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科技青年 “湘”当有为|王立峰:与草为“敌”,守护稻田安全
新湖南 • 科技人物
2026-02-02 11:00:59

科教新报全媒体记者 谢扬烁

1月底,身着白大褂的王立峰在湖南省农科院的实验室里俯身观察显微镜下的千金子样本,窗外是长沙马坡岭绿意盎然的试验田,他的目光穿透玻璃和镜片,始终聚焦于那个威胁着中国亿万稻田安全的“绿色幽灵”千金子。

随着稻田免耕、播种技术的发展,千金子在稻田迅速蔓延,已成为稻田危害最严重的杂草之一,直接影响水稻产量和现代水稻轻型栽培技术的推广。

自2014年进入湖南省农科院工作,王立峰的科研之路始终围绕农业实际问题展开,长期奋斗在以千金子为首的稻田杂草除治的第一线,并取得了巨大进展。

2025年岁末,湖南省农业科学院科学技术部部长王立峰荣获第十三届湖南省青年科技奖。而在一年前的2024年,他的项目“杂草成灾机制及精准防控”成功获得国家优秀青年科学基金资助,实现了湖南省农业科学院在该项目上新的突破。

王立峰查看千金子性状​

稻田之困:溯源千金子传播机制

中国播种面积85%以上的粮食作物受杂草危害,每年造成的直接经济损失约1200亿元。其中,在南方部分稻区,千金子已演化成第一大恶性杂草。

“千金子防治的困难不仅在于其顽强的生命力,更在于它对除草剂产生的抗药性。”王立峰告诉记者,由于长期连续使用氰氟草酯、噁唑酰草胺等除草剂,导致千金子已普遍产生抗药性,防治难度进一步加大。

“这种杂草称为‘稻田的癌症’。”王立峰坦言,如果单纯用物理手段进行清除,防治就只能停留在表面。“但如果能从植物遗传的基因表达方式入手,根治千金子的生长则大有可为。”

2019年,王立峰与其团队提出从基因层面根治千金子泛滥的可能性,研究表明,千金子对氰氟草酯的抗性与靶标基因2027号和1999号位点突变有关。

真正的突破发生在2023年,研究团队在全球范围内首次公布了稻田恶性杂草千金子的染色体级别参考基因组。这一成果如同为对抗千金子提供了一份“精准情报”。

通过比较基因组学分析,研究团队发现千金子从其虎尾草亚科共同祖先分离出来后,发生了大量的染色体重排。结合转录组分析发现,千金子中许多抗除草剂相关基因来源于千金子的四倍化。

这项研究还揭示了多倍化赋予恶性杂草强除草剂适应性的分子进化机制。团队模拟构建了多倍化介导的除草剂抗性基因扩增模型,为多倍体杂草的抗性来源机制研究提供了关键参考。

王立峰走进培育室查看千金子​

精准防控:助力稻田安全生长

基于对千金子基因组的深入理解,王立峰和团队研创出水田“抑芽、控长”杂草绿色防控技术,并参与制定了农业农村部稻田杂草治理主推技术。

这项技术的核心在于“精准”二字。与传统广谱除草不同,新技术针对千金子的生长周期和遗传弱点设计干预点,在杂草萌芽期和生长期进行精准控制。

2023年,团队获得“黄腐酸及其盐在直播稻田杂草防治及水稻增产中的用途”专利。这项发明在水稻直播18-22天后施用黄腐酸及其盐,能有效防治禾本科杂草和阔叶杂草,同时提早水稻成熟,增加水稻产量。

王立峰解释道:“我们的研究从基因层面揭示了千金子抗药性的来源,这让我们能够开发出针对其弱点的防控策略,而不是简单地加大农药剂量。”

王立峰的研究并未停留在实验室和论文中。他的团队对89份来自中国的千金子进行群体基因组学分析发现,千金子在中国的传播路径很有可能是由南部、西南部省份传向长江中下游地区。

更重要的是,研究发现在传播过程中,千金子的抗除草剂能力逐渐增强,并有大量抗除草剂相关基因受到了选择。这一发现为预测和阻断千金子传播提供了科学依据。

在实际应用中,王立峰团队研发的绿色防控技术已开始在湖南主要稻区推广。与传统的化学除草相比,新技术不仅能有效控制千金子,还能减少30%以上的除草剂使用量,同时提高水稻产量。

一位使用新技术的农民表示:“以前打药越多,草长得越旺,现在明白了原因,用对方法,效果好多了。”

近年来,除了国家优秀青年科学基金,王立峰还主持了国家自然科学基金、国家重点研发计划课题、湖南省杰出青年基金等科研项目10余项,以第一或通讯作者在Molecular Plant等期刊发表SCI论文11篇,授权国家专利4项,获湖南省科技进步一等奖等多项奖励。

显微镜下,王立峰注视着千金子细胞分裂的过程。在另一栋楼里,他获得的国家优秀青年科学基金和湖南省青年科技奖证书静静躺在展示柜中。

从实验室的基因序列到田间稻浪的起伏,王立峰用科学的力量守护着中国稻田的绿色安全。而窗外的试验田中,新的研究正在继续,而随着王立峰与其团队不断攻坚克难,这场没有硝烟的“绿色战争”走向正逐渐明朗。

责编:伍芳芳

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