【摘要】 本文回顾了植物病理学科的发展简史。概述了在植物病毒学、植物病原生物学、分子病理学、天然产物与植物病害生物防治四个方向的研究进展,总结了该学科近年来在人才培养与平台建设、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等方面的工作进展,并展望了福建植物病理学科的发展趋势。 【关键词】 植物病理学科 发展史 现状与展望
福建省植物病理学科长期坚持将植物病理学的教学、科研与福建的农林业生产相结合。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四个稳定的研究方向,并在人才培养与平台建设、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等方面取得了较大的进展。福建农林大学植物病理学科、福建省农业科学研究院植物保护研究所、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,是学科发展的主要力 量。
一 福建省植物病理学科的发展简史
20世纪40年代初,福建省立农学院设有植病组,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建立奠定了基础。20世纪50年代至70年代,柯冲、陈昭炫、张学博、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,尤其是对柑橘黄龙病、小麦秆锈病、稻瘟病、水稻病毒病等植物病害的研究取得了一批成果,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年代至90年代中,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领域取得了系列成果,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、植物病原细菌学和植物病原线虫学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建设学科。20世纪90年代中至今,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、分子病理学等方向的研究,新交叉学科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,获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、2000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。
二 福建省植物病理学科的发展现况
(一)科学研究
植物病毒学 系统地、创造性地研究了中国的水稻病毒,获得了系列成果: 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;
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;
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);
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;
揭示了1960-1980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90-100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;
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;近年在水稻抗条纹病毒(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。
建成了世界上水稻病毒资源最丰富的毒源库,还分离保存近50种的植物病毒毒源,筛选出58种抗源材料/抗病品种,开发出15种病毒的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,而且为病毒的监测和防止有害病毒传入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。 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。近年在黄瓜花叶病毒、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系统研究及其所取得的重要进展。使本方向成为我国乃至世界上植物病毒研究最为活跃的群体之一。
植物病原真菌学 在白粉菌和稻瘟病菌的研究方面取得显著的成果。明确了福建省病原白粉菌区系组成特点和白粉菌个体发育的微观过程,发现一个白粉菌新属(furcouncinula), 报道了9个新种和5个国内新记录,通过扫描电镜和光学切片观察相结合的方法,研究白粉菌个体发育的微观过程,揭示了白粉菌内外结构的同步发展情况,出版1部白粉菌专著《福建白粉菌志》,并建立了白粉菌分类专家系统。系统研究了福建稻瘟病菌生理小种的组成区系、病菌群体毒力的时空动态变化规律、弄清福建稻瘟病菌群体遗传组成与时空动态变化规律,明确福建稻瘟病菌有性态形成和交配型及其在病菌遗传变异中的作用。利用福建稻瘟病菌主要系谱筛选评价了水稻抗源材料,建立稻瘟病菌系谱与品种抗性的对应关系,明确其互作规律,为持久抗瘟育种提供抗源材料和理论依据。明确福建省香蕉枯萎病由侵染粉蕉的1号小种与侵染香牙蕉的4号小种组成,查明了香蕉枯萎病在福建省的主要发生区域与危害状况。 植物病原细菌学 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ii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。