的研究与推广、农林植物病害疫情监测与控制等方面的工作,取得了一批在国内外有影响力的成果,使学科进入了快速发展阶段。其中福建农林大学植物病理学科1996年被确定为福建省“211”重点建设学科、1999年被评为农业部重点学科、2001年被评为国家重点学科,并建成了福建省植物病毒学重点实验室、福建植物病毒工程研究中心、生物农药与化学生物学教育部重点实验室等研究平台。
近年来,植物病理学科非常重视人才队伍的建设,福建农林大学植物病理学科2009年引进了魏太云博士、詹家绥博士两位闽江学者,又从香港大学引进胡红莉博士充实学科队伍建设;同时继续选派年轻学者到国内外知名学府进修,进一步提升了植物病理学科的学术力量,提高了整体水平。
3.3 福建省植物病理学科的研究方向
福建省植物病理学科长期坚持将植物病理学的教学、科研与农业生产实践相结合,现已形成以植物病毒学方向为龙头,植物病原生物学、分子植物病理学方向稳步发展,植物病害防治学方向快速崛起的学科发展新格局。目前已形成了植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、天然产药物与植物病害生物防治、作物品种抗性、植物病害流行学、植病经济学、农林植物病害疫情监测与控制等八个稳定的研究方向。
3.3.1 植物病毒学
在水稻病毒病理学和分子生物学方面进行了系统的、创新性研究。获得了系列成果:
1)发现一种新病毒——水稻簇矮病毒(RBSV),并明确其是植物呼肠孤病毒属(Phytoreovirus)的一个新种,已被国内外广泛引用;
2)发现一种新的传毒介体——能传播水稻矮缩病
(RDV)的二点黑尾叶蝉(Nephotettix virescens),这一研
究成果为RDV的防治提供了理论依据和新的途径;
3)报道水稻病毒中国新记录3个——水稻齿矮病毒
(RRSV)、水稻东格鲁球状病毒(RTSV)和水稻东格鲁杆
状病毒(RTBV);
4)完成我国发生的12种水稻病毒及植原体所致病害的地区分布,并绘制了各种病害的分布图,为病害监测和防治提供了依据;
5)揭示了1960年一1980年间对我国水稻生产危害最大的水稻矮缩病毒(RDV)和水稻黄矮病毒(RYSV)所致病害的发生、流行特点,建立了可分别于发病前90一100天和40-50天预测RDV和RYSV两种病毒病害的预测方程。根据这一成果的理论原则制定的水稻病毒测报方法,已被国家农业部测报总站采纳并正式出版(农作物主要病虫害测报方法,农业出版社,1979),供全国地县测报中心推广应用。这套方法的提出,改变了当时国内外水稻病毒病预测仅为化学治虫防病的局限性作用,从而使预测预报直接为病害生态控制和综合防治服务;
6)深入研究水稻条纹病毒(RSV)和水稻草矮病毒(RGSV)的群体遗传、分子变异以及基因功能与表达调控等,首次证实两病毒的外壳蛋白和病害特异蛋白是致病蛋白,而病毒的变异存在突变、插入、缺失、重组、重配等形式,特别是通过大量实验证实RSV具有病毒的准种性质,是国际上负链RNA病毒存在准种特性的首次报道,在国内外产生了较大的影响;近年在水稻抗RSV的基因组学、蛋白组学、代谢组学和化学生物学方面取得的新成果,已成为水稻病毒研究上的新生长点。
7)建成了世界上水稻病毒资源最丰富的毒源库,还分离保存了一批其它植物的毒源,筛选出一批抗源材料/抗病品种,开发出一批病毒快速检测试剂盒和免疫胶体金检测试纸,不仅为深入开展植物病毒研究提供了很好的材料和基础,也为病毒监测、防止有害病毒传人和扩散提供了条件和保障。此外,在GenBank上还登录了病毒基因序列400多条。其中,RSV序列365条,占全球同类序列的86%,国内的92%;RGSV序列6条,占全球同类序列的24%,国内的100%;水稻瘤矮病毒(RGDV)序列8条,占全球同类序列的38.1%,国内的61.5%。这些序列在Fauquet等主编的《Virus Taxonomy classification and Nomenclature of Viruses》-ICTV第八次最新报告中,均作为其分类重要依据而被引用,引起了较大反响。
8)比较全面地研究了中国水仙、甘蔗、烟草、番茄和 香蕉等植物的病毒种类、分布、发生和防治对策,先后报导了11个中国新记录和5个中国大陆新记录。在黄瓜花叶病毒、烟草花叶病毒、香蕉束顶病毒和马铃薯病毒的致病机制、分子演化、检测手段、无病毒种苗工程和病毒生物治疗等方面的研究也颇具特色,备受关注。
3.3.2 植物病原生物学
主要致力于植物病原分类和鉴定研究。植物病原生物学主要从事福建省水稻、甘薯、烟草、花生和弥猴桃等重要作物细菌性病害和非荧光假单孢菌的分类研究,明确了病菌菌系分化与品种抗性变化间的关系,在水稻品种资源抗性鉴定和抗源筛选方面开展了卓有成效的研究工作。证实福建桃、李、萘根癌病由根癌土壤杆菌生物型ll引起,研究结果为国际同行高度重视,并应邀参加由日本科学技术厅资助的亚洲微生物协作研究组。此外,在非荧光假单胞菌的分类上取得重要进展,根据其生理生化特性和分子生物学性质,将非荧光假单胞菌的14个种和104个菌株进行了鉴定和重新分类,澄清了前人对这类细菌分类的混乱局面,在国内外发表论文多篇,并被多次引用。对柑橘黄龙病进行了系统研究。通过中间寄主常春花实现对病原菌的分离和电镜形态观察,采用PCR分子检测技术研究明确了柑橘黄龙病的病原菌及传播虫媒为柑桔木虱。通过研究建立了以苗木检疫、产地选择、培育无病抗病苗木,健康栽培、防治木虱等综合防治技术模式,取得显著的成效。此外,对水稻细菌性条斑病菌、水稻白叶枯病菌的致病性分化和水稻品种的抗性研究,甘薯瘟青枯菌的生化型、氨基酸、生理小种、同工酶、单克隆抗体和抗病品种选育等方面的研究也取得了一批成果。
植物病原线虫学方面,主要致力于福建省重要作物线虫病害的诊断与防治和植物病原线虫的分类鉴定研究,鉴定了46种作物的寄生线虫4目16科29属104种,其中发表新种6种、国内新记录种31种、检疫性植物线虫5种、截获外来的重要检疫性植物线虫2种。基本上查清了福建省的重要植物线虫种类和重要作物线虫病害,针对危害重大的水稻潜根线虫病、香菇菌筒线虫腐烂病、作物根结线虫病和植物检疫性线虫病制定了防治措施。此外,还在植物线虫学研究方法和植物线虫病害可持续治理的理论方面有所创新。
近年在重要病原香蕉枯萎病菌生理小种鉴定与监测,食酸菌属、伯克赫氏菌属和甘蔗草螺菌的数值分类,根结线虫、香蕉穿孔线虫、柑橘半穿刺线虫的鉴定,以及食用菌菌株、植物内生细菌和线虫拮抗真菌的分离鉴定等方面做了大量工作,形成了自己的特色,在国内有较大影响。
3.3.3 分子病理学(植物病原与寄主互作)
主要致力于植物与病原物相互作用的功能基因组学研究。植物与病原菌相互作用的功能基因组学研究以水稻与稻瘟病菌、水稻与纹枯病菌、拟南芥与菌核病菌之间相互作用的分子生物学为主。建立了稻瘟病菌的遗传转化体系,构建了病菌的Cosmid和BAC文库,定位了稻瘟病菌的三个无毒基因,并正在进行无毒基因的克隆;利用基因敲除技术研究了,Cde42Mg基因和Rho族蛋白基因与稻瘟病菌极性生长、附着胞形成和致病机制的关系;应用生物信息学技术全基因组预测了稻瘟病菌的分泌蛋白基因,进行激发子和致病因子的功能分析;并用T-DNA插入失活的方法进行稻瘟病菌致病机理的功能基因组学研究。另外,还分析了福建不同稻区和不同时间稻瘟菌菌株的DNA指纹图谱,明确了福建稻瘟菌的群体遗传结构和变化特点;利用eDNA抑制消减杂交和大规模EST分析技术筛选获得与水稻抗稻瘟病和水稻纹枯病反应有关的一批基因,正在利用这些基因进行广谱抗病育种。
在拟南芥研究方面,首次发现了菌核病为害拟南芥,并以该病害为模式,探讨“非基因对基因,’病害系统中,植物抗病反应的分子机理。目前,通过eDNA抑制消减杂交和激活标签技术,发现一批参与抗病反应的基因,正在对这些基因的功能和涉及的抗病信号通路进行解析。
近年在水稻与稻瘟病菌、纹枯病菌以及拟南芥与菌核病菌之间相互作用的分子机理研究上取得进展。精细定位了稻瘟病菌的三个无毒基因,克隆了AVR-Piz无毒基因;明确了Rh03、Racl和Cde42等若干Rho族蛋白的功能;全基因组预测了稻瘟病菌的分泌蛋白基因,并明确了部分基因的功能:研究了水稻防御纹枯病菌的机制,发现了广谱抗病性基因:创建了30万个拟南芥激活型突变体,以拟南芥与菌核病菌为模式,探讨植物“非基因对基因”病害系统寄主与病原互作的分子机制。以上研究在国内外产生了较大的影响。
3.3.4 天然产物与植物病害生物防治(植物病害防治学)
重点开展我国重要植物病害的生物防治和生态控制的理论研究与应用实践。近年在抗病毒小分子活性物质的分离纯化与构效分析、抗病毒新基因资源及其抗病毒机制、内生细菌等生防菌的分离利用、防病和杀虫多功能工程菌的构建等方面的研究结果新颖,特色显著。此外还创新胜地提出了植物病害的生态治理理论并付诸病害控制实践。本方面研究颇具特色,成果突出,在国内外已产生重要影响,成为本学科新生长点和未来重点发展方向。
3.3.5 植病经济学
为适应学科发展和植病防治实践的需要,谢联辉院士于1999年开辟了《植病经济学》新的研究领域。《植病经济学》是运用经济学的理论和方法,研究植病对经济的影响和植物病理学对经济的贡献,分析植病流行、成灾风险及其安全阈值,指导植病的科学治理,以最大限度减少植病的经济损失,实现植病管理的最优化——低成本、高效益(经济、生态、社会效益)。
福建农林大学植病经济学课题组主要围绕植病生态经济理论、植病管理效益评价(经济、社会、生态效益评价的理论方法与实践)、植病风险与信息管理理论与技术、植病经济预测与决策、植病防治药械管理经济学、植病与农业可持续发展、有害生物入侵与生物安全评价以及植病管理的政府职能与农户行为分析等开展相关研究。通过研究,明确了植病经济学的研究对象与研究内容、学科性质与特点、研究方法与任务,构建了植病经济学学科体系框架。
同时课题组围绕社会生产问题,积极参与科技服务经济、社会的行动,结合调查研究,为农业从业者开展新知识和新成果的咨询服务,特别是讲解、推广植病控制新理念以及植物病害绿色控制的理论和实践成果,实现了植物病毒、天然产物、植病经济研究的有机结合。10多年来,课题组承担省部级研究课题近10项,在植病生态、技术管理、经济社会多个层次上开展了研究,成果富有特色,颇具成效,居国内领先水平。研流动站,并招收进站博士后1名,2000年后开始招收该方向的硕士和博士研究生。随着植病经济学研究的深入和范围的扩大,2003年植病经济学拓展成为植保经济学,2004年植保经济学二级学科硕士、博士学位点申报获得批准,学科的发展获得了更大空间。迄今,有8位博士研究生导师(1位院士,7位教授)从事该领域研究。已出站博士后1名,培养出博士生7名、硕士生19名,仍在指导博士后1名、博士 生2名、硕士生1名。出版专著4部(博士学位论文)、发表论文60多篇,获福建省优秀博士学位论文2篇,4名博士生毕业或博士后出站后,已成为所在单位的学科带头人或学术带头人。
3.3.6 作物品种抗性鉴定
福建省主要作物品种抗性工程技术研究中心于2002年成立,中心依托福建省农科院植保所技术力量,由福建省科技厅、福建省农科院共同建设。中心目前拥有面积1000m2可控的模拟自然生态抗性测定圃、“60m2病原菌与种质资源长期保存库”和“农作物病菌检测鉴定中心”,面向国内、国际开展农作物品种抗性鉴定研究与鉴定服务。可承担:(1)福建省农作物品种审定委员会委托的全省作物新品种的区试抗性鉴定任务;(2)全国水稻育种中心福建分中心的水稻品种抗性鉴定任务;(3)我院水稻所、耕作所、果树所等研究所选育的作物新品种抗性鉴定工作。作为省级公益型研究所,为育种部门提供长期的作物品种抗性鉴定服务,为我省优良作物新品种的合理利用、减少病虫灾害和选育抗性品种发挥积极作用。
3.3.7 植物病害流行学
植物病害流行学是研究植物群体发病规律、预测技术和防治理论的科学。它通过观察、试验、模拟、定性或定量分析、综合,结合现代计算机技术,掌握环境影响下寄主—病原物群体水平上相互作用而形成的时空动态规律,监测和预警植物病害的发生过程,逐步深化对植物病害宏观规律的认识,从而服务于植物病害的预测和综合治理。
该方向目前的带头人詹家绥教授是我省第一批海外高层次创业创新人才,福建农林大学特聘教授,国家马铃薯产业技术体系岗位科学家。詹教授系《Open Ecology》编委,曾在菲律宾、美国、瑞士和英国学习工作20年。目前主要从事植物病原菌的群体遗传学和进化生物学研究,在国际权威杂志上发表20余篇SCI文章,并多次受邀到美国、英国、瑞典、丹麦、瑞士、瑞士、荷兰、澳大利亚和意大利的大学、科研机构或国际会议讲学、做专题报告。获农业部科技进步二等奖1项,得克萨斯农工大学杰出成就和贡献奖1项。该方向在詹教授的带领下,在植物病原菌的群体遗传学、进化生物学和植物病害流行学方面正在进行深入的研究工作。
3.3.8 农林植物病害疫情监测与控制
福建省检验检疫局建立了农林植物检疫实验室,收集了较为齐全的外来有害生物标本、标准和信息资料,在对外来主要疫情截获工作方面取得了较大的成效。其中:2004年至今,从进口大豆、小麦等原粮中截获的杂草种次高达1721种次,其中危险性杂草假高梁、黑高粱62种次;2000年至今,从进口大豆、小麦等原粮及其产品中截获大豆疫病菌3次、小麦印腥黑穗病菌5次;2006年从进口大豆中截获检疫性“菜豆荚斑驳病毒”2次;2000年至今,从植物性包装材料中截获松材线虫10次。常年开展福建省外来有害生物调查,发现假高梁、豚草、日本菟丝子、加拿大一枝黄花、北美车前草、北美独行菜等10多种外来危险陛、检疫性杂草。同时承担了台湾输入大陆水果的疫情检测任务,为开展两岸农业等方面的合作做出了较大的贡献。近年来,植物检疫实验室承担了一批国家和省级有关外来有害生物方面的课题,如“出口植物源性产品的分类检疫管理研究”、“SPS协定的实施对闽台农产品检验检疫影响与对策研究”、“用细胞学技术快速鉴定Lolium属的籽实”、“外来危险性杂草假高梁及其近似种的快速鉴定及防除技术研究”、“非洲大蜗牛的适生性研究”、“进境兰花有害生物风险分析’’等;获得一批福建省、部(国家质检总局)级的科技成果和奖项;其中‘对外来有害生物假高梁的快速鉴定方法与防除”等研究居国际先进水平,主持制定国家相关行业标准9项,编著的《杂草种子彩色鉴定图》是目前口岸杂草检疫鉴定的重要工具书之一。
在开展香蕉穿孔线虫、香蕉枯萎病、大豆疫病、松材线虫等农林植物病害疫情的防控方面取得了较大的成效。在农林植物病害疫情监测与控制方面,福建植物病理学科做了大量的工作,取得了丰硕的成果,为福建乃至全国的农林业生物安全做出应有的贡献。
这六个方向都较好地适应了现代植物病理学发展的需要,对促进本学科发展和科技进步,服务区域经济起到了重要作用。
4 人才培养与平台建设
福建植物病理学科采取了多层次、多方位的人才培养模式,目前已形成比较完整的植物病理学人才培养体系,涵盖了本科生、硕士研究生、博士研究生、博士后的培养模式。
目前本学科的教师承担了植物病理学、植物检疫学、农药学、生物防治学、植保经济学、微生物学、生物化学与分子生物学等7个二级学科的博士、硕士研究生培养工作。迄今已培养出60多名博士、300多名硕士和8名博士后。
学科在教学上也取得丰硕的成果,其中1篇博士论文获得全国百篇优秀博士学位论文(2001年),实现了我省省属高校零的突破,有6篇博士论文获福建省优秀博士学位论文一等奖、二等奖。谢联辉院士主持的《普通植物病理学》2004年被评为国家级精品课程,是我省省属本科院校的第一门国家级精品课程;《植物病原学》1995年被列为省级重点课程、同年被评为省高校优秀课程;《植物病毒学》1997年被列为省级重点课程,同年获省优秀教学成果一等奖。主编了全国高等农业院校教材、全国高等农林院校规划教材《水稻病害》、《植物病毒学》(第1、2版)、《普通植物病理学》和《普通植物病理学实验指导》4部,参编了面向21世纪课程教材和硕士研究生教材3部。
此外,学科还利用各种条件举办各种形式的培训班,为国家农业部、福建各县(市)培养出大批掌握植物病害控制技术的人才。
实验平台的建设大大改善了科研与人才培养的条件,有力促进了学科的发展。植物病理学科十分重视实验平台的建设。1996年建成了福建省植物病毒学重点实验室。2001年开始建设福建植物病毒工程研究中心。以福建农林大学植物病理学科为主体的生物农药与化学生物学教育部重点实验室也于2004年被教育部批准建设,2006年10月通过教育部的验收,并正式启用。
5 发挥学科优势,服务海西建设
5.1 服务海西建设中发挥的作用及成效
5.1.1 人才培养
2006年,“植物病理学”学科党支部被评为“全国先进基层党组织”。植物病理学科所在的植物保护学院已为社会输送了本科毕业生3200多人,培养博士、硕士300多名,许多毕业生已成为我省及至我国许多高校、科研机构、政府部门的重要骨干。福建省内基层植物保护技术人才大多数为我学院培养的毕业生,这支队伍在海西经济建设和新农村建设中发挥了重要作用。
5.1.2 科研成果及创新
近5年来,福建省植物病理学科承担国家级科研项目方面,包括自然科学基金21项(含重点项目2项)、国家“973”计划1项、“863”计划4项及国家支撑项目、行业项目等,项 目总经费超过4000多万元;随着科研平台的建设和人才队伍的改善,科学研究水平得到了显著提高,并取得了较大成果。近5年来,学科获得省级以上或重大社会影响的科研成果有6项,其中福建省科技进步一等奖2项、二等奖6项。在提升福建省在国内外本学科领域的影响力与地位中发挥了重要作用。
5.1.2.1 学科基础研究在国内外具有一定的学术地位,提升了福建省影响力
植病学科在植物病毒、真菌、细菌、线虫的分类研究方面成果显著。在水稻病毒病理学和分子生物学方面进行了系统的、创新性研究,在国内具有重要学术地位,在国际上有一定影响。创新性地提出了植物病害的生态治理理论,并开辟了植病经济学新的学科研究方向。
5.1.2.2 农林作物重大病虫害的综合控制技术取得新进展
历年来,本学科在我省农林作物中重要病害综合控制技术研究中,对作物病毒病、香蕉枯萎病、作物根结线虫、松材线虫病、木麻黄青枯病、毛竹枯梢病、桉树焦枯病、锥粟抗疫病等病害防治方面都取得了重要成果。同时重视生物防治,在农林重要病害天敌资源,尤其在植物内生生防菌、食线虫菌物方面已建立了资源库。许多成果在生产中得到了应用,获得了重要的经济、社会与生态效益。
5.1.2.3 监控与扑灭农林作物外来有害生物,保障农业安全生产
随着福建省经济不断发展,对外贸易频繁,近年来已有许多重要农林作物外来有害生物入侵我省为害,与病害有关的包括菜豆荚斑驳病毒、香蕉枯萎病菌、香蕉穿孔线虫、大豆疫病等。学科近年来承担大量福建省重要的外来人侵物种的预警及防控研究科研任务,取得了一批重要成果。如火鹤花柑橘穿孔线虫和香蕉穿孔线虫疫情的成功扑灭;近年自主研发的植物病毒检测试剂盒已被应用于我国出人境检验检疫系统和种苗生产行业;松材线虫病监测覆盖率达100%。研究成果为防范外来生物入侵和危险性病毒的扩散、保障农业安全生产提供了保证,为福建省农林作物安全生产做出了重要贡献。
5.1.3 闽台学术交流频繁,加深两地合作联系
学科重视闽台两地学术交流,积极开展学术交流,近两年来邀请台湾地区植物保护学科知名教授来我院交流11人次,到台湾地区进行学术交流8人次。2003年6月、2004年12月,植物病理学科积极参与福建省科协、台湾中华青年交流协会、台湾大学生命科学学院在福州和台北成功举办两届海峡两岸“生命科学与人类未来’学术研讨会,与我国台湾植物病理学界的学者进行了很好的交流。2011年6月,我会承办“福州国际植物病理学论坛:病原菌群体遗传学和进化生物学”学术研讨会,有3位台湾知名学者参会,学术的交流加强了台湾学者与祖国大陆的联系,加深了台湾学者对闽台同祖、同根的认同。
5.1.4 服务地区经济,为新农村建设服务
本学科始终坚持服务国家和区域经济,努力为社会发展做出贡献。除培养大量的人才外,还重视福建省地区作物病害调查及研究,加强与基层联系,常年开展了对多种主要作物病害的测报与防治配套技术的研究与推广,推广科研成果,为福建农业生产实践的病虫害防治提供了有力的技术支撑。针对生产上出现的南方水稻黑条矮缩病新病害问题,谢联辉院士和吴祖建领导的水稻病毒病研究小组亲自深入三明、南平、龙岩、漳州等地进行调研与服务“三农”,应农业部邀请,赴江苏、湖南、江西、山东、云南、贵州、海南等省数十人次,指导水稻病毒病的防控工作;在江苏徐州、福建龙岩等地设立水稻病毒病防控示范区。为全国100多个县市的1353份水稻病害送样提供诊断检测,很好地解决了我国水稻病害的检测、监测和防治示范问题。建立和完善水稻病毒病的防控技术体系,在福建省新罗区红坊镇、长汀县大同镇和三明市尤溪县洋中镇建立防治示范片3个,核心示范区0.2万亩,示范区0.5万亩,辐射区2万亩。病害控制效果95%以上,投入产出比1:6~1:10。实验室还与全国农业技术推广服务中心、福建省农业厅植保站等部门联合举办了水稻病毒病防治培训会、“水稻南方黑条矮缩病流行规律及传毒媒介防治现场会”等,会同贵州大学、北京大学、华南农业大学、江苏省农科院植保所等高校和研究院所的植物病毒学专家,为我国的水稻病害防控做出了积极贡献。此外,为农民和农技人员举办蔬菜、烟草等植物病虫害识别与防治等技术培训会10多次,培训人员达上千名。
研发的生物农药产品在茶叶、蔬菜等作物上应用,防治面积达150多万亩,防治效果85%P2~。农产品经农业部等检测符合国家绿色食品A级标准,为福建省农产品特别是茶叶出口做出了重要贡献。
近年来,学科组织或参与组织的专场讲座和科普讲座共34场,无偿为农民提供咨询服务达1000余人次;利用假期组织学生“三下乡”活动,开展技术咨询活动,为农民有效解决了生产过程中的植物病害诊治难题。
5.1.5 为政府或学科发展提供决策支持
学院中有许多教授身兼政府或部门的顾问或学术兼职,如谢联辉、王宗华、吴祖建、张绍升、许文耀、陈福如等,他们为国家、福建省的发展献计献策,发挥了重要作用。谢联辉身兼国务院学科评议组成员,召集人、高等农业院校教材指导委员会各10多年,对我国植物保护学科的建设与发展起到了重要的指导作用,并为我国植物病理学人才的培养做出了重要贡献。
6 福建省植物病理学科科学发展的思路和目标
6.1 发展思路
6.1.1 基本思路
福建植物病理学科以优化队伍、确保特色、拓宽领域、服务经济为指导思想,以海峡西岸经济区建设为中心,立足福建区位、资源特色,以“植物病毒研究所、作物病虫生物防治研究所,福建植物病毒工程研究中心、福建食品生物安全研究中心,生物农药与化学生物学教育部重点实验室、福建省植物病毒学重点实验室、福建省病毒工程与病原生物学重点实验室、福建省高等学校植物病原真菌功能基因组学重点实验室”为基础,建立植物病理学科科研平台与研发基地;以重大项目为纽带,积极参与国家和省部级的科研计划,努力提升学科研究理论水平和应用实践。围绕主要植物病害和优势研究方向建设团队,改善学科科研和人才培养条件,把人才队伍建设作为学科发展建设的重点。针对薄弱环节,引进和培养突出人才,依靠优势人才和团队带动植病学科的整体发展。注重科研成果转化,促进学科稳步发展,服务海西经济建设,为福建农林业可持续发展做出更有成效的贡献。
6.1.2 重点战略
人才培养质量战略:以福建农林大学植物病理学科方面的重点学科、重点实验室、研究中心等为基本平台,培养知识、能力、人格和谐发展的高级人才,加大高层次学科带头人引进和培养力度。
科研能力提升战略:整合农业、林业以及检疫的科技力量和学术资源,形成集合优势,突出问题导向。加强重要作物病毒病的灾变规律、微生物与寄主间互作的基因组学等重大基础理论研究;侧重亚热带重要经济植物病害的诊断和防控技术研究;关注福建省重要植物病原的鉴定、病害防治和 危险性病原的入境检疫;推进重要农林植物病害的抗性育种等应用研究;支持综合和交叉学科领域的研究,不断提高创新能力,充分发挥科研对人才培养的促进作用。
产学研一体化战略:紧紧围绕国家和地区整体发展的战略重点,把握主攻方向,努力形成自己的优势和特色。牢固树立“以服务求支持,以创新求生存,以贡献求发展”的理念,充分利用学科专业和人力资源优势,开发具有植物病害生物防治功能的内生细菌、抗病毒活性物质、植物病原线虫生物防治剂和松材线虫病综合控制技术。建设产学研一体化平台,提高解决生产实际问题的能力。
6.2 发展目标
6.2.1 总体目标
进一步完善充实优化学科队伍、科研设备条件、瞄准国家战略需求和海西经济建设需要,选准项目,使其形成突出特色,国内、国际具有较大影响的植物病理学高层次人才培养和科学研究基地。
加强人才培养和平台建设,在国家重点学科、重点实验室、工程研究中心、学科博士点、博士后科研流动站等标志性指标上取得新突破。加强国际合作交流,增强学科创新能力和国内外竞争力。努力在科研自主创新和参与地方重大攻关项目方面取得新突破,提升科研整体水平和竞争力;使学科的整体学术水平达国内一流,其中植物病毒学方向达国际先进水平,部分达国际领先。
6.2.2 阶段目标
第1阶段(2011年-2015年):优化学科结构,形成若干特色鲜明,创新能力、竞争能力、辐射能力强的优势学科群。提升本学科的整体研究水平和人才培养质量,培植1~2个在国内外有较高学术影响的团队,3—5名有较高声誉的学科带头人,建设一支学术水平高、综合素质好、结构合理、创新能力强的人才队伍,不断提高在国内外发表研究论文的影响因子。逐步完善植物病害可持续治理技术体系,保障生态、作物和食品安全及农业可持续发展。
第2阶段(2016年~2020年):准确把握战略定位,逐步形成学科特色,培养具有国际影响力的科学家和冲击科学前沿的创新团队。在水稻病毒与寄主的互作机制、水稻抗病毒的基因组、蛋白组和代谢组学研究、危险性病原的人境检疫、水稻抗稻瘟病和水稻纹枯病反应的一批相关基因进行水稻的广谱抗病性育种、松材线虫病抗性育种等方面取得重大进展,在抗病毒、抗肿瘤生物活性物质的分离与研究方面取得突破。在病害生物治疗剂的产业化、筛选和开发具有植物病害生物防治功能的内生细菌、线虫生物防治剂方面进一步开发,植物源抗菌活性物质的筛选与利用等方面取得实质性的成果。
课题组成员:
1、鲁国东,福建农林大学植物保护学院,教授;
2、吴祖建,福建农林大学植物保护学院,研究员:
3、许文耀,福建农林大学植物保护学院,教授;
4、魏初奖,福建森林病虫害防治检疫总站,教授级高工
5、陈福如,福建农林大学植物保护研究所,研究员;
6、詹家绥,福建农林大学植物保护学院,教授;
7、王宗华,福建农林大学植物保护学院,研究员。
[关键词] 植物病理学 植物病理学科 发展现状 展望
1 植物病害问题一直是农业生产中的重要问题
植物病害造成严重的损失,一直是世界农业生产中的重要问题。它涉及人类生存的食物安全与健康安全。最有名的是1845年-1846年的爱尔兰饥荒(1rish Potato Famine),由于马铃薯晚疫病在爱尔兰流行并造成大饥荒,使100多万人饿死、200万人移居到海外。1942年-1943年印度的孟加拉饥荒(Bengal Famine),由于水稻大面积遭受胡麻斑病的为害而失收,造成200多万人的死亡。1970年玉米小斑病毁掉了美国15%的玉米,损失大约10亿美元。美国佛罗里达州柑橘溃疡病的反复为害,可以很好地说明植物病害的危害及防治的艰巨性。1910年佛罗里达州的柑橘园因溃疡病流行而被迫大面积销毁病树,烧毁了25万株成年树,300万株树苗,损失1700万美元。最后被迫实行了严格的“1900英尺溃疡病法规”,即所有柑橘树,无论是私人的还是商业性质的,只要在某一棵发生溃疡病树的1900英尺半径之内,不管是否有患病的症状,都必须拔除并毁掉,到1933年,美国宣布柑橘溃疡病已经得到根除。但时隔53年后的1986年,美国再次发生柑橘溃疡病。经过大面积销毁病区的所有柑橘树,美国1994年再次宣布根除了柑橘溃疡病。但仅隔一年又在佛罗里达州迈阿密国际机场附近第三次发现了该病害。到了2006年1月,由于受2004年佛罗里达州飓风的影响,溃疡病在佛州大范围蔓延,美国不得不宣布,暂停实行“1900英尺溃疡病法规”。据统计,美国由于溃疡病已累计砍伐1600多万株柑橘树,损失不计其数。又如森林的无烟火灾——松材线虫病。该病最早在日本发现,对感病松林是毁灭性的,病原线虫被列为重点(A类)国际性植物检疫对象,现分布于日本、朝鲜、韩国、美国、加拿大、墨西哥、葡萄牙、中国等,日本、中国的损失尤其严重。中国自1982年首次在南京发现松材线虫病以来,目前已扩散蔓延至江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南等14个省(自治区、直辖市)的192个县级行政区,674个乡镇,累计致死松树5亿多株,毁灭松林500多万亩,造成经济损失数千亿元,对我国的国土生态安全构成严重威胁。目前我国的危害形势依然十分严峻,并呈跳跃式扩散蔓延态势。
据联合国粮农组织估计,植物遭受病害后平均损失约为总产量的10%-15%。全球因此造成的经济损失平均每年高达2000亿美元。
植物病理学(plant pathology,phytopathology)是一门研究植物病害的病原、发生、发展以及防治的应用学科。它以植物病害为研究对象,探讨发病的原因,或在解剖学、生理学或生物化学上,探讨感染和症状出现的过程。为了确立防病和治病的方法,还研究形成病原的环境条件、病原体传染途径以及病害的诊断法等,另外还研究防病的药剂对病原体或植物体的药理作用,以及所有与植物病害有关的广阔领域。
2 国内外植物病理学科发展现状
2.1 国际植物病理学科的发展现状
近年来,分子植物病理学的研究极大地推动了国际植物病理学科的发展。分子植物病理学是植物病理学的新兴分支学科,旨在为作物病害控制提供新理论、新技术。模式生物和重要病原生物的全基因组序列解析为分子植物病理学研究提供了便利,飞速发展的分子生物学理论和技术为阐明植物病理学中的现象和存在的问题提供了新的思路和方法。近年来在植物与病原物的相互作用分子机理及其相关信号传导、植物抗病机理及其抗病基因克隆、病原物的致病机理及其致病相关基因的克隆等方面取得重要进展。比如:明确了系统获得性抗病反应(SAR)、病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)和效应蛋白激发的免疫反应(ETI)的信号调控机理。发现了小RNA在调控植物与病原菌互作中的重要作用,证明了植物内源小RNA是植物防卫反应机制的普通调控因子。同时小RNA是病害早期特异诱导分子,它们可以作为病害早期诊断的一种分子标记。揭示了病毒沉默的分子机制及沉默抑制子在植物病毒侵染中的功能。明确了植物病原细菌III型分泌系统的组成、结构和分泌机制及其在病菌致病和激发植物抗病反应中的作用。发现了疫霉菌效应蛋白的保守基序及其作用特点。利用DNA芯片和新一代测序技术等研究了植物防卫系统中基因时空表达及调控网络。最近,趋于成熟的RNAi理论和技术也被迅速用于分子植物病理学研究,特别是用于植物病毒和功能基因分析等研究,RNAi技术在培育抗病毒病、抗线虫病和抗专性寄生真菌性病害等研究和实践中将发挥重要作用。另外,正在研究利用分子生物学技术阐述非寄主抗性的分子机理,以期为培育持久广谱抗病作物提供理论基础。
2.2 国内植物病理学研究与推广应用的现状
近几年,我国植物病理学工作者以提高自主创新能力为核心,刻苦钻研、辛勤努力,取得了显著的研究进展,涌现出一批研究成果。某些成果达到国际领先水平,缩短了与国际先进水平的差距。在植物与真菌互作机理研究方面,证明3-磷酸磷脂酰肌醇(P13P)分子在植物和动物细胞表面广泛存在,是真菌效应蛋白进入动、植物寄主细胞的一种普遍机理。该研究对于通过阻断和破坏真菌与寄主细胞分子的结合、开发有效的药物和杀菌剂具有开拓性的意义。病原物致病机理研究,从油菜菌核病菌致病力衰退的菌株中发现了一种可寄生植物病原真菌的新DNA病毒,解开了多年来真菌中是否存在DNA病毒的谜团,是国际上首次有关真菌DNA病毒的报道。从稻瘟病菌中克隆了多个与病菌生长、产孢、附着胞形成和致病性相关的基因,较为系统地研究了稻瘟病菌Rho族小GTP酶基因的功能,以及细胞自噬的机理及与其病菌发育和致病性的关系。病害流行学研究,进一步探明了我国陇南小麦条锈病菌源区的扩大范围,发现小麦条锈菌在菌源基地存在遗传重组现象及新的高毒力致病型,揭示了小麦赤霉病菌致病机理以及寄主植物的防卫反应。利用地理信息系统(GIS)对小麦白粉病越夏、越冬进行区划,将高光谱、无人机低空遥感及病菌孢子捕捉器等新技术应用于小麦白粉病监测预警研究,在小麦白粉病流行监测中发挥了重要作用。 在病害防治上,利用生物多样性控制作物病害,特别是控制稻瘟病方面取得举世瞩目的成绩。
但是,我国植物病理学科研究总体水平与国际先进水平相比,还有很大差距,主要表现在原创性研究不足、基础研究和高新技术研究仍较薄弱。在病原菌侵染及其病害的灾变分子机理、病原菌致病性与毒性及其变异的分子机理、植物持久抗病性分子机理、病原菌与植物寄主互作机制等研究方面,尚有较大的差距。植物病害生物防治,缺乏生态学研究,在生防菌功能发展物质、定殖规律和作用机理等方面与发达国家相比存在一定差距。地理信息系统应用于植物病害预测和防治方面的理论和应用还处于初步阶段,与国际先进水平也有较大的距离。
3 福建省植物病理学科的组成及研究方向
3.1 福建省植物病理学科的组成
福建省植物病理学科由福建农林大学植物病理学科、福建省农业科学院植物保护研究所、福建省农业厅植保植检站、福建省林业厅森林保护和检疫站、福建出入境检验检疫局、福建省林业科学研究院等教学、科研和技术推广单位的相应机构组成。学科长期坚持将植物病理学的教学、科研与福建的农林业生产相结合。
3.2 福建省植物病理学科的发展简史
福建省的植物病理学科源于20世纪40年代初的福建省立农学院植病组,陈其儤、林传光、裘维蕃、王清和、黄齐望、何家泌、周家炽等老一辈植物病理学家曾先后执教于此,并留下一批宝贵的教学标本和研究报告,为福建省植物病理学科的创建奠定了基础。20世纪50-70年代,陈昭炫、张学博、柯冲、林声和、高日霞、谢联辉、林奇英等知名植物病理学家在我省植物病理学的教学、科研与服务农业生产方面做了大量工作。尤其是对林柏粉病、柑橘黄龙病、小麦秆锈病、稻瘟病、水稻病毒病、甘薯瘟病等植物病害的研究取得了一批重要成果,为福建省植物病理学科的发展做出了突出的贡献。20世纪80-90年代中期,在学科带头人谢联辉的带领下,福建省植物病理学科有了长足的发展,尤其在植物病毒病的研究方面取得了系列成果,成为我国乃至世界上植物病毒研究较为活跃的群体之一。此外,在植物病原真菌学、植物病原细菌学、植物病原线虫学、抗性鉴定等领域的研究也取得了较大的进展。其中,福建农林大学植物病理学科1990年被授予博士学位点、1995年被评为福建省重点学科。20世纪90年代中期至今,以谢联辉院士为学科带头人的福建省植物病理学科加大了队伍建设、人才培养、科研平台构建等方面的工作力度,在植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、植物病害流行学等方向的研究,新交叉学科一植病经济学的提出和建立,植物病害综合治理技术的研究与推广、农林植物病害疫情监测与控制等方面的工作,取得了一批在国内外有影响力的成果,使学科进入了快速发展阶段。其中福建农林大学植物病理学科1996年被确定为福建省“211”重点建设学科、1999年被评为农业部重点学科、2001年被评为国家重点学科,并建成了福建省植物病毒学重点实验室、福建植物病毒工程研究中心、生物农药与化学生物学教育部重点实验室等研究平台。
近年来,植物病理学科非常重视人才队伍的建设,福建农林大学植物病理学科2009年引进了魏太云博士、詹家绥博士两位闽江学者,又从香港大学引进胡红莉博士充实学科队伍建设;同时继续选派年轻学者到国内外知名学府进修,进一步提升了植物病理学科的学术力量,提高了整体水平。
3.3 福建省植物病理学科的研究方向
福建省植物病理学科长期坚持将植物病理学的教学、科研与农业生产实践相结合,现已形成以植物病毒学方向为龙头,植物病原生物学、分子植物病理学方向稳步发展,植物病害防治学方向快速崛起的学科发展新格局。目前已形成了植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、天然产药物与植物病害生物防治、作物品种抗性、植物病害流行学、植病经济学、农林植物病害疫情监测与控制等八个稳定的研究方向。
3.3.1 植物病毒学
在水稻病毒病理学和分子生物学方面进行了系统的、创新性研究。获得了系列成果:
1)发现一种新病毒——水稻簇矮病毒(RBSV),并明确其是植物呼肠孤病毒属(Phytoreovirus)的一个新种,已被国内外广泛引用;
2)发现一种新的传毒介体——能传播水稻矮缩病
(RDV)的二点黑尾叶蝉(Nephotettix virescens),这一研
究成果为RDV的防治提供了理论依据和新的途径;
3)报道水稻病毒中国新记录3个——水稻齿矮病毒
(RRSV)、水稻东格鲁球状病毒(RTSV)和水稻东格鲁杆
状病毒(RTBV);
4)完成我国发生的12种水稻病毒及植原体所致病害的地区分布,并绘制了各种病害的分布图,为病害监测和防治提供了依据;
5)揭示了1960年一1980年间对我国水稻生产危害最大的水稻矮缩病毒(RDV)和水稻黄矮病毒(RYSV)所致病害的发生、流行特点,建立了可分别于发病前90一100天和40-50天预测RDV和RYSV两种病毒病害的预测方程。根据这一成果的理论原则制定的水稻病毒测报方法,已被国家农业部测报总站采纳并正式出版(农作物主要病虫害测报方法,农业出版社,1979),供全国地县测报中心推广应用。这套方法的提出,改变了当时国内外水稻病毒病预测仅为化学治虫防病的局限性作用,从而使预测预报直接为病害生态控制和综合防治服务;
6)深入研究水稻条纹病毒(RSV)和水稻草矮病毒(RGSV)的群体遗传、分子变异以及基因功能与表达调控等,首次证实两病毒的外壳蛋白和病害特异蛋白是致病蛋白,而病毒的变异存在突变、插入、缺失、重组、重配等形式,特别是通过大量实验证实RSV具有病毒的准种性质,是国际上负链RNA病毒存在准种特性的首次报道,在国内外产生了较大的影响;近年在水稻抗RSV的基因组学、蛋白组学、代谢组学和化学生物学方面取得的新成果,已成为水稻病毒研究上的新生长点。
7)建成了世界上水稻病毒资源最丰富的毒源库,还分离保存了一批其它植物的毒源,筛选出一批抗源材料/抗病品种,开发出一批病毒快速检测试剂盒和免疫胶体金检测试纸,不仅为深入开展植物病毒研究提供了很好的材料和基础,也为病毒监测、防止有害病毒传人和扩散提供了条件和保障。此外,在GenBank上还登录了病毒基因序列400多条。其中,RSV序列365条,占全球同类序列的86%,国内的92%;RGSV序列6条,占全球同类序列的24%,国内的100%;水稻瘤矮病毒(RGDV)序列8条,占全球同类序列的38.1%,国内的61.5%。这些序列在Fauquet等主编的《Virus Taxonomy classification and Nomenclature of Viruses》-ICTV第八次最新报告中,均作为其分类重要依据而被引用,引起了较大反响。
8)比较全面地研究了中国水仙、甘蔗、烟草、番茄和 香蕉等植物的病毒种类、分布、发生和防治对策,先后报导了11个中国新记录和5个中国大陆新记录。在黄瓜花叶病毒、烟草花叶病毒、香蕉束顶病毒和马铃薯病毒的致病机制、分子演化、检测手段、无病毒种苗工程和病毒生物治疗等方面的研究也颇具特色,备受关注。
3.3.2 植物病原生物学
主要致力于植物病原分类和鉴定研究。植物病原生物学主要从事福建省水稻、甘薯、烟草、花生和弥猴桃等重要作物细菌性病害和非荧光假单孢菌的分类研究,明确了病菌菌系分化与品种抗性变化间的关系,在水稻品种资源抗性鉴定和抗源筛选方面开展了卓有成效的研究工作。证实福建桃、李、萘根癌病由根癌土壤杆菌生物型ll引起,研究结果为国际同行高度重视,并应邀参加由日本科学技术厅资助的亚洲微生物协作研究组。此外,在非荧光假单胞菌的分类上取得重要进展,根据其生理生化特性和分子生物学性质,将非荧光假单胞菌的14个种和104个菌株进行了鉴定和重新分类,澄清了前人对这类细菌分类的混乱局面,在国内外发表论文多篇,并被多次引用。对柑橘黄龙病进行了系统研究。通过中间寄主常春花实现对病原菌的分离和电镜形态观察,采用PCR分子检测技术研究明确了柑橘黄龙病的病原菌及传播虫媒为柑桔木虱。通过研究建立了以苗木检疫、产地选择、培育无病抗病苗木,健康栽培、防治木虱等综合防治技术模式,取得显著的成效。此外,对水稻细菌性条斑病菌、水稻白叶枯病菌的致病性分化和水稻品种的抗性研究,甘薯瘟青枯菌的生化型、氨基酸、生理小种、同工酶、单克隆抗体和抗病品种选育等方面的研究也取得了一批成果。
植物病原线虫学方面,主要致力于福建省重要作物线虫病害的诊断与防治和植物病原线虫的分类鉴定研究,鉴定了46种作物的寄生线虫4目16科29属104种,其中发表新种6种、国内新记录种31种、检疫性植物线虫5种、截获外来的重要检疫性植物线虫2种。基本上查清了福建省的重要植物线虫种类和重要作物线虫病害,针对危害重大的水稻潜根线虫病、香菇菌筒线虫腐烂病、作物根结线虫病和植物检疫性线虫病制定了防治措施。此外,还在植物线虫学研究方法和植物线虫病害可持续治理的理论方面有所创新。
近年在重要病原香蕉枯萎病菌生理小种鉴定与监测,食酸菌属、伯克赫氏菌属和甘蔗草螺菌的数值分类,根结线虫、香蕉穿孔线虫、柑橘半穿刺线虫的鉴定,以及食用菌菌株、植物内生细菌和线虫拮抗真菌的分离鉴定等方面做了大量工作,形成了自己的特色,在国内有较大影响。
3.3.3 分子病理学(植物病原与寄主互作)
主要致力于植物与病原物相互作用的功能基因组学研究。植物与病原菌相互作用的功能基因组学研究以水稻与稻瘟病菌、水稻与纹枯病菌、拟南芥与菌核病菌之间相互作用的分子生物学为主。建立了稻瘟病菌的遗传转化体系,构建了病菌的Cosmid和BAC文库,定位了稻瘟病菌的三个无毒基因,并正在进行无毒基因的克隆;利用基因敲除技术研究了,Cde42Mg基因和Rho族蛋白基因与稻瘟病菌极性生长、附着胞形成和致病机制的关系;应用生物信息学技术全基因组预测了稻瘟病菌的分泌蛋白基因,进行激发子和致病因子的功能分析;并用T-DNA插入失活的方法进行稻瘟病菌致病机理的功能基因组学研究。另外,还分析了福建不同稻区和不同时间稻瘟菌菌株的DNA指纹图谱,明确了福建稻瘟菌的群体遗传结构和变化特点;利用eDNA抑制消减杂交和大规模EST分析技术筛选获得与水稻抗稻瘟病和水稻纹枯病反应有关的一批基因,正在利用这些基因进行广谱抗病育种。
在拟南芥研究方面,首次发现了菌核病为害拟南芥,并以该病害为模式,探讨“非基因对基因,’病害系统中,植物抗病反应的分子机理。目前,通过eDNA抑制消减杂交和激活标签技术,发现一批参与抗病反应的基因,正在对这些基因的功能和涉及的抗病信号通路进行解析。
近年在水稻与稻瘟病菌、纹枯病菌以及拟南芥与菌核病菌之间相互作用的分子机理研究上取得进展。精细定位了稻瘟病菌的三个无毒基因,克隆了AVR-Piz无毒基因;明确了Rh03、Racl和Cde42等若干Rho族蛋白的功能;全基因组预测了稻瘟病菌的分泌蛋白基因,并明确了部分基因的功能:研究了水稻防御纹枯病菌的机制,发现了广谱抗病性基因:创建了30万个拟南芥激活型突变体,以拟南芥与菌核病菌为模式,探讨植物“非基因对基因”病害系统寄主与病原互作的分子机制。以上研究在国内外产生了较大的影响。
3.3.4 天然产物与植物病害生物防治(植物病害防治学)
重点开展我国重要植物病害的生物防治和生态控制的理论研究与应用实践。近年在抗病毒小分子活性物质的分离纯化与构效分析、抗病毒新基因资源及其抗病毒机制、内生细菌等生防菌的分离利用、防病和杀虫多功能工程菌的构建等方面的研究结果新颖,特色显著。此外还创新胜地提出了植物病害的生态治理理论并付诸病害控制实践。本方面研究颇具特色,成果突出,在国内外已产生重要影响,成为本学科新生长点和未来重点发展方向。
3.3.5 植病经济学
为适应学科发展和植病防治实践的需要,谢联辉院士于1999年开辟了《植病经济学》新的研究领域。《植病经济学》是运用经济学的理论和方法,研究植病对经济的影响和植物病理学对经济的贡献,分析植病流行、成灾风险及其安全阈值,指导植病的科学治理,以最大限度减少植病的经济损失,实现植病管理的最优化——低成本、高效益(经济、生态、社会效益)。
福建农林大学植病经济学课题组主要围绕植病生态经济理论、植病管理效益评价(经济、社会、生态效益评价的理论方法与实践)、植病风险与信息管理理论与技术、植病经济预测与决策、植病防治药械管理经济学、植病与农业可持续发展、有害生物入侵与生物安全评价以及植病管理的政府职能与农户行为分析等开展相关研究。通过研究,明确了植病经济学的研究对象与研究内容、学科性质与特点、研究方法与任务,构建了植病经济学学科体系框架。
同时课题组围绕社会生产问题,积极参与科技服务经济、社会的行动,结合调查研究,为农业从业者开展新知识和新成果的咨询服务,特别是讲解、推广植病控制新理念以及植物病害绿色控制的理论和实践成果,实现了植物病毒、天然产物、植病经济研究的有机结合。10多年来,课题组承担省部级研究课题近10项,在植病生态、技术管理、经济社会多个层次上开展了研究,成果富有特色,颇具成效,居国内领先水平。研流动站,并招收进站博士后1名,2000年后开始招收该方向的硕士和博士研究生。随着植病经济学研究的深入和范围的扩大,2003年植病经济学拓展成为植保经济学,2004年植保经济学二级学科硕士、博士学位点申报获得批准,学科的发展获得了更大空间。迄今,有8位博士研究生导师(1位院士,7位教授)从事该领域研究。已出站博士后1名,培养出博士生7名、硕士生19名,仍在指导博士后1名、博士 生2名、硕士生1名。出版专著4部(博士学位论文)、发表论文60多篇,获福建省优秀博士学位论文2篇,4名博士生毕业或博士后出站后,已成为所在单位的学科带头人或学术带头人。
3.3.6 作物品种抗性鉴定
福建省主要作物品种抗性工程技术研究中心于2002年成立,中心依托福建省农科院植保所技术力量,由福建省科技厅、福建省农科院共同建设。中心目前拥有面积1000m2可控的模拟自然生态抗性测定圃、“60m2病原菌与种质资源长期保存库”和“农作物病菌检测鉴定中心”,面向国内、国际开展农作物品种抗性鉴定研究与鉴定服务。可承担:(1)福建省农作物品种审定委员会委托的全省作物新品种的区试抗性鉴定任务;(2)全国水稻育种中心福建分中心的水稻品种抗性鉴定任务;(3)我院水稻所、耕作所、果树所等研究所选育的作物新品种抗性鉴定工作。作为省级公益型研究所,为育种部门提供长期的作物品种抗性鉴定服务,为我省优良作物新品种的合理利用、减少病虫灾害和选育抗性品种发挥积极作用。
3.3.7 植物病害流行学
植物病害流行学是研究植物群体发病规律、预测技术和防治理论的科学。它通过观察、试验、模拟、定性或定量分析、综合,结合现代计算机技术,掌握环境影响下寄主—病原物群体水平上相互作用而形成的时空动态规律,监测和预警植物病害的发生过程,逐步深化对植物病害宏观规律的认识,从而服务于植物病害的预测和综合治理。
该方向目前的带头人詹家绥教授是我省第一批海外高层次创业创新人才,福建农林大学特聘教授,国家马铃薯产业技术体系岗位科学家。詹教授系《Open Ecology》编委,曾在菲律宾、美国、瑞士和英国学习工作20年。目前主要从事植物病原菌的群体遗传学和进化生物学研究,在国际权威杂志上发表20余篇SCI文章,并多次受邀到美国、英国、瑞典、丹麦、瑞士、瑞士、荷兰、澳大利亚和意大利的大学、科研机构或国际会议讲学、做专题报告。获农业部科技进步二等奖1项,得克萨斯农工大学杰出成就和贡献奖1项。该方向在詹教授的带领下,在植物病原菌的群体遗传学、进化生物学和植物病害流行学方面正在进行深入的研究工作。
3.3.8 农林植物病害疫情监测与控制
福建省检验检疫局建立了农林植物检疫实验室,收集了较为齐全的外来有害生物标本、标准和信息资料,在对外来主要疫情截获工作方面取得了较大的成效。其中:2004年至今,从进口大豆、小麦等原粮中截获的杂草种次高达1721种次,其中危险性杂草假高梁、黑高粱62种次;2000年至今,从进口大豆、小麦等原粮及其产品中截获大豆疫病菌3次、小麦印腥黑穗病菌5次;2006年从进口大豆中截获检疫性“菜豆荚斑驳病毒”2次;2000年至今,从植物性包装材料中截获松材线虫10次。常年开展福建省外来有害生物调查,发现假高梁、豚草、日本菟丝子、加拿大一枝黄花、北美车前草、北美独行菜等10多种外来危险陛、检疫性杂草。同时承担了台湾输入大陆水果的疫情检测任务,为开展两岸农业等方面的合作做出了较大的贡献。近年来,植物检疫实验室承担了一批国家和省级有关外来有害生物方面的课题,如“出口植物源性产品的分类检疫管理研究”、“SPS协定的实施对闽台农产品检验检疫影响与对策研究”、“用细胞学技术快速鉴定Lolium属的籽实”、“外来危险性杂草假高梁及其近似种的快速鉴定及防除技术研究”、“非洲大蜗牛的适生性研究”、“进境兰花有害生物风险分析’’等;获得一批福建省、部(国家质检总局)级的科技成果和奖项;其中‘对外来有害生物假高梁的快速鉴定方法与防除”等研究居国际先进水平,主持制定国家相关行业标准9项,编著的《杂草种子彩色鉴定图》是目前口岸杂草检疫鉴定的重要工具书之一。
在开展香蕉穿孔线虫、香蕉枯萎病、大豆疫病、松材线虫等农林植物病害疫情的防控方面取得了较大的成效。在农林植物病害疫情监测与控制方面,福建植物病理学科做了大量的工作,取得了丰硕的成果,为福建乃至全国的农林业生物安全做出应有的贡献。
这六个方向都较好地适应了现代植物病理学发展的需要,对促进本学科发展和科技进步,服务区域经济起到了重要作用。
4 人才培养与平台建设
福建植物病理学科采取了多层次、多方位的人才培养模式,目前已形成比较完整的植物病理学人才培养体系,涵盖了本科生、硕士研究生、博士研究生、博士后的培养模式。
目前本学科的教师承担了植物病理学、植物检疫学、农药学、生物防治学、植保经济学、微生物学、生物化学与分子生物学等7个二级学科的博士、硕士研究生培养工作。迄今已培养出60多名博士、300多名硕士和8名博士后。
学科在教学上也取得丰硕的成果,其中1篇博士论文获得全国百篇优秀博士学位论文(2001年),实现了我省省属高校零的突破,有6篇博士论文获福建省优秀博士学位论文一等奖、二等奖。谢联辉院士主持的《普通植物病理学》2004年被评为国家级精品课程,是我省省属本科院校的第一门国家级精品课程;《植物病原学》1995年被列为省级重点课程、同年被评为省高校优秀课程;《植物病毒学》1997年被列为省级重点课程,同年获省优秀教学成果一等奖。主编了全国高等农业院校教材、全国高等农林院校规划教材《水稻病害》、《植物病毒学》(第1、2版)、《普通植物病理学》和《普通植物病理学实验指导》4部,参编了面向21世纪课程教材和硕士研究生教材3部。
此外,学科还利用各种条件举办各种形式的培训班,为国家农业部、福建各县(市)培养出大批掌握植物病害控制技术的人才。
实验平台的建设大大改善了科研与人才培养的条件,有力促进了学科的发展。植物病理学科十分重视实验平台的建设。1996年建成了福建省植物病毒学重点实验室。2001年开始建设福建植物病毒工程研究中心。以福建农林大学植物病理学科为主体的生物农药与化学生物学教育部重点实验室也于2004年被教育部批准建设,2006年10月通过教育部的验收,并正式启用。
5 发挥学科优势,服务海西建设
5.1 服务海西建设中发挥的作用及成效
5.1.1 人才培养
2006年,“植物病理学”学科党支部被评为“全国先进基层党组织”。植物病理学科所在的植物保护学院已为社会输送了本科毕业生3200多人,培养博士、硕士300多名,许多毕业生已成为我省及至我国许多高校、科研机构、政府部门的重要骨干。福建省内基层植物保护技术人才大多数为我学院培养的毕业生,这支队伍在海西经济建设和新农村建设中发挥了重要作用。
5.1.2 科研成果及创新
近5年来,福建省植物病理学科承担国家级科研项目方面,包括自然科学基金21项(含重点项目2项)、国家“973”计划1项、“863”计划4项及国家支撑项目、行业项目等,项 目总经费超过4000多万元;随着科研平台的建设和人才队伍的改善,科学研究水平得到了显著提高,并取得了较大成果。近5年来,学科获得省级以上或重大社会影响的科研成果有6项,其中福建省科技进步一等奖2项、二等奖6项。在提升福建省在国内外本学科领域的影响力与地位中发挥了重要作用。
5.1.2.1 学科基础研究在国内外具有一定的学术地位,提升了福建省影响力
植病学科在植物病毒、真菌、细菌、线虫的分类研究方面成果显著。在水稻病毒病理学和分子生物学方面进行了系统的、创新性研究,在国内具有重要学术地位,在国际上有一定影响。创新性地提出了植物病害的生态治理理论,并开辟了植病经济学新的学科研究方向。
5.1.2.2 农林作物重大病虫害的综合控制技术取得新进展
历年来,本学科在我省农林作物中重要病害综合控制技术研究中,对作物病毒病、香蕉枯萎病、作物根结线虫、松材线虫病、木麻黄青枯病、毛竹枯梢病、桉树焦枯病、锥粟抗疫病等病害防治方面都取得了重要成果。同时重视生物防治,在农林重要病害天敌资源,尤其在植物内生生防菌、食线虫菌物方面已建立了资源库。许多成果在生产中得到了应用,获得了重要的经济、社会与生态效益。
5.1.2.3 监控与扑灭农林作物外来有害生物,保障农业安全生产
随着福建省经济不断发展,对外贸易频繁,近年来已有许多重要农林作物外来有害生物入侵我省为害,与病害有关的包括菜豆荚斑驳病毒、香蕉枯萎病菌、香蕉穿孔线虫、大豆疫病等。学科近年来承担大量福建省重要的外来人侵物种的预警及防控研究科研任务,取得了一批重要成果。如火鹤花柑橘穿孔线虫和香蕉穿孔线虫疫情的成功扑灭;近年自主研发的植物病毒检测试剂盒已被应用于我国出人境检验检疫系统和种苗生产行业;松材线虫病监测覆盖率达100%。研究成果为防范外来生物入侵和危险性病毒的扩散、保障农业安全生产提供了保证,为福建省农林作物安全生产做出了重要贡献。
5.1.3 闽台学术交流频繁,加深两地合作联系
学科重视闽台两地学术交流,积极开展学术交流,近两年来邀请台湾地区植物保护学科知名教授来我院交流11人次,到台湾地区进行学术交流8人次。2003年6月、2004年12月,植物病理学科积极参与福建省科协、台湾中华青年交流协会、台湾大学生命科学学院在福州和台北成功举办两届海峡两岸“生命科学与人类未来’学术研讨会,与我国台湾植物病理学界的学者进行了很好的交流。2011年6月,我会承办“福州国际植物病理学论坛:病原菌群体遗传学和进化生物学”学术研讨会,有3位台湾知名学者参会,学术的交流加强了台湾学者与祖国大陆的联系,加深了台湾学者对闽台同祖、同根的认同。
5.1.4 服务地区经济,为新农村建设服务
本学科始终坚持服务国家和区域经济,努力为社会发展做出贡献。除培养大量的人才外,还重视福建省地区作物病害调查及研究,加强与基层联系,常年开展了对多种主要作物病害的测报与防治配套技术的研究与推广,推广科研成果,为福建农业生产实践的病虫害防治提供了有力的技术支撑。针对生产上出现的南方水稻黑条矮缩病新病害问题,谢联辉院士和吴祖建领导的水稻病毒病研究小组亲自深入三明、南平、龙岩、漳州等地进行调研与服务“三农”,应农业部邀请,赴江苏、湖南、江西、山东、云南、贵州、海南等省数十人次,指导水稻病毒病的防控工作;在江苏徐州、福建龙岩等地设立水稻病毒病防控示范区。为全国100多个县市的1353份水稻病害送样提供诊断检测,很好地解决了我国水稻病害的检测、监测和防治示范问题。建立和完善水稻病毒病的防控技术体系,在福建省新罗区红坊镇、长汀县大同镇和三明市尤溪县洋中镇建立防治示范片3个,核心示范区0.2万亩,示范区0.5万亩,辐射区2万亩。病害控制效果95%以上,投入产出比1:6~1:10。实验室还与全国农业技术推广服务中心、福建省农业厅植保站等部门联合举办了水稻病毒病防治培训会、“水稻南方黑条矮缩病流行规律及传毒媒介防治现场会”等,会同贵州大学、北京大学、华南农业大学、江苏省农科院植保所等高校和研究院所的植物病毒学专家,为我国的水稻病害防控做出了积极贡献。此外,为农民和农技人员举办蔬菜、烟草等植物病虫害识别与防治等技术培训会10多次,培训人员达上千名。
研发的生物农药产品在茶叶、蔬菜等作物上应用,防治面积达150多万亩,防治效果85%P2~。农产品经农业部等检测符合国家绿色食品A级标准,为福建省农产品特别是茶叶出口做出了重要贡献。
近年来,学科组织或参与组织的专场讲座和科普讲座共34场,无偿为农民提供咨询服务达1000余人次;利用假期组织学生“三下乡”活动,开展技术咨询活动,为农民有效解决了生产过程中的植物病害诊治难题。
5.1.5 为政府或学科发展提供决策支持
学院中有许多教授身兼政府或部门的顾问或学术兼职,如谢联辉、王宗华、吴祖建、张绍升、许文耀、陈福如等,他们为国家、福建省的发展献计献策,发挥了重要作用。谢联辉身兼国务院学科评议组成员,召集人、高等农业院校教材指导委员会各10多年,对我国植物保护学科的建设与发展起到了重要的指导作用,并为我国植物病理学人才的培养做出了重要贡献。
6 福建省植物病理学科科学发展的思路和目标
6.1 发展思路
6.1.1 基本思路
福建植物病理学科以优化队伍、确保特色、拓宽领域、服务经济为指导思想,以海峡西岸经济区建设为中心,立足福建区位、资源特色,以“植物病毒研究所、作物病虫生物防治研究所,福建植物病毒工程研究中心、福建食品生物安全研究中心,生物农药与化学生物学教育部重点实验室、福建省植物病毒学重点实验室、福建省病毒工程与病原生物学重点实验室、福建省高等学校植物病原真菌功能基因组学重点实验室”为基础,建立植物病理学科科研平台与研发基地;以重大项目为纽带,积极参与国家和省部级的科研计划,努力提升学科研究理论水平和应用实践。围绕主要植物病害和优势研究方向建设团队,改善学科科研和人才培养条件,把人才队伍建设作为学科发展建设的重点。针对薄弱环节,引进和培养突出人才,依靠优势人才和团队带动植病学科的整体发展。注重科研成果转化,促进学科稳步发展,服务海西经济建设,为福建农林业可持续发展做出更有成效的贡献。
6.1.2 重点战略
人才培养质量战略:以福建农林大学植物病理学科方面的重点学科、重点实验室、研究中心等为基本平台,培养知识、能力、人格和谐发展的高级人才,加大高层次学科带头人引进和培养力度。
科研能力提升战略:整合农业、林业以及检疫的科技力量和学术资源,形成集合优势,突出问题导向。加强重要作物病毒病的灾变规律、微生物与寄主间互作的基因组学等重大基础理论研究;侧重亚热带重要经济植物病害的诊断和防控技术研究;关注福建省重要植物病原的鉴定、病害防治和 危险性病原的入境检疫;推进重要农林植物病害的抗性育种等应用研究;支持综合和交叉学科领域的研究,不断提高创新能力,充分发挥科研对人才培养的促进作用。
产学研一体化战略:紧紧围绕国家和地区整体发展的战略重点,把握主攻方向,努力形成自己的优势和特色。牢固树立“以服务求支持,以创新求生存,以贡献求发展”的理念,充分利用学科专业和人力资源优势,开发具有植物病害生物防治功能的内生细菌、抗病毒活性物质、植物病原线虫生物防治剂和松材线虫病综合控制技术。建设产学研一体化平台,提高解决生产实际问题的能力。
6.2 发展目标
6.2.1 总体目标
进一步完善充实优化学科队伍、科研设备条件、瞄准国家战略需求和海西经济建设需要,选准项目,使其形成突出特色,国内、国际具有较大影响的植物病理学高层次人才培养和科学研究基地。
加强人才培养和平台建设,在国家重点学科、重点实验室、工程研究中心、学科博士点、博士后科研流动站等标志性指标上取得新突破。加强国际合作交流,增强学科创新能力和国内外竞争力。努力在科研自主创新和参与地方重大攻关项目方面取得新突破,提升科研整体水平和竞争力;使学科的整体学术水平达国内一流,其中植物病毒学方向达国际先进水平,部分达国际领先。
6.2.2 阶段目标
第1阶段(2011年-2015年):优化学科结构,形成若干特色鲜明,创新能力、竞争能力、辐射能力强的优势学科群。提升本学科的整体研究水平和人才培养质量,培植1~2个在国内外有较高学术影响的团队,3—5名有较高声誉的学科带头人,建设一支学术水平高、综合素质好、结构合理、创新能力强的人才队伍,不断提高在国内外发表研究论文的影响因子。逐步完善植物病害可持续治理技术体系,保障生态、作物和食品安全及农业可持续发展。
第2阶段(2016年~2020年):准确把握战略定位,逐步形成学科特色,培养具有国际影响力的科学家和冲击科学前沿的创新团队。在水稻病毒与寄主的互作机制、水稻抗病毒的基因组、蛋白组和代谢组学研究、危险性病原的人境检疫、水稻抗稻瘟病和水稻纹枯病反应的一批相关基因进行水稻的广谱抗病性育种、松材线虫病抗性育种等方面取得重大进展,在抗病毒、抗肿瘤生物活性物质的分离与研究方面取得突破。在病害生物治疗剂的产业化、筛选和开发具有植物病害生物防治功能的内生细菌、线虫生物防治剂方面进一步开发,植物源抗菌活性物质的筛选与利用等方面取得实质性的成果。
课题组成员:
1、鲁国东,福建农林大学植物保护学院,教授;
2、吴祖建,福建农林大学植物保护学院,研究员:
3、许文耀,福建农林大学植物保护学院,教授;
4、魏初奖,福建森林病虫害防治检疫总站,教授级高工
5、陈福如,福建农林大学植物保护研究所,研究员;
6、詹家绥,福建农林大学植物保护学院,教授;
7、王宗华,福建农林大学植物保护学院,研究员。