广西农业科学院第三批青年拔尖人才系列报道之五
张小秋：解码甘蔗病害，守护甜蜜事业
2017年6月获得广西大学博士学位后，同年8月进入广西农业科学院甘蔗研究所，加入甘蔗病害团队研究，张小秋续写着她与甘蔗病害的不解之缘。
甘蔗是我国最主要的糖料作物，甘蔗糖在我国的食糖占比达90%以上，种植面积超过1800万亩/年，甘蔗产量达1.04亿吨/年。我国确诊的甘蔗病害有60多种，其中细菌性病害主要有5种。病害的发生可直接导致甘蔗产量和质量下降，增加甘蔗生产成本及缩短甘蔗宿根年限，影响甘蔗产业的可持续性发展。
甘蔗宿根矮化病（RSD）是一种系统性侵染的细菌病害，病株无明显的外部症状，但内部维管束变红，导致植株矮化、分蘖少、宿根发株性差，产量低。因其隐蔽性，对甘蔗产量和宿根性危害性极大。其病原菌Leifsonia xyli subsp. xyli是公认为世界级最难培养的植物病原细菌之一，是一种高度特化的营养缺陷型专性寄生菌，体外分离培养极其困难，直到目前全球仅有几个实验室能成功体外培养。
要想有效防控甘蔗病害，首要在于“知彼”，必须首先获得病原菌纯培养物。起初，听说RSD病原菌体外培养周期需要一个月左右的时间，比一般的细菌培养周期3~4天长十倍以上，还需要极其丰富的营养和非常严格的无菌操作条件，可借鉴的分离培养经验很少，张小秋也曾望而却步。但秉承着“既已受任，便责无旁贷，使命必达”的态度，张小秋从选择染病品种开始不断摸索着培养方法和培养基配方，在这期间经常做实验到半夜。最终功夫不负有心人，张小秋建立了”零抗生素培养基连续配制+蔗汁直滴”的有效培养方法，成功获得RSD病原菌纯培养物及其基因组学信息和形态特征。
“养个菌都这么困难，这个研究方向会很难进行的，换个研究方向吧！”曾有人这样建议。“但这个病害田间发生率50%以上，经常被忽视，对产量和宿根又危害这么严重，研究的学者又少，其致病机理更是知之甚少，研究是十分有必要且亟需的，我们将迎难而上，慢慢会有突破的。”张小秋回答。
张小秋在RSD病原菌基因组学的基础上，率先发现并验证了RSD病原菌的关键致病基因，在甘蔗上找到了RSD关键致病基因的互作基因，这是RSD病原菌致病机理研究的一个重要突破，为后续开发高精度分子检测技术、筛选针对性杀菌剂乃至设计基因编辑靶点提供了不可或缺的理论依据和靶标资源。
知己知彼，方能百战不殆。在“知彼”的同时，张小秋将另一个科研关注点放在了“知己”上，即探索甘蔗自身强大的抗病免疫机制。培育抗病品种是防控病害最经济、最有效、最环保的策略，但其核心在于找到关键的“武器”——抗病基因。
当病原菌攻击时，甘蔗体内的响应多重而复杂，我们需要找出关键的响应信号，通过海量的数据分析和生物信息学挖掘，张小秋以及她所在的团队成功解析了甘蔗抗病的核心信号通路，她们精准挖掘并鉴定出了多个关键抗病基因，涉及编码识别病原菌的受体蛋白和负责生产杀伤病原菌的抗病蛋白等。目前，她以及她所在团队正利用遗传转化和基因编辑等先进技术，对这些候选基因进行功能分析，以期最终将这些优良的抗病基因导入栽培品种中，为创制持久抗病的下一代甘蔗新品种奠定了坚实的理论基础。
围绕甘蔗病害防控，张小秋还开展了甘蔗白条病、黑穗病等病原生物学及防控技术研究。利用多光谱遥感平台，构建了甘蔗不同生育期的株高模型，开展快速预测甘蔗产量、株高系统及甘蔗白条病发生的监测模型研究，为甘蔗病害抗病性评价奠定基础。参与完成甘蔗优良品种（系）甘蔗黑穗病和褐条病抗病性评价1032份，筛选出核心抗病种质106份，参与选育11个甘蔗新品种，参与完成“抗黑穗病甘蔗新品种桂糖55号的选育与应用”和“甘蔗黑穗病综合防控关键技术研究与应用”的科研成果；开展了无人机在甘蔗上的应用研究，集成创建了植保无人机在甘蔗病虫害上的防控技术，参与完成“甘蔗安全高效植保关键技术创新与应用”的科研成果。
经过多年的努力和付出，张小秋取得了一系列成绩，先后主持国家自然科学基金1项，广西自然科学基金4项，广西农业科学院基本科研业务专项2项，以第一作者/通讯作者发表论文12篇，以第一完成人获授权专利6件，主持编著1部，参与编著4部，参与国家自然科学基金、广西自然科学基金、广西科技重大专项，国家重点研发子课题等项目10多项，荣获广西农业科学院科学技术奖3项（排名第2、2、7）。
张小秋始终恪守持之以恒、刻苦钻研的探索精神，并荣幸入选八桂青年拔尖人才项目（第二批）、广西农业和乡村振兴人才培养支持专项农业科技青年人才托举工程项目。
“在今后的科研道路上，我将一如既往持续求索、勤勉不辍，以实现甘蔗病害防控为最终目标，开展攻关研究，做好中国糖业安全的‘守门人’，为甘蔗产业发展贡献自己最大的力量。”张小秋说道。
张小秋在进行病原菌分离培养实验
张小秋在进行甘蔗病害抗病性调查
院办公室 薛臣艺供稿/张小秋供图
一审一校：黄东亮
二审二校：关妮纳
三审三校：陆炳强
