图为张修国（右一）在蔬菜地里现场指导
“菜农增产丰收有奔头，大伙儿吃上放心菜，这是我最大的心愿。”3月21日，张修国和记者聊起了他与主要蔬菜卵菌病害“作斗争”的经历。
由于发病快而又缺乏有效的防控技术，主要蔬菜卵菌病害被视为毁灭性病害，每年给蔬菜产业造成的经济损失达400到500亿元，成为国际性难题。很长一段时间内，菜农谈“卵菌”色变。
如何“击败”蔬菜卵菌病害？山东农大张修国教授在这一领域深耕十余年，于田间地头蹲点寻找病根，探索适用于生产的精准“伏击”途径。从发现关键致病基因到研发快速检测试剂盒，从生态防控到精准用药技术，他和团队人员一起首创了主要蔬菜卵菌病害整套治理技术体系。
仅2010年至2017年这项技术就在近1500万亩的蔬菜地里应用，防治率达80%以上，增产幅度为8%至15%，减施农药30%以上。“用了张老师的技术，我们菜地里基本不发生卵菌病害了。”山东寿光蔬菜试验站赵志伟激动地说。
1月初，喜讯从北京传来，张修国团队凭借“主要蔬菜卵菌病害关键防控技术研究与应用”成果摘得2018年度国家科技进步二等奖。
蔬菜地里寻“病踪”
张修国从小生活在农村，所以对农业专业最感兴趣。上学时，他凭借着自己的兴趣爱好，报考了农业类的专业。2001年，博士研究生毕业的张修国留在山东农大工作。此时有个难题摆在了他面前：做什么方向的研究？ “我在云南农业大学读硕士时做辣椒疫病方面的试验，博士时研究自然真菌系统学。”结合自己的科研经历，他开始留意蔬菜生产中的问题。 山东省是蔬菜产业大省，但每年在不同地区都有辣椒疫病、黄瓜疫病、黄瓜霜霉病、大白菜霜霉病等主要病害卵菌的发生。这些病害在流行年份造成的蔬菜减产轻则15%至30%，严重的50%以上，甚至绝收。为此，张修国瞄准了主要蔬菜卵菌病害研究方向，准备大干一场。 “我要到地里看看主要蔬菜卵菌病害发生情况。”了解到当时的德州夏津县是辣椒种植大县，几乎家家户户都种辣椒，张修国很快坐上了从泰安到夏津的长途汽车。下车后，他找到一位出租车司机问道：“县里哪个村辣椒种植面积最大？”“当然是白马湖镇白马湖村呀。”司机师傅回答他说。张修国赶忙让出租车司机把自己载过去。 当天他就和时任白马湖村党支部书记的齐友来接上了头。老齐告诉他，村民几乎家家户户种辣椒，面积达到了5000亩，“几十年来我们祖祖辈辈每年收种子、杂交新种子，也有了自己的辣椒品种，这个品种抗病、高产，但还是年年发生病害，尤其四五月份天热又开始降雨时辣椒疫病很重，有时一夜之间都死掉了，我们就得赶紧种玉米”。老齐的话让张修国心里有些沉重。他当即决定以后蹲守在这里，找出生产中卵菌病害的发病规律。 此后，张修国和主要蔬菜卵菌病害研究结下了不解之缘，在白马湖村一“蹲”就是五年。 每年2月份左右菜农开始种辣椒，他就忙活起来了：周末乘坐长途车到白马湖村，顾不上休息一头扎进地里，蹲点观察卵菌病害的发病条件、特点，采集土壤及发病植株样品等。他也和当地的菜农聊病害发生情况，谈不同生长时期用药、如何用及哪些栽培措施防控辣椒疫病等病害。“张老师你给我们带来了很多新技术，要不我把菜农们组织起来，你给他们讲讲课吧？”在老齐的呼吁下，田间地头很快成了张修国和当地菜农互动的“课堂”。 让张修国深感忧心的是，辣椒疫病、黄瓜疫病等卵菌病害在生产中发生很普遍，发病也非常快，幼苗时期最容易发病。“病原物主要从辣椒、黄瓜等蔬菜幼苗的颈基部侵染，然后迅速渗到植物细胞中去，使植物脱水很快枯萎死掉，尤其是连年种植辣椒的地里发病更严重。”他还发现，随着蔬菜进入收获期，颈基部木质化程度高了，病原菌不容易侵染寄主，卵菌病害发病现象相对就少了。
研究分子机制找病根
辣椒疫病、黄瓜疫病菌大都“藏”在土壤、病残体或种子中越冬，次年虫卵借助风、雨、灌水及其他农事活动传播到蔬菜茎基部或靠近地面的果实上。“如果能检测土壤中是否存在主要蔬菜卵菌，知道它什么时候可能要侵染蔬菜了，什么时候正在侵染，告诉老百姓相应的防控策略，并及时用药，不就能防控这些病害了吗？”于是，张修国从白马湖村的大田里分别采集不同发病期的土壤样品、染病叶片，带回实验室深入探究病原菌的活动规律。
和当时很多研究人员一样，张修国通过常规检测方法分离辣椒疫病卵菌。然而，在试验操作过程中，他发现从病菌分离、培养和鉴定要6天到14天的时间，“如果此时正好处于发病前期，等检测出结果时或许蔬菜已经染病了，不利于防控”。 张修国把目光转向了主要蔬菜卵菌分子结构及基因研究，希望找到快速检测方法。让他和团队成员深感高兴的是，利用生物信息学分析、基因突变检测等技术，他们在病变样品和土壤中很快找到了辣椒疫病菌的基因。 在分子生物学研究方面取得了“第一桶金”后，他们又开始考虑：卵菌是如何“撬开”蔬菜颈基部和果实的细胞壁开始侵染的？当时学者的研究认为，植物病原菌与寄主互作过程中分泌的细胞壁降解酶是重要的致病酶。张修国和团队成员便从寻找辣椒疫病菌中能降解植物细胞壁的酶入手，探索细胞内外有关信号传导途径及涉及到的基因，并进行分子克隆、功能验证等研究。 “我们首次探明卵菌侵染蔬菜时，多聚半乳糖醛酸酶Pcpg16和Pcpg15及果胶裂解酶Pcpme6等多个基因分工协同，如千万大军般向蔬菜机体进攻。”看到这个结果，张修国和他的研究生们异常兴奋。 他们一鼓作气，又以对蔬菜危害较大的黄瓜疫病、黄瓜霜霉病、大白菜霜霉病为研究对象，追根溯源找“病根”。 在这些研究基础上，张修国带领团队成员研发出了快速鉴定主要蔬菜卵菌及关键致病基因的试剂盒。田间生产的试验研究结果表明，这些试剂盒的检测准确度比常规方法提高了一千倍，检出率高达95%，检测时间由6天至14天缩至4小时到5小时，有的甚至30分钟至1小时就能出结果。 “我们在国内外率先建立了主要蔬菜卵菌病害检测预警技术体系，主要通过检测病原菌基因及关键致病基因在蔬菜体内外的变化规律，结合生产实际就能精准预测主要蔬菜卵菌病害的发病可能性或者处于哪个发病时期，判断发生危害趋势，便于及时制定早起防控策略，减少农药使用。”说起他的这些成果，张修国如数家珍。
集成推广精准防控技术
“在地里种上辣椒后，我在上面用张老师研发的辣椒薄膜盖住，一个月后膜上辣椒自行降解，红色消失，这时也到了辣椒、黄瓜苗子的生长旺盛期，茎秆比不用辣椒薄膜的粗壮，病菌也不容易侵入了。”说起张修国的辣椒薄膜，山东泰安房村蔬菜合作社的李士修感到很神奇。
这也是张修国在找出主要蔬菜卵菌病害的“病根”后，在栽培管理技术改良上的 “得意作品”之一。 之所以想到这一招，他其实是受到辣椒素在药剂生产中应用的启发。“辣椒中含有的辣椒素能够消炎杀菌，我在菜农使用的蔬菜地膜里加上辣椒粉，或许可以杀死土壤中的卵菌。”在实验室里做的卵菌病原物培养基中放上辣椒油后，得到研究结果验证了他的想法是可行的。 然而，在薄膜里加入多少辣椒粉才合适？开始时他凭着经验加5%的辣椒粉，但菜农反映使用时味道太呛。后来张修国又一点点降低辣椒粉量，经过一次次田间试验，最终发现1.8%的添加量效果最好，可以降低发病率15%以上，减少农药用量10%以上，增产8%以上。 有了辣椒疫病、黄瓜疫病的“克星”，张修国又开始琢磨如何“对付”设施黄瓜、白菜种植中发病最严重的霜霉病，由此研发出能在蔬菜大棚中使用的“无滴消雾膜”。“在低温、高湿性环境下更容易发生霜霉病害，主要感染蔬菜叶子。”张修国在“跑”生产时发现，菜农使用的大棚覆盖膜大都透光性差，因此棚里湿度很大。他和团队成员在常规大棚膜添加无滴消膜剂，让膜变得透明，生产试验结果表明，大棚内湿度从原来的80%降低到40%，棚温提高4度至5度，降低发病率40%以上。 不单单如此，张修国团队还研制出木霉菌、枯草芽孢杆菌、球毛壳菌等微生物菌肥，用在蔬菜生产中促根壮苗，更好地抵御卵菌侵入。 “生态防控能抑制主要蔬菜卵菌发病，但要彻底消灭还离不开喷施农药。”对此，他指导菜农使用“水药一体化技术”，既精准用药又省事。这一技术就是按比例把农药放进蔬菜地里用于“滴灌”的水管前部罐子里，随着水把药滴进植物根系及周边的土壤中，杀死其中的卵菌。 对于需要叶片施药的霜霉病，他用自己改装过的发动机喷雾器，让农药汽化，然后在大棚入口处喷洒一次基本就能杀死叶面上的卵菌。“棚里瞬间变成了白雾状，1公斤农药操作一次就能全覆盖1.6亩的大棚，药物均匀散落到叶片正反面上，不用水防止降低棚里的湿度，也不留给卵菌经土、经水传播的时间，还比以前减少农药用量15%以上。”张修国说。 从主要蔬菜卵菌的快速检测到生物防控、精准用药，张修国和团队成员把研发的这一整套技术在山东、河北、吉林、广东、海南等地打捆推广。“希望将来研发出更多让老百姓能够使用的技术，助推产业发展，助力乡村振兴。”张修国动情地说。