你知道吗？看似普通的玉米，正面临着一场看不见的“健康危机”——茎腐病。这种由禾谷镰刀菌引发的病害，能在悄无声息间摧毁整片玉米田，让农民辛勤耕耘的成果化为乌有。中国科学院微生物研究所郭惠珊团队近日创新性地运用MIGS（Microbial-Induced Gene Silencing，微生物诱导的基因沉默）技术，为玉米构建起一道对抗茎腐病的“分子防护盾”。该研究成果不仅为玉米健康生长保驾护航，也为农作物病害防控开辟了新路径。今天，就让我们揭开这项“以菌治菌”背后的科学奥秘。
禾谷镰刀菌：玉米的致命“刺客”
在玉米的生长历程中，禾谷镰刀菌（学名：Fusarium graminearum）宛如一个狡黠诡秘的隐匿刺客，悄无声息地潜入玉米内部，破坏植物的“血管系统”，导致茎秆腐烂、倒伏，最终让玉米无法正常生长。更可怕的是，它产生的毒素还会污染玉米粒，威胁人类和牲畜的健康。据统计，仅在中国，禾谷镰刀菌每年造成的农业损失就高达数十亿元。
过去，农民通常用化学农药来对付它，但长期使用不仅会让病菌产生抗药性，还可能污染环境。科学家们一直在寻找更安全、更持久的解决方案，郭惠珊研究团队近期的研究成果，让这个难题有了转机。
MIGS技术：给病菌的基因按下“失效键”
要打败敌人，首先要找到它的弱点。禾谷镰刀菌的致命弱点隐藏在看似坚固的细胞壁中。细胞壁对于真菌，就如同承重墙对于建筑，是维持其形态稳定与生存的关键所在。研究团队发现，只要让与真菌细胞壁合成密切相关的FgPMT2（Protein O-Mannosyltransferase 2，O-甘露糖基转移酶）基因失效，禾谷镰刀菌就会像被扎破漏气的皮球，“瘫软”下来，再也没有能力在农作物间兴风作浪。
那么，如何让这个基因失效呢？科学家们采用了MIGS技术，即微生物诱导的基因沉默技术。研究团队对有益微生物哈茨木霉进行巧妙改造，使其转变为一座能够高效生产dsRNA（双链RNA）分子导弹的工厂。当这些精心设计的RNA分子导弹进入禾谷镰刀菌时，会精准定位FgPMT2基因，找到目标后，它们就像一群“小捣乱”，紧紧地“缠”住FgPMT2基因，使其难以继续传递信息生成维持细胞壁的蛋白质。如此一来，病菌的细胞壁便会遭受严重破坏，变得千疮百孔，无法正常发挥其生理功能，进而无法正常生长繁殖。
盆栽实验：工程菌株大显身手
为了验证这项技术是否有效，研究团队在实验室开展了对比实验。他们给玉米幼苗接种了三种不同的处理：
只接种禾谷镰刀菌：玉米根部出现大量褐色腐烂病斑，生长严重受阻；
接种禾谷镰刀菌+普通哈茨木霉：腐烂病斑减少，但玉米的株高、根长等指标改善不明显；
接种禾谷镰刀菌+改造后的工程菌株（Th-FgPmt2i）：玉米根部仅有少量浅色斑点，株高、鲜重和根长显著优于前两组，几乎达到健康玉米的生长指标！
更令人惊喜的是，接种工程菌的玉米根部，禾谷镰刀菌的数量与对照组相比显著减少。这意味着，改造后的哈茨木霉不仅能“以菌治菌”，还能大幅降低病害的传播风险。
为什么这项技术如此重要？
精准打击，环境友好：传统农药“无差别攻击”，可能误伤益虫和土壤微生物，而MIGS技术只针对特定病原菌，对环境更友好；
一技多用，潜力无限：此前，郭惠珊团队已用MIGS技术有效地防控棉花和水稻的真菌病害，此次在玉米上的突破进一步证明，这项技术有望成为农作物病害防控的“通用武器”；
减少农药依赖：未来农民或许只需在播种时加入工程菌剂，就能长期保护作物，既降低成本，又保障食品安全。
未来展望：从实验室走向田间
但这项技术要大规模应用还需进一步验证。比如，工程菌在复杂自然环境中的稳定性、对其他微生物的影响，以及是否符合农业安全标准等。该研究的主要负责人赵建华项目研究员表示，下一步将开展田间试验，并探索将MIGS技术推广到小麦、大豆等作物上。
禾谷镰刀菌与人类的这场“攻防战”，展现了科技如何将自然界的微生物转化为保护作物的“盟友”。随着生物技术的发展，未来我们或许能告别对化学农药的依赖，让农业更绿色、更可持续。
（研究详情发表于aBIOTECH期刊，支持单位：中国科学院、国家自然基金委等。）
