省作物病虫生物学重点实验室：破解绿色防控难题 守护农业生产安全

■ 记者 袁晓玲

如何发现“虫子的食物链”实现“以虫治虫”？能否从生物中找到有效的抗虫基因，从而减少化学农药的使用？外来基因对昆虫求偶行为起到什么作用？生物入侵有哪些奥秘？这些有趣的问题都可以在浙江省作物病虫生物学重点实验室（以下简称“实验室”）找到答案。

作为依托浙江大学植物保护学科建设的一流平台，实验室专门研究作物病虫害发生规律及其可持续控制，为浙江作物病虫绿色防控提供技术支撑。

浙江大学农业与生物技术学院

聚焦国家重大战略需求

作物病虫害绿色防控是国家重大战略需求。数据显示，我国每年作物病虫害（水稻飞虱、螟虫、稻曲病、小麦赤霉病、玉米粘虫等）引起的粮食损失高达250 亿千克。农药残留和真菌毒素仍然是影响农产品质量安全的重要制约因素。此外，外来入侵生物威胁生态安全，全国已发现的入侵物种有618 种，而入侵浙江的有180 多种。

在这样的背景下，历经多年筹备，2018 年10 月，实验室正式获批建设，以研究我国作物病虫害生物学及其灾变机理、探索实现作物病虫持续治理的关键技术为宗旨，瞄准学科发展前沿和国家战略发展需求，创新开展学科交叉研究，形成了作物与病虫互作、有益生物与病虫互作、作物抗性基因工程、农药残留与抗性治理、作物有害生物持续治理5 个特色鲜明的学科方向。

“作物病虫害研究与治理涉及现代昆虫学、微生物学、生态学、分子生物学、生物化学、生物信息学等各个领域，是一个学科交叉、跨界融合的学科群和大平台。”实验室主任陈学新表示，实验室以支撑产业发展、促进学科创新能力为突破口，构筑并完善研发平台，创建病虫害可持续控制的新技术与新途径，培养符合未来病虫害控制要求的高级专业人才。

在实验室，这些研究昆虫和植物病原物的高手们相互支持，共同为田间开展作物病虫害生物防控发现理论依据、寻找技术路径，为现代高效生态农业和农产品安全生产提供技术支撑。

“引育留”激发人才活力

“实验室的建设发展核心就是人才。”陈学新介绍，依托浙江大学植物保护“双一流”建设学科，利用浙江大学的人才引育政策，实验室拓宽渠道“引”，团队培养“育”，政策保障“留”，从国内外多方吸纳人才，在平台和团队上给予支持，在待遇和发展上提供保障，人才引育结出累累硕果。

2019 年底，实验室从美国引进沈星星担任浙江大学“百人计划”研究员。沈星星说：“实验室提供了非常优厚的生活保障和经费支持，在这里，可以充分发挥浙江大学学科综合优势，加强交叉融合，利用进化生物学、基因组学、计算生物学等学科知识，探究生物多样性的潜在动力与生态因素。”

2022 年7 月，沈星星与实验室成员紧密合作，在国际顶刊《细胞》上发文，揭示了水平转移基因增强蔬菜重大害虫——小菜蛾雄性昆虫求偶行为，为未来重要农业害虫的绿色防控提供了新思路。“在《细胞》发文，实现了实验室在世界三大顶刊上均有文章发表，这在国内同一学科的实验室中是绝无仅有的。”陈学新说。

截至目前，实验室共有科研人员75 人，其中浙江省特级专家2 人、长江学者特聘教授2 人、“国家杰青”7人、国家“973”项目首席科学家2 人、青年长江学者1 人、“国家优青”6 人、农业部岗位科学家6 人、教育部跨世纪和新世纪人才11 人。有4 人在国际昆虫学会等国际学术组织理事会任职，20 人在相关国家一级学会任副理事长、常务理事、理事、专业委员会主任或副主任，20 人在25 个SCI 期刊中担任编委职务，凝练了一支兼具资深科学家前沿领航、青年科学家团队合作，有创新、有活力、有国际竞争力的作物病虫害控制研究的一流团队。

与此同时，实验室还聘请了6 位院士、5 位国内学科领域知名学者组成高水平学术委员会，为学科发展“把脉问诊”。采取“主任+首席科学家”负责，遴选10 名首席科学家，按研究方向与建设内容组建10 个研究团队，针对领域前沿问题协作攻关。实行“激励与考核”“固定与流动”相结合的运行模式，重点支持年轻人快速成长，不断提升整体研究水平。

不拘一格鼓励创新，交叉融合碰撞合作，在这样的人才培养模式下，实验室创新氛围日益浓厚，创新成果不断涌现。

成果迭出保障农业生产

走进位于杭州市萧山区的一个现代化蔬菜大棚，除了绿油油的蔬菜，棚内外都种植着不少鲜花，不仅美化了环境，而且有助于害虫防治。这源自于实验室陈学新教授和团队的发现，天敌昆虫特别是寄生蜂需要取食花蜜才能繁殖后代，通过在害虫体内寄生产卵实现繁衍，当后代破虫而出的同时，也达到了杀死害虫的效果。

利用天敌昆虫控制害虫，实现绿色可持续防控，这是国际上公认的病虫害防控首选策略。但是，在利用天敌控制蔬菜害虫这个课题上，长期以来有三大瓶颈问题困扰着科研人员：蔬菜害虫有哪些天敌？如何大量繁殖这些昆虫？如何在田间来保护利用这些天敌？

为了解决这三大难题，陈学新教授和团队在这个领域默默耕耘三十余年，取得了一系列理论突破与技术创新：揭示了22 种优势天敌昆虫的生物学特性，创建了12 种优质天敌昆虫人工繁殖技术和规程，创新了3项天敌昆虫的田间应用技术，创新性创建了“天敌昆虫+”蔬菜害虫绿色防控技术体系，近三年在全国推广应用5000 余万亩次，农药减施60%以上，实现经济效益100 多亿元。“优势天敌昆虫控制蔬菜重大害虫的关键技术及应用”获2020 年度国家科技进步奖二等奖。

以虫治虫，天敌控害攻克生态调控技术难题；藏粮于技，抗虫玉米打造基因育种强势芯片；渔美稻丰，生态调控治理助力农业绿色发展……实验室成立以来，亮点成果不断涌现。培育的新品种转基因玉米“瑞丰125”“浙大瑞丰8”先后获农业农村部颁发的农业转基因生物生产应用安全证书，成为亮相国际市场的中国转基因作物；系统揭示稻田生态系统天敌等自然控制作用，突破生态多样性低的平原稻区发展生态防控技术的瓶颈，集成创新了水稻有害生物的生态调控技术体系，在我国水稻产区大面积应用；创新农作物害虫性诱技术，打破国外技术封锁和市场垄断，近五年全国累计推广2.5 亿亩次，实现经济效益100 亿余元。据统计，实验室研究成果获国家自然科学奖二等奖1 项、国家科技进步奖二等奖1项、省自然科学奖一等奖3 项、省科技进步一等奖1 项。近五年主持科研项目合同总经费5.1 亿元，包括国家重点研发计划项目及课题20 项、国家自然科学基金重点项目10 项，在《细胞》《自然》《科学》等国际高影响力期刊上发表论文54 篇，授权发明专利107 项。

“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。”陈学新表示，未来，实验室将继续承担解决国家重大战略需求的大项目，产出大成果，为保障我国农业生产安全、粮食安全、生态安全贡献智慧。