防治结痂不再困难 完全治疗有助于小麦“排毒”

随着天气转好，江苏省秋粮稻已基本收获，全年粮食生产有望再创丰收。在稻麦轮作的江苏省，夏收小麦也支撑了一半的粮食收成。

“江苏省食品质量安全面临的最大风险之一来自小麦被镰刀菌毒素污染。我们发展了近20年的小麦镰刀菌毒素污染的风险形成机制和关键控制技术，解决了毒素发现和控制难的问题。”近日，江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所首席科学家石研究员告诉记者，他们研发的毒素控制关键技术得到应用，大大降低了毒素污染程度，解决了小麦带毒收获的产业难题。该成果获得2020年江苏省科学技术奖一等奖，相关技术推广4070万亩，新增产值50.9亿元。

毒素污染是小麦质量安全的主要风险。

小麦是我国重要的粮食作物，年产量约1.3亿吨。每年五六月份，长江中下游江淮麦区迎来小麦丰收的季节。

正常的麦穗是金黄色的，籽粒饱满，黄白色。但全球范围内的真菌性病害——赤霉病，堪称小麦的“毒瘤”，在江苏多个地方造成小麦穗干枯、籽粒空瘪，收到的籽粒也因毒素而存在重大食品安全风险。

近年来，受全球气候变化和作物栽培制度变化的影响，我国小麦赤霉病的发生危害长江中下游地区，甚至持续向黄淮麦区扩展，发生频率不断增加，危害日益严重。据统计，2010年以来，我国小麦赤霉病从偶发到连年爆发，长江中下游麦区尤为突出。疮痂病每年造成的直接经济损失超过100亿元，严重影响了我国的粮食安全和人畜食品安全。

江苏省农科院农产品质量安全与营养研究所刘鑫博士介绍，小麦赤霉病是由镰刀菌引起的，感染后的小麦不仅产量大幅度下降，甚至无法收获。“镰刀菌还会产生呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、富马酸毒素等160多种毒素。”刘欣说，吃病麦会引起头晕、发热、恶心、腹泻、流产、死胎等急性中毒症状，严重时可引起出血，影响免疫力和生育能力。一些镰刀菌毒素也会诱发肝癌和食道癌，各国制定了严格的限量标准，限制其在食品中的含量。

毒素的准确识别成为风险管理和控制的关键。

过去控制小麦镰刀菌毒素污染面临三大瓶颈：镰刀菌毒素种类多，结构复杂，难以鉴定；产毒素细菌特征不清，毒素污染规律不清；药物筛选靶点失焦，关键控制点难以确定。

石告诉记者，他们确立的思路是，从建立高通量多毒素筛选技术入手，摸清毒素污染发生规律，明确关键控制点，研究开发减毒关键技术，建立病害防治与减毒协作全过程控制体系，为解决小麦毒素污染防治监管产业难题提供关键技术支撑。

首先，他们要解决如何快速发现毒素的检测问题。通常，研究人员在采集有病害的小麦样品进行毒素检测时，需要从样品中提取毒素，使用液相色谱-质谱(LC-MS)设备，并与镰刀菌毒素的参考物质进行比较，从而确定样品中含有哪些毒素以及含量多少。

经过研究，他们发明了镰刀菌毒素靶标的制备和高通量精确鉴定的关键技术：8种具有完全自主知识产权的标准物质。

经过连续10年2万多个样品的采样检测，项目组建立了全国小麦镰刀菌毒素污染数据库。首次揭示我国小麦镰刀菌毒素污染风险的波动规律，明确江淮麦区是毒素反复频繁发生的区域，呕吐毒素和玉米赤霉烯酮是江苏小麦污染的主要风险。

“我们对尖孢镰刀菌菌株40年的进化进行了监测，发现江苏省尖孢镰刀菌优势菌群为3ADON化学型，毒力最强，偏好稻麦轮作。”据主要完成人徐建红研究员介绍，他们揭示了江苏毒素高污染的菌源基础，为精准控制提供了明确的目标。

在明确毒菌群的基础上，研究人员还发现，开花期和初收期的高湿度环境是毒素复发的核心诱因。多菌灵是生产中常用的防病药剂，其复配剂的控毒效果较差，部分杀菌剂甚至刺激镰刀菌产毒。因此，关键控制点是花期控病减毒的协调和采后毒素监管。

项目组在江苏麦区找到“一号毒源”后，对症下药，筛选出多种高效抗菌、控毒药物，研制出戊唑醇“乐麦宝”新药，并得到广泛推广应用。乐脉宝的应用可使中毒降低75%，剂量降低10%。

同时，在解构镰刀菌毒素毒性功能位点的指导下，他们开发了一种毒素降解微生物剂来处理受感染的小麦籽粒，毒素降解率达到95%，为后续处理受污染小麦提供了有效技术。

目前，该技术体系已制定并作为国家农业行业标准发布，有效保障了江苏乃至全国小麦产品的质量安全。