赵永田 王兴娥 黄太凤 刘莉梅 潘婷 赵宇

(黔南民族师范学院生物科学与农学院，贵州 都匀 558000)

2019年由教育部主办的“新农科建设北大仓行动”提出，要通过加强创新意识、创新能力和科研素养，培养一批农科“双创人才”，开启了新农科人才创新型培养的新变革[1]。新农科建设是当前我国涉农院校农业人才培养体系改革的着力点，为培养什么样的农科人才指明了道路和方向。植物保护专业作为传统农科专业，其专业实践性要求非常高，在人才培养的过程中难度较大[2]。培养的人才往往理论知识丰富，而动手能力欠缺，尤其是田间病虫识别诊断能力弱，造成无法真正指导田间生产。尤其是在当前专业课总学时减少的情况下，教师一般会优先保障理论课时，而牺牲一定量的实践课时[3]。同时，大多数课程实验往往是验证性实验，对于培养学生的创新思维、开放思维较为欠缺，达不到科研素养的训练，不利于培养创新创业型农科人才[4]。面对此种情况，如何在不改变现有实践课时的条件下，进一步加强学生的创新思维及科研素养值得研究与探索，对于培养“双创人才”意义重大。基于此，本项目以黔南民族师范学院建设的植物病害检测与绿色防控创新创业实践实训基地为载体，开展植物病理学方向人才创新创业能力及科研训练的探索与实践，以期为植物保护专业“双创人才”的培养提供理论支持与借鉴。

1 植物病害检测与绿色防控创新创业实践实训基地建设背景

相比农业害虫的识别，植物病害的诊断由于病原多为微生物而导致识别难度更大，给用药指导带来困难。而植物病害的识别与诊断是植保专业学生必须掌握的一项专业技能，是开展田间指导的前提。虽然各大农林高校通过观察植物病害标本、PPT图片展示、实验室菌种培养观察、田间病害识别实习、植物病害识别大赛等方式开展植物病理学的教学，训练学生识别植物病害的基本能力。但由于课时少、菌种少、实践实习比重有限等限制，学生的动手操作和创新训练没有得到真正的培养[5]。同时，各省份、各地域主栽作物不同，发生的主要病害及流行规律不同，且耐药性不同，教材中通用的用药推荐防治效果差，不能因地因时制宜，这些因素导致地方院校培养地方实用人才难度更大。如何在讲授理论知识和传统验证性实验的同时，进一步训练学生识别与诊断本地作物主要病害的能力，同时筛选适合防治本地病害的有效杀菌剂，训练学生的创新思维异常重要。因此，本校创建植物病害检测与绿色防控创新创业实践实训基地，配备基本的病害培养、纯化、鉴定及药剂筛选设备及仪器，在植物病害实习过程中，难以识别和诊断的作物病害依托该平台开展培养及鉴定工作，并对鉴定出的病原菌开展防治药剂筛选，为田间用药提供指导。

2 植物病害检测与绿色防控创新创业实践实训基地开展的内容

该平台聚焦黔南特色果蔬(刺梨、火龙果等)、中药材(猴耳环、太子参、药用蕨类等)、茶叶(毛尖茶、福鼎等)、食用菌等产业，以制约产业发展的亟需解决的植物病害开展科学研究、服务企业需求等，并将筛选到的绿色防控方法深入企业、农户开展技术培训与帮扶，具体将开展以下研究内容。

2.1 植物病害标本的制作

植物病害标本是对植物发病症状最直观的记载和描述，了解田间发病情况的最好方式，是指导农业田间生产的重要参考资料[6]。植物保护专业的学生在进行植物病害的学习或研究过程中，植物病害病叶的采集和病害标本制作是首要的工作，也是植保专业学生必须掌握的一项专业技能[7]。通过该平台，学生可以对教材中介绍的病害进行标本制作，也可以采集实验室没有的病害制作成标本，丰富实验室标本数量与质量，为后期教学和科学研究提供保障。在该部分将制定植物病害采集部位、份数、采集记录、携带、整理，浸渍标本和干燥标本的制作流程，标本保存及标签等。通过该环节，可以培养学生的动手操作能力和思考能力，为后续的病害鉴定提供条件。

2.2 植物病害的分离、纯化与鉴定

对于不能识别和诊断的植物病害，需要进一步分离与纯化培养，并采用生物显微镜和分子生物学手段进行鉴定其病原。根据已有研究发现，很多不同地域或不同作物的同一病害的病原可能不止一种，这为防治该病害带来了困难，也给诊断增加了难度[8,9]。因此，分离鉴定病原显得尤为重要，意义重大。通过该平台，学生可以对采集的病部组织进行培养，掌握分离纯化病原菌的操作，同时对未知菌种开展鉴定工作。这部分环节需要掌握培养基的配制、病原菌的纯培养、生物显微镜的使用、微生物形态观察、微生物DNA的提取、核酸序列的比对、分子进化树的构建等。通过该环节，不仅可以培养学生实际操作能力，更为主要的是培养学生探索追求真相的科研能力。本部分的训练不再遵从验证性实验的已知结果，而是真正地在探索未知的领域，极大地激发学生参与的积极性，激发了学生潜在的探索真相的求知欲。

2.3 病原菌致病检验

通过分离纯化鉴定的病原菌，还有一个重要的工作，就是要验证其是否具有致病性，这也是检验分离出的病原菌是否与采集的病部组织发病症状一致的关键步骤[10,11]。病原菌的分离纯化是一个复杂的过程，大多时候分离出的病原菌不止一个，有些分离出的菌群可能不会导致作物感病，有可能是病斑携带的共生菌群，或植物体本身的共生菌群。因此通过科赫法则，可以把分离出的病原菌再回接到植物上，通过观察其致病能力，再次判断该菌群是否为致病菌，是否为引发该病害的病原。这部分需要学生掌握植物的栽培管理技术、微生物致病性接种技术等。通过该环节，学生进一步掌握土肥管理，尤其是光照、湿度等对植物的影响；掌握病原菌致病性，更好地掌握病原、环境、植物三者之间的关系。本部分工作较为繁琐和细致，能够较好地培养学生的科研素养。

2.4 病原菌生物学特性的研究

已有研究表明，不同的病原菌对营养物质的喜好不同，在不同的培养基、光照条件、温度条件及pH条件中生长快慢不同，产孢不同等[12,13]。对致病菌进行营养物质(碳源、氮源等)、光照、温度、酸碱度等生物学特性的探索，可以为致病菌的发病规律、防控手段等的研究提供理论依据[14,15]。该部分的探索，对于掌握病原菌的生长条件，尤其是调查田间发病规律具有一定的指导意义。学生在该环节可以系统学习并掌握正交试验的设计，再与该病的田间发病条件结合起来，对于掌握该病害的发病规律具有事半功倍的效果。

2.5 病原菌防治药剂的筛选

识别并诊断病害，熟悉病原菌的生物学特性等环节，最终的目的是找到有效的防治办法，指导田间生产。由于各地域用药习惯不同，导致病害的耐药性不同，往往存在同一农药在不同作物、不同地域的防效差异较大，因此在指导农户田间用药时不能依靠教材中推荐的种类，也不能完全依靠商品登记的防治对象推荐用药[16,17]。再加上教材的滞后性，很多推荐的农药甚至可能被禁用，不符合现在绿色防控的要求[18,19]。而且很多农药更新换代较快，农药的商品名称较多，给农户选药带来较多不便。因此，有针对性地通过抑菌试验，筛选具有较高防效的农药，尤其是生物农药，符合当前“双减”要求，可以有效获取高效的推荐农药种类及剂量。通过该环节，学生不仅可以掌握杀菌剂的生物活性测定实验，而且由于采用的农药多为新农药，抑菌效果未知，是非验证性实验，所以通过这部分操作，可以获得具有创新性的试验结果，有效培养学生的创新意识、创新能力和科研素养。

2.6 药剂的抑菌机制研究

杀菌剂抑菌机理的研究，可以有效发现杀菌靶标，可为同类型药物设计提供参考，也可拓展其靶向菌群[20,21]；同时可发现耐药机制，有效指导田间用药，延缓菌群的耐药性[22,23]。因此，学生对筛选出的具有高效的药剂开展抑菌机理研究，可以进一步了解该药防控该病的作用特性，也可能发现药物新的作用靶标，拓宽药物的防治菌群等。通过该环节，学生不仅可以观察杀菌剂对菌体细胞结构、生理机制、分子机制等的影响，加深对微生物学病原体细胞结构、微生物代谢等知识的理解；更为重要的是，可以训练学生探索未知事物的科研素养，为其接受更深层次的深造和科研工作积累经验。

2.7 开展植物病害绿色防控科普

高校实践平台为开展专业科普教育提供了软硬件资源，具有先天性优势[24]。通过该平台系列研究，学生可以系统掌握某病害的病原、致病性、生物学特性、防治的有效药剂等，再结合田间病害发病规律调查及参考相关文献，制作完整的科普资料，向农户进行科普培训，提高实践运用性，指导田间生产。

3 实践效果

该平台创建以来，由10多位教师组建了特色果蔬、刺梨、中药材、茶等植物病害团队，指导学生开展病害分离鉴定及防治药剂筛选等工作。该平台自运营以来，结合教师的科研课题，引导学生以毕业论文的形式开展试验探索，如选题为茶树主要真菌病害病原分离鉴定与防治药剂筛选、辣椒疫霉菌生物学特性及防治药剂研究等；同时，鼓励学生依托平台申报大学生创新创业训练项目，如由学生申报获批的刺梨褐斑病病原分离鉴定与药剂筛选、刺梨专科医院——打通技术服务“最后一公里”等项目，以及正在申报的创新训练项目丹皮根石油醚提取物抑菌活性物质及抑菌机理研究等；此外，学生还可以进行自由探索，对自己感兴趣的校园植物病害，自己种植的阳台花卉病害，甚至部分学生自家种植的作物病害等开展研究。通过该平台，提高了学生毕业论文的质量，提高了参加创新创业申报的数量和质量。更为主要的是，学生会自行利用空余时间，主动思考，主动开展未知领域的研究，有效地锻炼了学生的创新意识、创新能力和科研素养。

虽然该平台在培养植保专业植物病理学方向“双创人才”方面发挥了较好的示范作用，但该平台目前最大的问题是仪器设备数量还不够，设备经费支持有限，很大程度上依靠团队教师申报的项目经费或获批的大创项目经费支持学生的探索。对于自由探索的学生或者与项目关联较远的探索，由于经费使用的限制将会受到一定的制约，不利于学生开展自由式创新训练。今后，将进一步申请经费支持，适当扩充仪器设备数量，提高平台级别，为更多学生提供创新创业训练和科研训练机会，培养一批“双创人才”，为地方农业产业输入理论扎实，实践技能强，能指导田间生产的实用人才。