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和黃曲霉毒素干到底,油料院士25年纏斗小花生

時間:2023-11-27 20:30    來源:大武漢  字體:  打印  播報

黃曲霉毒素是迄今發現毒性最大、致癌力最強的一類真菌毒素,花生易受其污染霉變。1998年,中國農業科學院油料作物研究所時任副研究員李培武下定決心,要攻克黃曲霉毒素檢測難題。

25年來,他纏斗小花生,圍繞測毒、減毒和花生固氮增產技術三大難題攻關。2019年他當選為中國工程院院士后,戰斗仍在繼續。

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遼寧測產現場,李培武查看新采的花生。

第一關:測毒

研發出國際上靈敏度最高的檢測方法

1998年,歐洲把黃曲霉毒素限量標準從原來的20ppb(濃度單位,代表十億分之一)提升到2ppb。嚴苛的標準面前,我國原來常用的檢測技術難以滿足需求,能達到要求的檢測設備又嚴重依賴進口,李培武真切感受到“卡脖子”的滋味。

“花生是大宗油料作物,油料所責無旁貸。”同年,李培武開始挑戰黃曲霉毒素快速高靈敏檢測方法。

當時我國從花生里檢測黃曲霉毒素,主要使用半粒法或薄板層析法,這兩種方法效率低、精度差。高效液相色譜儀檢測的靈敏度高,但大型儀器設備只能在專業實驗室里操作,搬不到田間地頭。

李培武探索出一條全新路徑:免疫層析檢測方法。2012年,李培武團隊研發出黃曲霉毒素第一代膠體金檢測技術,兩年后又研發出熒光檢測技術,靈敏度達到0.002ppb,比歐盟標準高了1000倍。“這也是當前國際上靈敏度最高的檢測方法。”李培武說,與國外產品相比,這種檢測技術成本降低75%,檢出率提高50%。

在油料所國家農業檢測基準實驗室(生物毒素)里,副研究員唐曉倩博士演示熒光檢測儀的檢測過程:將試紙樣品墊放入樣品杯中浸潤反應5分鐘后,插入檢測儀器,幾秒鐘內數據就可以在手機上顯現出來,并傳至云端,實現全國各個產區黃曲霉毒素含量的實時監控。

2015年,“農產品黃曲霉毒素靶向抗體創制與高靈敏檢測技術”榮獲國家技術發明獎二等獎。目前這一方法已經成為黃曲霉毒素快速篩查的主流技術。

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2013年,測試新研制的黃曲霉毒素快速檢測儀器。

第二關:減毒

上萬種微生物組合中找出花生“益生菌”

黃曲霉毒素被世衛組織列為Ⅰ類天然致癌物、一級致癌物。28.2%的肝癌發病與黃曲霉毒素直接相關。2013年,李培武開始集中精力攻關減毒問題。

黃曲霉毒素污染來自哪里?從2009年到2019年,李培武團隊每年對全國花生產區2000多份花生樣品進行分析,發現黃曲霉毒素是生產花生的土壤里帶來的。

李培武選擇了生物防治路徑,即從對抗黃曲霉真菌的有益微生物里選擇最佳組合,施放到土壤里遏制黃曲霉真菌的生長。

生物防治要了解對手。油料所國家農業檢測基準實驗室有個(生物毒素)真菌毒素數據庫,其負壓實驗室的冰柜里,收藏著3677株黃曲霉菌產毒株。這是李培武團隊20多年翻遍了中國花生主產區,鑒定、分離出的黃曲霉菌產毒株,基本囊括了中國黃曲霉毒素的“家底”。

生物防治還要找到“隊友”。李培武團隊對土壤、花生根系等進行分離鑒定,找到1667種能夠拮抗黃曲霉菌的有益微生物。他們綜合研究花生植株之間的互作關系,在1667種有益微生物中不停組配,從上萬種配方中找出四五種“最佳拍檔”,合力抗毒。直到2017年,他們配好的菌組在培養皿毒素抑制率達到80%以上。

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李培武在田間給職工及研究生授課。

第三關:增產

全國花生示范點平均增產近20%

花生屬豆科作物,但在自然狀態下其根瘤數量少,固氮效率差,難以滿足高質高效綠色生產需求。2019年,李培武提出花生黃曲霉毒素土壤源頭阻控與誘導結瘤固氮耦合研究思路,齊頭并進兩翼包抄,減毒、固氮同時研究。

團隊將在培養皿里能有效阻控黃曲霉毒素的菌組拿到花生地里去試去選,既考察黃曲霉毒素抑制情況,也觀察根系結瘤情況。歷經七八年,他們終于組配出由幾種土壤益生菌協同組合而成的微生物菌劑,每畝只需將2至3公斤菌劑與作物底肥(種肥)混合施用即可。

2023年8月至今,李培武及其團隊成員不斷奔波在全國16省40個花生主產區示范點,驗證該技術在大田的實施效果。最新測產數據表明:花生果黃曲霉產毒菌豐度降低60%以上,花生仁黃曲霉毒素污染水平下降了80%;花生根系普遍出現超級結瘤現象,根瘤數及固氮酶活性提高數倍至幾十倍。全國花生高、中、低產田及鹽堿地4類示范點平均增產19.67%。

15年測毒,10年減毒,攻關減毒問題的同時用四五年研究耦合技術?;厥桌p斗小花生的25年,李培武說:“科研面向國家需求、農業產業需求之所在,個人的才智才能最好地發揮出來。”

(長江日報記者周劼 通訊員張惠雯)

( 責任編輯:葉嵐    新聞報料:8110110    版權聲明

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