西北農(nóng)林科技大學：科技、農(nóng)業(yè)“雙螺旋”構建“中國春”

2006年7月，西北農(nóng)林科技大學教授宋衛(wèi)寧團隊正式加入國際小麥基因組測序聯(lián)盟，是參與該國際組織的唯一的中國科研團隊。歷經(jīng)12年的艱苦工作，終于在2018年完成了小麥完整基因組測序工作。

我國自古就是農(nóng)業(yè)大國，根據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，2021年，我國農(nóng)業(yè)增加值達到了1.28萬億美元，占世界農(nóng)業(yè)增加值的31.1%。然而，雖是農(nóng)業(yè)大國卻不是農(nóng)業(yè)強國。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國農(nóng)產(chǎn)品進出口額3041.7億美元，貿易逆差高達1354.7億美元，其中大豆、種子等重要資源型農(nóng)產(chǎn)品長期處于凈進口狀態(tài)。

在我國，約40%的人口以小麥為主食。然而，雖然小麥的品種和種植面積在逐年增加，但優(yōu)質專用小麥仍然存在品種繁雜、農(nóng)戶分散“插花”種植、規(guī)?；汀⒒旆N混收、病蟲害嚴重等現(xiàn)象。針對我國小麥種植的現(xiàn)狀，西北農(nóng)林科技大學依托于自身的農(nóng)業(yè)科研優(yōu)勢，開展了多項關于小麥的研究工作，并取得了豐碩的成果。

2018年9月，西北農(nóng)林科技大學參與并完成了世界首個六倍體小麥基因組中7DL染色體密碼破譯工作，這是西北農(nóng)林科技大學國際交流合作取得的重大成果。

2022年9月，西北農(nóng)林科技大學的植物氮素營養(yǎng)團隊的研究成果《NLP7轉錄因子是植物的一個硝酸鹽受體》在世界知名科技期刊《科學》在線發(fā)表

小麥是世界范圍內種植最為廣泛的谷物之一，然而，小麥的完整基因組測序一直沒有完成。其原因是，小麥基因組體量龐大，是人類基因組的5倍、水稻基因組的40多倍；并且小麥是典型的異源多倍體基因組（同一個生物個體內的基因組自我復制或同一個物種內不同個體間的雜交并導致基因組加倍）生物，有很多重復序列。

2006年7月，西北農(nóng)林科技大學教授宋衛(wèi)寧團隊正式加入國際小麥基因組測序聯(lián)盟，是參與該國際組織的唯一的中國科研團隊。歷經(jīng)12年的艱苦工作，終于在2018年完成了小麥完整基因組測序工作。

掌握小麥完整基因組測序的意義重大，科研人員可根據(jù)小麥基因中的某些缺陷進行定向攻破，破解小麥生長周期中的“基因病”問題，提升小麥的產(chǎn)量；通過研究小麥不同的基因組，可以揭示小麥的遺傳變異和多樣性，從而為小麥的育種和品種改良提供更多的材料和手段；此外，小麥作為一種高度易感農(nóng)作物，容易受到各種病蟲害的侵襲，利用基因組圖譜，科研人員可以研究小麥基因的相關抗性，從而培育某些特定基因凸顯的小麥品種，為培育抗蟲病害的小麥提供新的解題思路。

國際小麥基因組測序聯(lián)盟主席、澳大利亞墨爾本大學小麥育種專家魯?shù)稀ぐＥ酄査乖u價該研究是“征服了遺傳學的‘珠穆朗瑪峰’”。

其實，在掌握小麥完整基因組圖譜之前，西北農(nóng)林科技大學早已針對小麥部分基因組開啟了相關研究工作。中國工程院院士、西北農(nóng)林科技大學教授康振生團隊歷時18年，于2022年發(fā)現(xiàn)了小麥中協(xié)助條銹菌感染的感病基因，并通過敲除感病基因，使小麥不易遭受條銹菌的侵染，開辟了抗病小麥育種的新思路和新途徑。

小麥條銹病被稱為小麥“癌癥”，是世界范圍內最嚴重的小麥病害之一。條銹病由條銹菌引發(fā)，具有氣傳性，致病率奇高、傳染性極強且小麥枯死率高，被視為小麥種植過程中的重大生物災害。

康振生團隊挖掘出全球首個被病菌毒性蛋白利用的小麥感病基因——編碼胞質類受體蛋白激酶。他們發(fā)現(xiàn)，該蛋白激酶負責調控小麥的基礎免疫系統(tǒng)，能夠被條銹菌分泌的毒性蛋白劫持，讓條銹菌輕易通過細胞質進入細胞核，感染小麥。簡而言之，該基因組就像是小麥免疫系統(tǒng)的“守門人”，但被條銹菌感染后，它就會“放過”條銹菌，讓其進入小麥的細胞核內，小麥因此感染致病。

康振生團隊利用基因編輯技術精準敲除了感病基因，破壞了毒性蛋白和感病基因之間的相互識別系統(tǒng)，實現(xiàn)了小麥對條銹病的廣譜抗性。經(jīng)過基因編輯的小麥在主要性狀、品質保持不變的前提下，展現(xiàn)出對條銹病的高抵抗能力。

這只是西北農(nóng)林科技大學在農(nóng)業(yè)科技中取得成績的冰山一角。西北農(nóng)林科技大學培育的“西農(nóng)979小麥”累計種植面積超過1.5億畝，于2019年獲國家科學技術進步獎二等獎；“西農(nóng)511小麥”被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為第一批綠色抗病品種和黃淮麥區(qū)抗赤霉病育種突破性品種。西北農(nóng)林科技大學攻克了山羊體細胞克隆技術難關，獲得了世界首例體細胞克隆山羊；開創(chuàng)的農(nóng)業(yè)實體水—虛擬水耦合調控研究領域，促進了農(nóng)業(yè)水科學的發(fā)展，獲2022年教育部高等學?？茖W研究優(yōu)秀成果自然科學一等獎……

科技是農(nóng)業(yè)強國的重要路徑。西北農(nóng)林科技大學始終牢記支撐和引領干旱半干旱地區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要使命，實施“頂天”“立地”（“頂天”就是要達到國際農(nóng)業(yè)科技前沿高峰，“立地”就是在農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用過程中發(fā)揮關鍵作用）相結合的科技工作方針，緊扣國家戰(zhàn)略需求和區(qū)域發(fā)展需要，積極開展面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的應用基礎研究和應用技術研究，充分發(fā)揮中國農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)高等教育發(fā)展的比較優(yōu)勢，著力打造助推“一帶一路”建設的農(nóng)業(yè)科技的標桿。