王彦辉:致力于农药减量增效,为农业提质保驾护航
  • 发布单位:院办公室
  • 2021年01月14日 16时19分43秒
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广西农业科学院首届青年拔尖人才系列报道之二十四

王彦辉:致力于农药减量增效,为农业提质保驾护航

2012年6月,王彦辉从湖南农业大学农药学专业毕业,获农学博士学位,随后进入广西农科院植物保护研究所农药与杂草研究室工作,主要从事杂草抗药性与防控技术研究。

“工作后需要经常下乡下田,跟着老一辈杂草防控专家学习,了解到广西农作物杂草发生情况和发生规律,发现广西的气候条件很适合杂草生长,一年四季都有杂草发生,危害很严重。在与农民和农药企业交流过程中发现农民常抱怨除草剂效果差,但农药企业家却说自己的除草剂没有问题。”王彦辉说。

通过与老一辈专家交流,王彦辉意识到,由于农村劳动力减少,为了有效控制杂草发生使用除草剂是一种高效的手段。由于用药次数多,用药剂量过高,造成杂草抗药性迅速发生,从而导致除草剂的防效下降。根据生产实际产生的问题,王彦辉快速确定了自己的研究方向——杂草抗药性和防控技术研究。

杂草抗药性研究首先要明确什么杂草对什么除草剂产生了抗性,这就面临杂草种子的收集和抗药性的测定。王彦辉坦言,这项工作最基础,同时工作量也非常大。

广西甘蔗种植面积全国第一,是名副其实的“糖都”。然而甘蔗田除草剂品种单一,有的使用时间超过20年。为了摸清广西甘蔗田主要杂草对主要除草剂的抗性水平,每年的6-10月份广西最热的天气时都要去收集杂草种子。王彦辉采集了13个市甘蔗区等87个地点209个马唐种群、168个光头稗种群和135个牛筋草种群。他采用盆栽法测定并分析了广西甘蔗产区禾本科对莠去津的抗性水平,明确了抗性种群的分布和危害,同时测定对其他光系统Ⅱ抑制剂(莠灭净、敌草隆、环嗪酮)、乙草胺和草甘膦等交互抗性。在调查过程中他还发现,甘蔗田马唐明显对常用光系统II除草剂(莠去津、莠灭净和敌草隆)产生抗性,因此想到以马唐为研究对象深入开展对莠去津抗性机制。2013年,他获得了第一个甘蔗田杂草抗药性的国家自然科学基金资助,这让他更有信心把这项研究做下去。

使用现代分析方法和分子生物学手段研究马唐对莠去津的抗性机制,王彦辉发现马唐对莠去津的抗性并不是除草剂的靶标位点突变引起的,而主要原因是马唐快速代谢除草剂莠去津导致除草活性降低,初步明确杂草对光系统Ⅱ抑制剂的抗性机制。此外,他还发现牛筋草对草甘膦抗性机制主要是草甘膦在牛筋草中的靶标位点T-102-I、P-106-S、P-106-A产生了突变,从而引起草甘膦不能有效杀死牛筋草,这些发现为指导农民合理使用除草剂和抗性治理提供了有利的科学依据。

在田间试验过程中,王彦辉发现并成功分离一株能有效防控甘蔗田恶性杂草红花醡浆草的生防菌,采用溶剂对菌的发酵产物进行提取发现其代谢产物能很好抑制杂草的生长。为了寻找新型的除草剂,王彦辉团队对发酵产物进行分离纯化并对除草剂活性和机制进行研究。针对这项研究,2017年王彦辉再次获得国家自然科学基金资助。这些代谢产物可以为开发新型除草剂提供先导化合物,在该基金的资助下,王彦辉团队分离和鉴定出多个化合物。

为了进一步提升个人的研究水平和提高对外交流能力,2018年王彦辉申请获得国家留学基金委资助赴澳大利亚西澳大学杂草抗性研究所进行学习和交流,继续开展杂草抗药性和抗性治理工作。这给了他一个与世界一流杂草抗性专家澳大利亚两院院士Stephen Powles和余勤教授深入学习的好机会。澳大利亚除草剂抗药性研究所是专业从事杂草抗性调查检测、抗性机理和防控技术应用和推广的科研机构。通过学习和交流,王彦辉发现西澳洲主要以种植小麦和油菜为主,当地农场主非常重视除草剂的使用和杂草抗性的发展,主动提供疑似抗性的杂草种子给该研究机构进行检测和研究。该研究机构将抗性水平和抗性机制进行检测和研究,将结果反馈给农场主并提供除草剂使用指导。通过学习,他希望能将国外一些先进的理念和管理方式应用到广西杂草治理,为农药减量使用和广西农业生产提供科技服务。

经过多年的针对性研究工作,王彦辉在杂草抗药性和防控上取得了一系列成就,除了先后主持国家自然科学基金2项、广西自然科学基金2项、院青年拔尖人才项目和广西作物病虫害生物重点实验室项目外,他还积极参加多项国家重点研发项目、国家自然科学基金和公益性(农业)行业科研专项等项目10余项。先后发表多篇研究论文;申请国家发明专利5件,获授权国家发明专利3件,申请并授权实用新型专利1件。因科研业绩突出,王彦辉顺利评上了副研究员,成为植保所农药与杂草室副主任,兼广西大学、长江大学和湖南人文科技学院等高校的研究生导师、国家自然科学基金通讯评审专家、中国植物保护学会青年工作委员会委员和中国植物保护学会植物化感专业委员会委员。

在科研过程中,王彦辉一直思考如何将自己的科学研究成果更好应用于现代农业并指导农业生产。他明确说道:“如何让农民快速识别杂草产生了抗药性,对哪些除草剂产生了抗性,这样能让农民更好对草下药和精准施药,提高除草剂的利用率,同时使用不同的方式进行杂草防控,进而延缓除草剂抗性的发生和发展,从而达到除草剂减量使用,为农业提质增效保驾护航,这将是我今后的研究方向和奋斗目标。”


王彦辉在实验室进行除草剂含量检测


王彦辉在田间收集杂草种子

院办公室  薛臣艺供稿/王彦辉供图  杨景峰审核

责任编辑:薛臣艺