专题：2024年CC讲坛

　　由北京君和革命公益基金会、中国科学院大学学友会联结主持，主题为“和而不同，念念想无界”的CC讲坛第63期演讲2024年12月14日在中国科学院大学（北京玉泉路校区）会堂举行。来自中国科学院遗传与发育生物学究诘所究诘员刘志勇出席，并以《小麦与白粉病的爱恨情仇：从“睡好意思东说念主”到“中国好意思”》为题发饰演讲。

　　以下为演讲实录：

　　很是自负今天有契机来这里跟公共调换，我叫刘志勇，来自中国科学院遗传与发育生物学究诘所，我们主要究诘一个病，叫白粉病，给公共共享一下我们的究诘里边所发现的一些道理的故事，就叫小麦与白粉病爱恨情仇，从“睡好意思东说念主”到“中国好意思”的究诘使命。

　　我们每天要吃饭，我难忘上大学的时候，中午要吃三个馒头，小麦作念的，公共王人说过年要吃饺子，可口不如饺子，要是不吃饺子就没过年不异。饺子亦然小麦作念的，是以为什么要究诘小麦？因为主粮要是出了问题，对一个国度、一个民族便是祸害。

　　马铃薯，也便是土豆，对泰西东说念主是主粮，天天王人要吃土豆。

　　1840年的时候，马铃薯就得了一种病，就叫晚疫病，不错看到它侵染了马铃薯的叶片以后，植株通盘这个词就枯萎了，一大片马铃薯地莫得成绩。

　　是以就从1840年驱动，短短5年之内，爱尔兰的东说念主就饿死100万东说念主，两三百万东说念主避祸去了北好意思大陆，是以好意思国大部分爱尔兰裔东说念主就多。

　　是以今天要是公共到爱尔兰去，一定要到爱尔兰的王人门王人柏林的街头去看一看这组雕像，便是态状当年大饥馑的时候，倒霉的征象，来警示众东说念主，在衣食无忧的年代时刻关爱食粮的安全。

　　农作物为什么会得病？就像我们东说念主不异，柴米油盐，为什么呢？病原菌，它也就在大当然中，它要存活，若何办？它就要侵染植物，是以植物与病原菌，是几千万年来相互克制，相依相存的这样一个联系。

　　是以它其实就算一种武备竞赛，你不错说有的时候是说念高一尺，魔高一丈，病原菌猛烈了，植物就有病了，你看这便是白粉病，小麦里边专门侵染小麦的一种病害，你不错看到侵染了这个病以后，从苗期驱动长，一直长到终末抽穗期，你不错看它的叶片上白白的一层粉状的东西，光诱导用就没了，通盘这个词产量严重着落。

　　我们中国有些许小麦？3.5亿亩小麦，白粉病危害些许？1亿亩，三分之一的危害面积，是以每年酿成的耗损就很是大。

　　夙昔这样多年来，我们就一直想主义若何样来往防治它，植物不得病有什么主义，它就要跟病原菌也要搞武备竞赛，是吧？

　　我们平方看到外边的树草长得王人很健康，我们家里养的花也长得很好，为什么长得好？植物留心病原菌，它有留心的卫士，这个卫士叫什么？我们把它叫抗病基因，便是植物自身有这个基因，它就能留心病原菌的危害，使它不得病而成为健康的作物，产量就会有保证。

　　那么这些抗病基因在那处？为什么当今的品种王人容易得病？因为我们当今的产量，高产的场所1000斤，浮滑放松的，诚然这里边素质要求在改，然则我们品种的订恰是主要的，在高家具种的同期，我们把好多抗病基因就丢了，把好多可口的口味也丢了，风范也丢了，是以我们当今若何办？要想主义去把这些丢掉的基因给找总结。

　　是以到哪个场所去找？

　　我们有两类比拟好的开头，一个便是我们老祖先几千年前种的，叫农家种。这些农家种品种，它长得很高很细，然则它含有独到的一些优良的基因在里边，我们在培育当代品种，追求高产的同期，把这些其他的性状就没详确到，没关爱到，就丢掉了。

　　还有一类便是更早的老祖先，那就野生的小麦里边去找，这些里边抗病基因就尽头多，是以我们夙昔许多年，从这里边各个类型的材料里边去搜寻寻找抗病菌。

　　那去哪儿找野生小麦呢？

　　小麦对我们中国东说念主来说，是一个外来的物种，那么它从哪来的？就在这个地球上，有个弯弯的月亮，像个眉月刚刚出来的，是以它就叫眉月，这个场所是什么？闻名的两河流域，底格里斯河、幼发拉底河，两河漂后的发祥地，泥土口角常宽裕的，是以这个场所叫眉月沃地，小麦就发祥于这个场所。

　　那么我们当今素质小麦，跟野生小麦还不太不异，当今素质小麦大致什么时候驯化出来的？

　　八千年前。驯化出来之后，就驱动往西边，就往欧洲传播，往东边就到中亚，到我们中国来了。

　　到中国来的途径是什么？三条主要蹊径，一个从新疆，沿着丝绸之路到了中国河西走廊，到了关中平原；另外一条揣摸是从蒙古高原径直奔到山东了；还有一条从南亚到了云南四川贵州。是以三条蹊径，我们当今认为，已经丝绸之路是最主要的一个起程点。

　　是以我们去寻找这种野生的小麦，在它传播蹊径上去寻找这些陈旧的场所品种。因为老庶民阿谁时候莫得当今的育种，也莫得什么杂交，阿谁时候老庶民你种了好，就给你家点，家祖传的，这就叫农家种。

　　我们就从这里边去找农家种里边的、野生小麦里边的这些基因出来，给当今进行育种应用。

　　我们当先就把这些麇集的野生小麦、农家种，从种子库里边找出来，从各个场所找出来，从外洋麇集总结，我们在田庐边种上，在温室里给它接上白粉菌，看到有抗病的材料，我们筛选出来究诘它，从里边去寻找抗病基因出来。

　　给公共共享一下我们其中的两个故事。

　　第一个便是我们从野生小麦，叫野生二粒小麦，我们筛选出了一个抗白粉病的材料。

　　你不错看到它在地上趴着，它长不起来，野生的麦子便是野草不异，长大以后穗子穗子就断成一截掉到地上，是吧？属于野生的，野草不异，就这样传播的。种子也很小，很细长，径直用是没法用的，我们就把它给小麦进行杂交，杂交以后把这个基因给它转到我们素质的小麦里边来。

　　是以我们花了轻佻二十年的时分，把这个基因终于给搞出来了，你不错看到我们把它克隆出来，转到鄙俚小麦内部去了，白粉病基本上就莫得了，很是好的这样一个有效的基因。

　　然则我们把基因找出来之后，基因到底在什么材料里存在，野生的麦子里有我们知说念，我们就去找，把全寰宇的种子资源就给分析了一下，它就在眉月沃地这个场所，它仅仅存在于这些野生小麦里边。

　　素质小麦里有莫得？我们分析了全寰宇的小麦，王人莫得找到抗病的基因。

　　然则我们知说念了，抗病基因为什么只握政生小麦里有，素质的小麦，这个抗病基因，莫得驯化到素质的小麦中来，那驯化的小麦里还有什么呢？ 我们就去分析了。

　　我们发现，其实野生小麦里抗病基因有“姐妹”七个，其中有一个便是抗白粉病的，然则我们再看素质小麦，里边唯有“姐仨”，其中有一个，我们已而发现是在第二种类型中，（感染白粉病的材料90%的小麦王人含有第二种类型），第二种类型亦然野生小麦来的，我们再仔细想，你不有这个基因在那放着嘛，然则为什么不抗病呢？

　　我们就尽头意思意思，想究诘一下它为什么不抗病？

　　我们就发现其实素质小麦里边，这90%的感白粉病的小麦里边，其实东说念主家基因好好在那呆着，完好意思满整的，然则我们已而发现，它的前面和后边 DNA序列上头有两个转座子，什么叫转座子？

　　1983年好意思国科学家芭芭拉·麦克林托克发当今玉米里，有一种基因不错在基因组里从这儿蹦到那儿，来回跨越，跳到阿谁场所去了以后，就把基因给，便是说你别干活了，交加了，甚而还不错让它（基因）别睡眠了，速即干活。转座子便是这样一种尽头，很有错误的基因。

　　我们发现我们感白粉病的小麦里边，它前面和后头王人有一个转座子——跨越基因，就让基因不干活了。

　　我们那时就尽头意思意思，这个基因好好的，在那儿完好意思满整的，便是不起来干活，就不抗病，是吧？它我方其实有莫得干活的后劲，强制它去干活行不成啊？

　　我们就作念了个实践，我们就把感病的里边，好意思满整的基因拿出来，放到一个让它强制干活的小麦内部去，看到白粉病王人免疫了，是吧？证明什么？证明这个基因东说念主家是好好地在那儿，为什么不干活，睡着了是吧？转座子让它睡着了，然则你把它弄起来，就干活，就抗病了。

　　看到这个场所，我们就预料一个尽头有名的童话故事，这个基因像《格林童话》里公主被巫婆给施魔法睡着了，等王子来把她唤醒。

　　我们发现了这个气候，当今有了新的生物时间——基因裁剪，我们就用剪刀把它前面的转座子，后边的转座子径直给剪掉，这个基因不就起来干活了吗？

　　是以说我们唤醒小麦里边一个叫“睡好意思东说念主”的抗白粉病的基因，就把一个感病的、高产的品种径直把它抗病基因叫起来干活，那就又高产又抗病了。

　　第二个故事，我们知说念小麦是沿着河西走廊传到关中平原，到华夏来的，当年那是农业很阐发的场所，是以我们在这个场所的小麦农家种里边，我们就去粗野。

　　我们找到了一个农家种，叫什“葫芦头”，穗子就像个小棒槌不异，然则它产量不成，长得尽头高，当今种到地里边，一会儿就倒了。然则它对通盘的，我们中国的白粉病的菌，全是免疫的，极少儿病王人不得，我们说这个基因好，我们若何样能把它用出来，让育种家把它用到小麦品种里去，我们究诘一下，是以我们就去花了十几年的时分，也把它给克隆出来了。

　　克隆出来以后，我们就去比拟，抗病的和感病的品种有什么永诀呢？

　　我们就去分析DNA碱基构成，我们这个抗病的“葫芦头”，比感病的小麦品种少了6个碱基，“AGTC”里缺了6个，就变成了抗病的了。

　　那时我们就百念念不得其解，缺了反而抗病了，这是为什么？

　　我们再开展点究诘，我们就去分析了全寰宇的小麦代表性的，把种子库里王人翻出来，用分子的主义去分析，真找到了其他3——4份材料，通盘的缺到了6个核苷酸以后王人对白粉病有抗性了，这就很是特道理，确凿是这形态。

　　我们就以为很特异，何况很中国，只在中国的小麦农家种里边，全寰宇王人莫得。在什么场所？在河西走廊传到关中平原里，我在关中平原找到的这4份抗白粉的小麦材料。

　　是以那时我们就很意思意思，我说你缺了六个核苷酸？我们知说念三个核苷酸是编码一个氨基酸的，我们说缺掉3个，行不成啊？缺掉后边3个，行不成？我说你再大不了在前面后边缺掉12个？我们那时的祈望，就想创造更多的抗病的材料，是吧？缺掉前面3个核苷酸，可能是抗病的，缺掉后边可能也抗？我们就去作念这样的一个实践，效力若何样？

　　究诘的效力，连续未必候跟我们的设想是不太一致，甚而赶巧各别。

　　效力我们发现，缺掉前面1个氨基酸、后边1个氨基酸，或者缺掉4个氨基酸的时候王人不成，必须缺掉2个氨基酸，便是6个碱基，就完好意思满整、六根清净地抗病，

　　我们说缺一个也不成，多一个也不成。

　　我们就想起来，古代的时候，楚王问什么场所的女孩子漂亮，宋玉说，“莫若东家之子，增之一分则太长，减之一分则太短”，赶巧去掉6个核苷酸，才是抗病的，多了极少，少了极少王人不成。

　　这个基因就在陕西、河南的西边，就在关中平原上，这是地隧说念说念的中国的小麦里边的中国基因。这样漂亮的一个基因，那就叫什么？我们以为就叫有“中国好意思”的抗病基因，它就在关中平原上。

　　我们就念念考为什么关中平原这个场所会出来这个？刚驱动说了，白粉菌要侵染小麦，它要在小麦叶片上长，在当然气象里它是一个共生的联系。在关中平原，“荡荡户八川分流，相悖而异态”说什么道理？

　　当年关中平原确乎很温暖，很湿气，水分灌溉很阐发，农业很是阐发，那时泥土宽裕，种的小麦多了，通盘的小麦在那王人感白粉病了，感白粉病了若何办？

　　小麦也不会甘于被白粉病菌侵染，是以我们说生物是相互适当的，小麦也在突变，它也要变，自有关词然的就发生了一个变异，产生了6个碱基缺失的这样一个新的突变出来，效力若何样？它抗白粉病啊，就被我们的老祖先，阿谁时候几千年前是吧，把它留住来了，留到当今成了一个珍视的抗病的资源。

　　这也证明什么？证明你病原菌在变，我们小麦也在变，它也在不断的产生新的抗病基因，来挣扎病原菌的侵染。

　　《诗经》态状这个场所叫“蒹葭苍苍，白露为霜，所谓伊东说念主，在水一方”，那么这个“伊东说念主”是谁？我们抗白粉病基因，便是这样一个漂漂亮亮的中国好意思的抗白粉病基因。

　　是以到了当今，我们搞了了这些基因的开头了，也搞了了它的特色了，我们要作念育种，对吧？当今黄淮平原小麦主产区最缺的是什么？抗白粉病的基因，是以我们就把它转到高产的品种里，把它作念的产量又高了，株高又矮了，通盘这个词抗白粉病了。

　　是以我们这就预料《诗经》里边一首诗，我们尽头自负，到了麦田庐，我们就想起来“我行其野，芃芃其麦”，尽头有境界。我们不错看到各个行家来往看我们这个材料，我们把这些材料也送给他们，去作念抗病抗白粉病的新的品种的培育，让我们的“中国好意思”抗病基因，在翌日的小麦育种处事里边阐发要紧作用，保险我们国度的食粮安全。

　　我们在作念的历程里，我们的究诘生们在作念，他们在收获了学业的同期，也收获了他们的学位，那时毕业庆典，他们就在田庐边作念实践，就回不来，他们就说，我们在田庐拍个毕业照，效力自后就被我们国科大的校长李树深院士，在毕业庆典上把我们阿谁相片放出来，称许这些同学，也称许我们他们的使命，“这样的一个毕业照，定格了食粮丰充的征象与学业丰充的幸福”。

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背负裁剪：梁斌 SF055