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攻克“烟草癌症” 助力绿色防控——云南玉溪烟草研发“烟草内源抗病毒制剂”之路

2024年06月11日 来源:新华网云南频道 作者:普蓉、庄浩
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烟草病毒病是烟草第一大病害,素有“烟草癌症”之称,感染病毒后,烟叶减产幅度可达20%—80%,严重影响烟叶的产量、品质。

为了提升烟叶产量、助农增收,玉溪市烟草专卖局(公司)青年博士周文兵历时8年从植物本体中淘沙滤金,以颠覆性技术和前沿科技创新,制造出“烟草内源抗病毒制剂”,只需3剂,就能克制“烟草癌症”,为行业增添新质生产力。

2018年至2024年,该“生物制剂”走出实验室,在烟田里凸显防治疗效,烟草内源抗病毒制剂累计示范应用122万余亩,田间对烟草花叶病平均防效达65.09%,有效控制了烟草病毒病的发生,累计挽回烟叶损失6.56亿元。

周文兵正在开展大田试验调查(资料图)。

以彼之道探寻良方

2014年初,以天然药物化学为研究方向、在中国科学院昆明植物研究所获得博士学位的周文兵加入玉溪市烟草专卖局(公司)技术中心,参与公司重点研究项目——蚜茧蜂防治蚜虫技术,负责蚜茧蜂的大农田推广应用。

多年来,烟农十分惧怕烟草病毒病,只能以化学药剂作为主要防治措施,但化学药剂不仅疗效甚微,同时还会带来环境污染,栽种抗耐病品种、加强苗床和田间管理等常规病毒病防控措施也大多作用有限。

  2014年7月中旬,周文兵在察看烟叶植株打顶时,发现打顶后的烟叶病毒病症状比没打顶时减轻了许多。“植株打顶会不会和病毒病症状减退有关系?”周文兵反复向烟农求证,根据烟农经验确定此现象并非偶然而是普遍存在后,周文兵开始访师问友,查阅资料。

烟株打顶后,由于伤害刺激和植株激素源发生变化,烟根中开始大量合成次生代谢物质,并向烟叶中汇聚,抗病毒的“良药”应该就藏身在这些次生代谢物质中。于是,周文兵有了研究烟草中抗烟草花叶病活性物质的设想。

2014年底,在玉溪市烟草专卖局(公司)推动下,周文兵向云南省烟草专卖局(公司)提交了项目申报。次年,“烟草内源抗烟草花叶病化学成分研究”项目立项。

潜心炼剂 成效初显

最开始,项目负责人和实施人都是周文兵。

周文兵对“心叶烟”“云烟203”“巴斯马1号”“K326”4种烟草废弃物根部作抗烟草花叶病活性成分研究,用活性追踪法,对4种烟草废弃物中分离得到的活性部位和单体化合物进行抗病毒的活性筛选和盆栽试验确定。因为试验室在抚仙湖畔,为防止污染水环境,周文兵找到玉溪师范学院的试验室,白天,周文兵在离玉溪市区约一小时车程的澄江上班,晚上,又回到位于市区的玉溪师范学院做试验,这种工作模式坚持了3年,光疑似活性物质的单体化合物就分离得到100余个。

2016年,周文兵在烟株废弃物中发现了对烟草病毒病具有很好抑制活性的生物碱。2017年,周文兵通过技术手段确定了该类物质的化学结构。

抗性物质找到了,怎么实现规模化生产又成了难题。最开始的生产方式是采用原始的熬煮法获得制剂,运用到试验田里的烟株上进行对照观察,效果甚好。“用小锅煮一吨多的烟茎、烟根,需半年时间才能提取到1公斤活性成分,可用于10亩烟田,成本太高了。”周文兵开始攻关关键活性成分化学合成工艺,这项工作持续了3年时间,最终成功实现烟草内源抗病毒活性物质规模化生产,让烟草内源抗病毒活性物质走出实验室,进入大田试验阶段。

实践证明,烟草内源抗病毒制剂的使用有效钝化烟株体内病毒,降低病毒活性,减轻病毒对烟株的影响,从而增强烟株对病毒的抵抗能力。这一科技成果获得了国际同行的认可,周文兵受邀参加国际烟草科学研究合作中心(CORESTA)2017年大会,并在会上作了相关报告。

三剂发力 攻克病毒

“烟草内源抗病毒制剂属烟草自身免疫活性物质,具有高效、低毒、选择性高、无抗药性等优点。使用方法如人打疫苗一样,通常为‘三针’。‘第一针’在烤烟移栽期间兑水后对其灌根浇透;‘第二针”通常在烤烟团棵期兑水喷洒于叶面;‘加强针’在封顶前及时均匀喷洒于烟株。烟草内源抗病毒制剂除防治病毒病外,还可调节烟株生长,促进烟株落黄,提升烟株产值量。”周文兵介绍道。

周文兵讲授烟草内源抗病毒制剂使用方法(资料图)。

烟草内源抗病毒制剂产业化开发与推广是玉溪市烟草专卖局(公司)贯彻国家烟草专卖局,云南省委、省政府和云南省烟草专卖局(公司)高质量发展实施意见的重要战略部署。2021年,玉溪市烟草专卖局(公司)用70万元的成本合成一吨制剂应用到1万亩烟田中。2021年7月,云南省烟草专卖局(公司)邀请专家对该技术成果进行田间鉴评,同田对比试验中,该制剂在田间防效率为63%,同时有效解除感病烟株矮化,降低病叶坏死斑的形成,其大面积规范施用可基本解决烟草病毒病问题,并实现大面烟叶增产5%以上。

烟草内源抗病毒制剂使用后病毒病症状逐渐减退(资料图)。

2018年至2022年,烟草内源抗病毒制剂在云南省9个州(市)累计示范应用4万亩,田间平均相对防效达65.09%,亩均挽回损失538.69元。之后,该成果被纳入云南省烟草专卖局(公司)“四虫一剂”成果转化推广名录,2023年推广35.52万亩,价格为40元/亩。2024年,推广面积扩大到82.55万亩,价格降为38元/亩。

除了云南,烟草内源抗病毒制剂目前已在河南、四川、广东、湖南等多地得到应用。“我希望能够在合成技艺上再精湛一些,效率再高一些,价格降到每亩20元左右,除了烟草,还能够运用到大农业,能够为农民挽回一些损失,也希望未来能研发出适用于更多农作物的相似制剂,以科技创新推进产业智能化、绿色化、融合化。”周文兵说道。

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