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绿色农业发展赛道上的“00后”

——记安徽农业大学生命科学学院学生吴菲

2022-08-17 来源:《中国教育报》

  安徽农业大学生命科学学院2018级生物类创新实验班“00后”学生吴菲,前不久刚凭借自己的项目获得第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。

  虽然项目的名称晦涩难懂——《防治植物病害的“青霉素”——白蚁共生菌来源的新型特境微生物杀菌剂研究》,但吴菲说起来却头头是道。

  “植物病害每年带来的直接经济损失高达数千亿美元,其中70%到80%是由植物真菌病害引起的。而且由于长期以来依赖化学农药防治植物真菌病害,带来了严重的食品安全、环境生态和抗药性等问题。”作为生物类专业的学生,吴菲很早就了解到学科领域的困境。

  “能否研制更好的农药制剂,用于降低植物真菌病害带来的损失呢?”带着疑惑,吴菲和其他同学找到了生命科学学院教师张应烙。

  近年来,生物农药因其防治效果良好、自然条件下分解快、使用后残留少等优点,受到人们的重视。在张应烙的指导下,吴菲将目光转向了特境微生物资源。

  “就像农民种的庄稼会受到致病菌危害一样,培菌昆虫白蚁也会受到致病菌的危害,但它们能够利用其共生菌产生的次生代谢产物来遏制危害性真菌,实现和谐共生。这给了我们灵感,能否从共生菌中筛选目标菌株,让培菌昆虫共生菌成为微生物农药的新来源?”吴菲说。

  经过大量调研和实践,黑翅土白蚁共生菌最终成为团队实验对象。

  团队在大学期间,历经数千公里的跋涉,先后到安徽、江苏、浙江等地采集样本,对黑翅土白蚁体表、肠道、蚁巢进行全方位解剖并筛选目标菌株,运用技术对菌株次级代谢产物进行追踪分离鉴定,最后通过培养条件优化与代谢工程等手段进行产量提升,进行活性成分分离和菌剂开发工作,最终明确了黑翅土白蚁共生菌的多样性并建立了活性菌种库,保存了120株具有优良性状的菌株,从中分离出27种抗菌活性物质。

  “我们首次从白蚁共生菌中获得了高产大黄素甲醚的菌株,产量达到28.0mg/L,这是截至目前文献记载产量最高的,填补了微生物源高产大黄素甲醚的市场空白。同时克服了植物来源大黄素甲醚生产周期长、成本高的痛点,为我国具有自主知识产权的高活性植物源农用杀菌剂提供了一条新型制备途径。”说到这里,吴菲充满了自豪。

  团队不仅研发像大黄素甲醚这样科技附加值高的农用抗生素,同时注重活体微生物制剂的研究。“在实践中,我们从白蚁巢中获得了一株应用效果极佳的芽孢杆菌,对植物真菌病害防效显著,具有良好的市场应用前景。”

  如今,吴菲和她所在团队已将这两项具有产业化应用潜力的成果申请了国家发明专利,从申请到授权只用了10个月时间。

  吴菲表示,接下来团队将致力于用特境微生物资源加强生物农药的新产品研发,助力绿色农业发展。(本报记者 方梦宇 通讯员 夏利明)

(责任编辑:曹建)

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