農(nóng)學家的科研日常

“春種一粒粟，秋收萬顆子”，要想得到“萬顆子”的收獲，需不斷優(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)學家的主要工作就是教民稼穡，指導農(nóng)民如何種好作物、獲得豐收。那農(nóng)學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)學的一大分支學科，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（míng，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。

日常養(yǎng)蟲（供圖/石堅）

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？”

睫毛能當切割刀？

解剖昆蟲是一項必備技能。由于不同種的昆蟲體型差異較大，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。當然，解剖昆蟲并非易事，眼準手穩(wěn)是最基本的“功夫”。可以說，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。

解剖昆蟲（供圖/石堅）

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低，隨之而來的改變是昆蟲取食量減少，害蟲對作物為害降低。

基礎(chǔ)夯實 田間論證

基礎(chǔ)研究的最終目標是田間應(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赴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。

田間接蟲（供圖/石堅）

“民為國基，谷為民命”，農(nóng)學家踔厲奮發(fā)的研究目標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)學家的職責，也是一直不變的追求！

（責任編輯 / 陳琛? 美術(shù)編輯 / 周游）