半生創(chuàng)新為植保 一心奮進(jìn)新紀(jì)元

蔡巧玉

16世紀(jì)早期，荷蘭人對(duì)一種帶有美麗雜色花紋的郁金香趨之若鶩，富商巨賈們更是將那些稀有的雜色郁金香視為珍寶，競(jìng)相收購。一時(shí)間，雜色郁金香價(jià)格飆升，有人不惜拋妻棄子、棄職轉(zhuǎn)行專種這種郁金香。一顆上好的雜色郁金香鱗莖，與一間位于荷蘭首都阿姆斯特丹的房子同價(jià)，也等于一位砌磚工人15年的工資。當(dāng)時(shí)的姑娘們以擁有一朵雜色郁金香做嫁妝為榮。

直到20世紀(jì)30年代，人們才知道，那美得耀眼，讓人們傾家蕩產(chǎn)的雜色郁金香，竟是被一種名叫郁金香碎色病毒的植物病毒感染的結(jié)果。

然而，并非所有的植物病毒都會(huì)造成這種“美麗的錯(cuò)誤”。植物病毒研究專家、中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)周雪平告訴記者，植物病毒病素有植物“癌癥”之稱，對(duì)作物生長(zhǎng)危害巨大，且防控困難，每年對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)造成的經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)1000多億美元。

國以民為本，民以食為天。加強(qiáng)植物保護(hù)工作，開展植物病毒研究，對(duì)端牢中國人的飯碗、維護(hù)國家糧食安全意義重大。從20世紀(jì)90年代起，周雪平就開始從事作物病毒病害研究工作。多年來，他獨(dú)辟蹊徑，潛心鉆研，在雙生病毒新病毒發(fā)現(xiàn)和致病機(jī)理研究、作物病毒快速檢測(cè)技術(shù)建立和病毒病綠色防控應(yīng)用等方面取得突出成績(jī)，多項(xiàng)研究成果達(dá)國際領(lǐng)先水平。作為專業(yè)從事植物保護(hù)的“國家隊(duì)”——中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所的帶頭人，周雪平真抓實(shí)干，奮發(fā)有為，多措并舉，建成了一支業(yè)務(wù)精湛、結(jié)構(gòu)合理、國際知名的高水平研究隊(duì)伍，助推植保所向世界一流院所邁進(jìn)。

初探病理 敢為人先

1965年，周雪平降生在江蘇吳縣一個(gè)貧寒的農(nóng)村家庭。他在農(nóng)村長(zhǎng)大，經(jīng)常幫助家里做各種農(nóng)活，父親是一名農(nóng)技員，他對(duì)農(nóng)作物從小就耳濡目染，對(duì)農(nóng)業(yè)有天然好感。高考填報(bào)志愿時(shí)，他一下就選中南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)專業(yè)，覺得“給植物看病，應(yīng)該挺有意思的”。

確實(shí)，通俗地講，植物病理學(xué)就是給植物看病。它以植物病害為研究對(duì)象，探討發(fā)病的原因，在生理學(xué)或生物化學(xué)上，探討感染和癥狀出現(xiàn)的過程，是一門研究植物病害的病原、發(fā)生、發(fā)展及防治的應(yīng)用學(xué)科。我國植物病理學(xué)研究在先輩們的努力下取得了豐碩的研究成果。20世紀(jì)八九十年代，國際上新技術(shù)、新方法層出不窮，新的科技浪潮已然形成。此時(shí)，我國植物病理學(xué)研究能否勇立潮頭，對(duì)學(xué)科發(fā)展、學(xué)術(shù)格局等都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

“那時(shí)很多研究都是在資料上看到過，但是國內(nèi)幾乎沒有人做過，這個(gè)時(shí)候就要自己琢磨，爭(zhēng)取盡快做出來?！敝苎┢交貞?。當(dāng)時(shí)，在植物病毒研究領(lǐng)域，檢測(cè)方法的研究很少有人做。年輕的周雪平已經(jīng)想到：植物病毒檢測(cè)是植物病毒防治的重要環(huán)節(jié)，絕不可偏廢。經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，他將斑點(diǎn)免疫法運(yùn)用到植物病毒檢測(cè)中，這一獨(dú)創(chuàng)性的研究成果發(fā)表在國內(nèi)權(quán)威期刊《中國病毒學(xué)》上。

這還只是周雪平早期研究成果的冰山一角。僅在讀碩士期間，他就發(fā)表了7篇學(xué)術(shù)論文，是同屆研究生中數(shù)量最多的。這既得益于他敢想敢做、敢為人先的可貴品質(zhì)，也得益于他學(xué)海泛舟、書山尋徑的執(zhí)著堅(jiān)守。由于家境困苦，周雪平倍加珍惜來之不易的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。在校期間，他一有時(shí)間就跑到圖書館看書，僅用了2年時(shí)間，就讀完了4年的專業(yè)課教材。也正是因此，在研究生考試中，他得以脫穎而出，以黑馬之姿，擊敗強(qiáng)勁對(duì)手，成為我國杰出植物病理學(xué)家方中達(dá)的弟子。碩士畢業(yè)后，他繼續(xù)在老先生門下攻讀博士學(xué)位，受到了系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)術(shù)訓(xùn)練和高尚德行的熏陶，為他以后開展工作做好了準(zhǔn)備。

深造期間，周雪平依然保持著好讀書的習(xí)慣，他不僅專攻植物病毒方向的教材，其他科目的書籍也多有涉獵。一次，老師要求學(xué)生上臺(tái)作匯報(bào)，周雪平剛匯報(bào)完，就被老師引為示范，并給予了高度評(píng)價(jià)。

涉獵廣泛、博采眾長(zhǎng)，為周雪平今后的研究工作提供了源源不斷的養(yǎng)料。讀博時(shí)，導(dǎo)師布置的課題是尋找弱毒疫苗開展病毒病防治研究。這是一個(gè)面向?qū)嶋H需求的痛點(diǎn)問題，很多人一看到這個(gè)課題，就知難而退了。但周雪平卻選擇迎難而上，勇敢地接了下來。他義無反顧地從大量不同作物上尋找弱毒分離物，最終從豆科作物上發(fā)現(xiàn)了能減輕黃瓜花葉病毒危害的弱毒疫苗。

1992年，周雪平以優(yōu)異的成績(jī)獲得南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)博士學(xué)位。猶如一顆新星，他開始在植物病理學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)光、發(fā)亮。

仰望星空 瞄準(zhǔn)前沿

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界已知的植物病毒約1200多種，其中雙生病毒約占三分之一。作為一類能夠在多種作物上造成毀滅性危害的植物DNA病毒，雙生病毒具有分布廣、種類多、危害重、傳播快、控制難等特點(diǎn)，且有逐年加重的趨勢(shì)，已成為國際學(xué)界研究的一大熱點(diǎn)。

“雙生病毒可以在小麥、玉米、木薯、番茄、棉花等重要糧食和經(jīng)濟(jì)作物上造成毀滅性危害，是世界上種類最多的植物病毒?！敝苎┢礁嬖V記者，我國是農(nóng)業(yè)大國，雙生病毒流行暴發(fā)形勢(shì)十分嚴(yán)峻。針對(duì)雙生病毒展開系統(tǒng)攻關(guān)不僅十分必要，而且相當(dāng)迫切。

面對(duì)國家重大需求，周雪平當(dāng)仁不讓，從20世紀(jì)90年代起，在原“973”課題、國家杰出青年基金、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等的資助下，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)我國雙生病毒的種類分布、流行規(guī)律、變異進(jìn)化及致病機(jī)理等開展了長(zhǎng)期、系統(tǒng)的研究。

知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆。明確我國雙生病毒的種類、分布、生物學(xué)特性及病害侵染循環(huán)特征是開展研究的重中之重。為此，周雪平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在全國范圍內(nèi)系統(tǒng)調(diào)查了雙生病毒的發(fā)生分布，結(jié)果讓人觸目驚心：雙生病毒已在20多個(gè)省、市、自治區(qū)存在，其中15個(gè)省、市、自治區(qū)危害嚴(yán)重。此情此景，讓周雪平深感責(zé)任重大。他們立即馬不停蹄地對(duì)從全國27個(gè)省、市、自治區(qū)采集的病毒進(jìn)行調(diào)查與測(cè)定，通過測(cè)定病毒的全基因組序列，發(fā)現(xiàn)我國有雙生病毒41種，其中31種為新種，占全球發(fā)現(xiàn)的雙生病毒總數(shù)的13.5%，發(fā)現(xiàn)的新雙生病毒數(shù)量居國際首位。在此基礎(chǔ)上，周雪平和團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了有17種雙生病毒伴隨有衛(wèi)星DNA，并測(cè)定了250種衛(wèi)星DNA的全長(zhǎng)基因組序列，構(gòu)建了雙生病毒及衛(wèi)星DNA的侵染性克隆，明確了病毒及衛(wèi)星DNA在致病中的作用，確定了多種雙生病毒的侵染循環(huán)特征，即通過煙粉虱在雜草-作物或作物-作物間循環(huán)傳播，為雙生病毒病的控制奠定了理論基礎(chǔ)。

針對(duì)我國很多雙生病毒伴隨有小分子的衛(wèi)星DNA這一現(xiàn)象，周雪平和團(tuán)隊(duì)及時(shí)對(duì)衛(wèi)星DNA開展了深入細(xì)致的研究，首次揭示了雙生病毒衛(wèi)星DNA編碼的βC1是重要致病因子和RNA沉默抑制子，并明確了機(jī)制。他將雙生病毒形象地比喻成“導(dǎo)彈”、植物比喻成“導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”，病毒“導(dǎo)彈”要克服植物“導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”，當(dāng)病毒突破植物“導(dǎo)彈防御系統(tǒng)”后，植物又會(huì)編碼蛋白來對(duì)抗病毒“導(dǎo)彈”。這跟軍事上的“軍備競(jìng)賽”非常相似。在此基礎(chǔ)上，他們建立了新型高效的基于衛(wèi)星DNA的基因沉默載體，為快速研究植物基因功能提供了技術(shù)支持。因在雙生病毒研究領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，周雪平應(yīng)邀為植物病理學(xué)領(lǐng)域中最有影響的學(xué)術(shù)期刊Annual Review of Phytopathology撰寫了關(guān)于雙生病毒衛(wèi)星分子的綜述文章。

植物病毒的傳播必須依靠媒介和載體，雙生病毒主要依靠“超級(jí)害蟲”煙粉虱進(jìn)行傳播，因此媒介昆蟲與病毒、植物間的相互關(guān)系也是周雪平和團(tuán)隊(duì)研究的重點(diǎn)。通過數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)雙生病毒侵染植物后，壓抑了植物茉莉酸防御信號(hào)途徑相關(guān)基因的表達(dá)，降低了植物中茉莉酸的滴度，從而降低了植物抵抗煙粉虱的能力。這是學(xué)術(shù)界首次從生理和分子水平揭示媒介昆蟲與病毒之間通過植物介導(dǎo)形成互惠關(guān)系的機(jī)制，為探索利用植物抗性防治媒介昆蟲和植物病毒提供了新思路。

十幾年間，周雪平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不畏艱難，堅(jiān)持從基礎(chǔ)研究做起，由淺入深，對(duì)我國雙生病毒的種類分布、流行規(guī)律、變異進(jìn)化及致病機(jī)理等均有了深刻的認(rèn)識(shí)，多項(xiàng)研究成果為國際首次，代表性論文發(fā)表在Molecular Plant和PLoS Pathogens等期刊上，奠定了我國在雙生病毒研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。相關(guān)研究工作獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、浙江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

腳踏實(shí)地 服務(wù)生產(chǎn)

植物病毒病早期不易被發(fā)現(xiàn)，且一旦被侵染則傳播迅速，導(dǎo)致植物病毒病防控困難。有沒有什么辦法，能夠從源頭上防控植物病毒呢？早在1992年，周雪平就已經(jīng)在思索這一問題，并著手開展研究。早檢測(cè)、早發(fā)現(xiàn)是途徑之一。那時(shí)，為檢測(cè)植物病毒，國際上普遍采用多克隆抗體。這種抗體制備較為簡(jiǎn)單，但是特異性差，靈敏度低，而且每次制備的抗體的檢測(cè)量較少。加之，我國的多種重要植物病毒，國外根本沒有針對(duì)性的抗體。

而單克隆抗體特異性強(qiáng)、靈敏度高，優(yōu)點(diǎn)多?！皢慰寺】贵w制備原理大家都知道，但是要篩選出分泌單克隆抗體的細(xì)胞株，工作量相當(dāng)大。所以當(dāng)時(shí)很少有人做?！敝苎┢街赋?。為了開發(fā)快速、準(zhǔn)確、靈敏、實(shí)用且有針對(duì)性的單克隆抗體，他和團(tuán)隊(duì)踏上了漫漫征途。

這注定是一條崎嶇泥濘的道路。國際上沒有先例，全靠自己摸索；缺乏研發(fā)經(jīng)費(fèi)，就勒緊腰帶。即便如此，周雪平始終相信這條路是能夠走得通的。在他的感召下，團(tuán)隊(duì)日復(fù)一日、年復(fù)一年地堅(jiān)持開展工作。終于，苦心人，天不負(fù)。經(jīng)過20余年的聯(lián)合攻關(guān)，周雪平和團(tuán)隊(duì)成功發(fā)現(xiàn)了“瘤狀組織”和“莖基組織”粗提液及表達(dá)病毒重組衣殼蛋白特異肽段，作為免疫原制備作物病毒單克隆抗體及高效篩選作物病毒高質(zhì)量單克隆抗體的新方法?；谠摷夹g(shù)，他們創(chuàng)制了廣譜性好、特異性強(qiáng)、靈敏度高、針對(duì)我國特有的南方水稻黑條矮縮病毒等43種作物重要病毒的單克隆抗體，其中13種為國際首創(chuàng)，15種為國內(nèi)首創(chuàng)，范圍覆蓋了我國常見的絕大多數(shù)植物病毒，破解了我國作物病毒檢測(cè)無優(yōu)質(zhì)抗體可用的困境。

此外，周雪平和團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了以單克隆抗體為核心的dot-ELISA、膠體金免疫試紙條等7種高靈敏、高通量的作物病毒快速檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)病毒的靈敏度達(dá) 8.3pg/ml，使我國在該領(lǐng)域躍居國際領(lǐng)先水平。研制出了快速檢測(cè)作物病毒的dot-ELISA檢測(cè)試劑盒、膠體金免疫檢測(cè)試紙條，與美歐同類檢測(cè)產(chǎn)品（10ng/ ml病毒濃度）相比，檢測(cè)靈敏度提高了100？1000倍，成本下降90%，保質(zhì)期延長(zhǎng)2倍以上，扭轉(zhuǎn)了我國作物病毒檢測(cè)試劑盒長(zhǎng)期依賴進(jìn)口和一些重要作物病毒無實(shí)用檢測(cè)技術(shù)的局面，為病毒病的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建和作物病毒病的源頭防控提供了技術(shù)支撐。

作為水稻產(chǎn)業(yè)體系的崗位科學(xué)家，周雪平還負(fù)責(zé)我國水稻病毒病的防控技術(shù)研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制了針對(duì)水稻條紋病毒、南方水稻黑條矮縮病毒、水稻黑條矮縮病毒、水稻齒矮病毒和水稻矮縮病毒等病毒的特異性單克隆抗體，并開發(fā)了檢測(cè)水稻和介體中病毒的免疫學(xué)快速檢測(cè)試劑盒，讓介體帶毒檢測(cè)周期縮短至3小時(shí)，靈敏度達(dá)到1∶1600，準(zhǔn)確率提升為99%。試劑盒普及應(yīng)用至縣級(jí)農(nóng)技部門，使實(shí)驗(yàn)室技術(shù)應(yīng)用到了田間地頭，服務(wù)基層生產(chǎn)。周雪平還經(jīng)常不定期下基層，舉辦病毒診斷與檢測(cè)技術(shù)培訓(xùn)班，為農(nóng)民開展針對(duì)性、長(zhǎng)期性的實(shí)地指導(dǎo)，增強(qiáng)生產(chǎn)者的防控意識(shí)。同時(shí)，周雪平和團(tuán)隊(duì)與全國農(nóng)技推廣中心合作，利用創(chuàng)制的水稻病毒快速檢測(cè)試劑盒，建立了以檢測(cè)毒源區(qū)和重發(fā)危害區(qū)早期傳毒介體帶毒率來預(yù)測(cè)水稻病毒病流行的方法，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提高到95%以上，推進(jìn)了我國病毒數(shù)字化監(jiān)測(cè)預(yù)警體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了病毒的跨區(qū)域聯(lián)合監(jiān)測(cè)預(yù)警。通過精準(zhǔn)制定水稻病毒病防控方案指導(dǎo)田間防控，避免了盲目用藥，取得明顯經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益，引領(lǐng)了作物病毒病綠色防控。相關(guān)技術(shù)被越南采用，受到了越南政府部門和植保同行的高度肯定。創(chuàng)制的其他作物重要病毒檢測(cè)技術(shù)與試劑盒已規(guī)?；糜隈R鈴薯、蔬菜、花卉及果樹等作物種子、種苗病毒檢測(cè)和進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫，為我國及周邊國家作物病毒病綠色防控發(fā)揮了重要作用，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的多贏。

勇于擔(dān)當(dāng) 奮斗不止

2013年年初，為搶占未來農(nóng)業(yè)科技制高點(diǎn)，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院首次啟動(dòng)植保所所長(zhǎng)全球招聘計(jì)劃，廣開人才之路，面向全球招聘領(lǐng)軍人才。

時(shí)任浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)的周雪平進(jìn)入農(nóng)業(yè)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的視野。經(jīng)過考察后他們發(fā)現(xiàn)：周雪平敢想敢為，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，學(xué)術(shù)實(shí)力雄厚，在國際上有較強(qiáng)的影響力，且工作能力突出，做事公道、公正、透明，有較強(qiáng)的領(lǐng)導(dǎo)才能，是一個(gè)合適人選。于是，農(nóng)業(yè)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)便主動(dòng)向周雪平拋出橄欖枝。在院領(lǐng)導(dǎo)的誠摯邀請(qǐng)下，經(jīng)過慎重思量，周雪平選擇北上，承擔(dān)起時(shí)代賦予的使命。