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科普 | 農(nóng)學(xué)家的科研日常,了解一下

發(fā)布日期:2023-01-03??來源:知識就是力量??作者:石堅??瀏覽次數(shù):1380
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核心提示:“春種一粒粟,秋收萬顆子”,要想得到“萬顆子”的收獲,需要不斷優(yōu)化作物品種、耕種模式和種植環(huán)境,并及時排除病害、蟲害、鼠害和雜草的威脅隱患,因此農(nóng)學(xué)家的主要工作就是教民稼穡,指導(dǎo)農(nóng)民如何種好作物、獲得豐收。那農(nóng)學(xué)家的科研日常是什么樣呢?養(yǎng)害蟲也是科研的一部分作為農(nóng)學(xué)的一大分支學(xué)科,植物保護專業(yè)的研究人員被稱為“植物醫(yī)生”,主要從事作物

“春種一粒粟,秋收萬顆子”,要想得到“萬顆子”的收獲,需要不斷優(yōu)化作物品種、耕種模式和種植環(huán)境,并及時排除病害、蟲害、鼠害和雜草的威脅隱患,因此農(nóng)學(xué)家的主要工作就是教民稼穡,指導(dǎo)農(nóng)民如何種好作物、獲得豐收。那農(nóng)學(xué)家的科研日常是什么樣呢?

養(yǎng)害蟲也是科研的一部分

作為農(nóng)學(xué)的一大分支學(xué)科,植物保護專業(yè)的研究人員被稱為“植物醫(yī)生”,主要從事作物病害與蟲害的防治研究。

開展實驗室工作前,研究人員需要到田間采集野生型昆蟲,這是課題組的“秋游”活動。我們課題組項目之一是亞洲玉米螟(中國玉米等作物的重要害蟲)的防治。每年玉米收割后,我們便去實驗田砍下帶有蛀孔的玉米莖稈運回實驗室,再用刀劈開莖稈便可找到“租住”其中的眾多毛毛蟲,其后利用大家鑒蟲的“火眼金睛”,精準(zhǔn)選出玉米螟幼蟲。

實驗室有模擬昆蟲野外生存環(huán)境的培養(yǎng)箱,采集到的昆蟲就飼養(yǎng)其中,并通過它們不斷擴繁來滿足日常研究的需要。每天早上到實驗室,我們會先查看蟲子的生長狀態(tài),及時補充食物、清理蟲糞、調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱的溫度與濕度。

養(yǎng)蟲的過程類似于養(yǎng)成類游戲,例如,鱗翅目的幼蟲,也就是大家所說的毛毛蟲,在羽化為成蟲之前會經(jīng)歷化蛹階段,這時需要我們手動將蛹轉(zhuǎn)移到成蟲籠中;鱗翅目的成蟲,也就是蛾子,在硫酸紙上產(chǎn)卵后,也需要手動將卵紙轉(zhuǎn)移到幼蟲盒中,以此完成昆蟲生長的一個周期。一般來說,有投入便有產(chǎn)出,但偶爾也會遇到嘲笑——“怎么連害蟲都養(yǎng)不活?”

睫毛能當(dāng)切割刀?

解剖昆蟲是一項必備技能。由于不同種的昆蟲體形差異較大,所需的工具也是五花八門:有些可以裸眼用手術(shù)剪進行解剖,有些則需要借助體視顯微鏡用鑷子和維納斯剪解剖,更有精細(xì)的組織需要科研人員貢獻自己的睫毛制成切割刀來進行解剖和查看。

通過解剖得到的昆蟲組織,不僅可以作為鑒別不同物種的依據(jù),還可以用來探究不同組織的生理功能。當(dāng)然,解剖昆蟲并非易事,眼準(zhǔn)手穩(wěn)是最基本的“功夫”??梢哉f,克服“老眼昏花”和“帕金森”得到的每一個昆蟲組織,都將為植保的科研長城添磚加瓦。

實驗室里還會用到許多分子實驗手段,來明確害蟲的生理活動調(diào)控機制,為田間應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

一般我們會通過觀測來發(fā)現(xiàn)昆蟲的某一特殊生理現(xiàn)象(即表型),經(jīng)過組學(xué)等手段找到控制這一表型的基因,之后利用基因編輯手段改變該基因的表達(dá)水平,觀測相對應(yīng)的表型是否發(fā)生改變,以進一步確定基因和表型的對應(yīng)關(guān)系。在明確了一個基因的功能后,我們還會探究不同基因的相互調(diào)控關(guān)系,以此來描摹清楚昆蟲的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

那基礎(chǔ)研究是如何與防治應(yīng)用對接的呢?當(dāng)確定了某一基因可以調(diào)控某一表型,例如,A基因可以促進昆蟲的取食,我們便將這種基因敲減,隨之而來的改變是昆蟲取食量減少,害蟲對作物危害降低。

基礎(chǔ)夯實 田間論證

基礎(chǔ)研究的最終目標(biāo)是田間應(yīng)用,因此大田實驗是植保人必不可少的研究環(huán)節(jié)。

基礎(chǔ)研究夯實后,課題組成員會帶著玉米螟的卵趕往位于河北省的涿州實驗站,將初孵幼蟲接在玉米葉上,噴灑含有納米載體的靶向防治試劑,對實驗室的研究結(jié)果進行論證。

有時我們需要自己動手種植作物,這里也有許多挑戰(zhàn)。例如,會因栽種的小麥苗過于瘦弱而被評價“還不如韭菜壯”。而專門研究水稻的研究員,即使穿著防水褲和雨鞋也免不了被水蛭叮咬。在烈日下,大家全副武裝,戴著草帽、穿著防曬服在田間工作,會瞬間明晰“汗滴禾下土”的含義。

“民為國基,谷為民命”,農(nóng)學(xué)家踔厲奮發(fā)的研究目標(biāo)是將實驗室的理論數(shù)據(jù)應(yīng)用于田間,在保障環(huán)境友好、食品安全的前提下,控制田間病蟲草害的發(fā)生,以使糧食高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)產(chǎn)。這不僅是農(nóng)學(xué)家的職責(zé),也是一直不變的追求!

(作者單位:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院)

責(zé)任編輯:胡惠雯

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