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为粮食作物生产保驾护航——济南大学的这个项目获得了特等奖
近日，由共青团中央、中国科协、教育部、中国社会科学院、全国学联共同主办的第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛中，由济南大学生物科学与技术学院樊祥宇老师指导，卢佩瑶、孙傲雪、李静雯、白雅琪、程馨慧、王君宇、宋圆静、张佳、魏亿婧、陈振宇同学完成的作品《麦香“噬”溢——新型小麦噬菌体农药》斩获全国特等奖。这是该校在“挑战杯”竞赛“揭榜挂帅”专项赛中取得的历史性突破。本届“揭榜挂帅”专项赛共吸引2.7万余人参加，提交参赛作品6500余件，全国410余所高校和企业的1950余件作品入围终审决赛。
《麦香“噬”溢——新型小麦噬菌体农药》研究团队以噬菌体为研究对象，应江苏中旗科技股份有限公司和中国农药工业协会号召，以防控小麦重大病害为研究目标，以新型噬菌体农药的研发为研究内容，将研究成果通过技术进一步转化并推广应用。目前，该项目在申请专利中。
小麦作为我国重要的粮食作物，其生产过程中细菌侵入、病害频发、农药喷洒等粮食安全面临严峻挑战。当前针对小麦防控依赖的传统化学药剂存在老旧、效果不佳及抗药性增强等问题，为保障小麦生产安全，迫切需要研发自主知识产权的新型绿色防控药剂，以应对小麦病害。该团队研发出防治小麦频发病害问题的两类产品：一类是液体型产品思派菌灵，在疾病高发期喷洒能够“一阵见血”直击病害，杀死细菌、快速起效；二类是固体型产品思派菌灵，创新性地采用微胶囊技术，延长了噬菌体的作用时间，有效、长效地起到缓释预防的作用。在研发过程中针对提取和杀菌技术进行了升级和创新，其中宏病毒提取联合 MST 热泳动检测分离技术将提取效率提高近十倍，分离出新型噬菌体杀菌效率提高近百倍；还有噬菌体与生防菌联用技术，噬菌体能精准杀灭有害菌，为生防菌发挥抗菌和促生作用提供有利环境。
谈到研发的产品，项目负责人卢佩瑶说道：“固体型的思派菌灵最初犹如一个‘包子’的形态，随后技术升级成为了‘花卷’形态，一层皮一层馅的叠加形态在降解时可以更加充分，缓释时间也更加持久，这就能大大降低了用药成本，为种植户用药省下一笔开支。”当前，噬菌体在禽类、水产养殖病害上试验成功，应用到植物病害中，是一次有益和突破的尝试。通过技术的创新、升级改良，让噬菌体在农作物应用上开辟了新天地。经行业权威专家鉴定，该项目所研发的微生物制剂很有发展潜力，为研发治疗作物细菌性疾病提供了新思路、新策略。
此研究项目在多家企业进行了实地实验，植物细菌噬菌体效价可以高达10^10 PFU/mL，防治小麦黑颖病、叶枯病的效果显著，用药成本也降低近30%。固体型噬菌体的运用使得用药剂量大大减少的同时，土地破坏率也急剧下降从而极大的提高了耕地质量。生态环保的土壤培育，绿色安全的粮食产出，为我国粮食安全和农业的可持续发展提供了保障。
该项目的指导老师樊祥宇，他曾指导过很多学生团队利用噬菌体的杀菌特性，来杀灭不同的细菌性疾病。例如，有的是利用噬菌体做饲料添加剂，杀灭禽类养殖过程中的大肠杆菌；有的是利用噬菌体做水产养殖添加剂，杀灭鱼虾养殖过程中的弧菌等。该项目也是利用噬菌体做生物农药，治疗小麦黑颖病、叶枯病的。这些项目都完美契合了“One Health”框架下减少抗生素使用和降低耐药性风险的大健康理念。
任何一项研究成果的取得都不是一帆风顺、触手可得的。卢佩瑶介绍，在产品研发的时候，对菌体温度的把控和水量的控制是团队反复实验的一环，因为温度过热菌体会失活，水分过多又难以保证颗粒的干燥，为了达到这一平衡，他们不厌其烦的一次次测试。项目前期有关噬菌体农药在植物领域运用的成果还获得首届青年绿色科技创新大赛金奖、第九届全国大学生生命科学竞赛(创新创业类)国家三等奖、山东省第十届大学生科技创新大赛二等奖等。通过这些前期的研究铺垫和团队成员们的齐心协力，为项目最终的成功打下了基础。她说：“科研工作往往重复又极具挑战，但因为是你所酷爱的，所以会从每一个小小的发现中感受到喜悦，从每一次小小的进步中获得满足。”（通讯员：刘珂珂 张婧）
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