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1999 年，农业研究人员在乌干达发现了一种新的茎锈病菌株，这是一种会感染小麦植株的真菌，曾在 20 世纪 50 年代摧毁了美国 40% 的小麦收成。数百万孢子已从乌干达传播到邻国肯尼亚，甚至更远的埃塞俄比亚、苏丹和也门，摧毁了一个国家高达 80% 的收成。事实上，阻止锈病摧毁中国、印度和乌克兰粮仓的唯一因素是伊朗连续几年的干旱。
世界应该希望该地区再有三个干旱年份，因为根据领先的农业研究机构国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）位于墨西哥的全球小麦项目主任汉斯·约阿希姆·布劳恩的说法，这需要这么长的时间才能培育出足够多的抗真菌小麦品系的种子。本周在墨西哥奥夫雷贡城举行了一次关于农业威胁的国际研讨会，《大众科学》网站采访了与会者布劳恩，以了解为击败这种真菌所做的最新进展。
[以下是采访的编辑稿。]
我们面临的问题是什么？
十年前，我们在乌干达发现了一种新的茎锈病菌株，这就是它被称为 Ug99 的原因。世界上超过 90% 的小麦品种都容易感染这种菌株。显然，这对生产构成重大威胁，因为从历史上看，茎锈病是最重要的小麦病害。
在 20 世纪 50 年代后期，茎锈病是农业科学家开发出抗性小麦品系的第一种疾病。抗性非常好，以至于 50 年来，我们都不用担心。诺曼·博洛格（1970 年诺贝尔和平奖获得者，抗性小麦的开发者）看到了 Ug99 的易感性，他敲响了警钟。随后成立了全球锈病倡议组织，以便在全球范围内对抗茎锈病。
本周，大约 300 至 350 名从事小麦育种，尤其是抗锈病的人员聚集[在国际研讨会上]，讨论开发抗茎锈病品种的最新进展。
问题有多严重？
茎锈病已在乌干达、肯尼亚、埃塞俄比亚、也门、苏丹和伊朗得到证实。从历史上看，中非和东非是新的锈病菌株的重要中心。我们知道，它从东非到亚洲、南部非洲，甚至澳大利亚的传播速度都非常快。
根据我们的监测系统，东非的锈病已经进入亚洲。它已经在伊朗建立。然后，它可以经由阿富汗到达巴基斯坦，进入印度，然后到达中国。这种情况在 1986 年之前就发生过。
当时，在东非发现了一种黄锈病菌株。在六年内，它从那里传播到印度，造成了超过 10 亿美元的小麦损失，主要是在土耳其、叙利亚、伊朗和巴基斯坦。
我们有所谓的锈病绘图仪，它可以持续监测风向。任何时候，我们都可以查找哪里爆发了锈病，并检查风的吹向。这使我们能够预测在哪里寻找锈病传播。
根据风向，我们已经看到孢子在 72 小时内从也门经巴基斯坦到达印度，再到达中国。在任何时候，如果下雨并且孢子落下来，我们都可能爆发新的流行病。
请记住，一旦易感品种受到感染，就会产生数十亿个孢子，因此它会在合适的条件下迅速繁殖。它们进入空气中，被风携带，并在短时间内感染大片区域。去年，我们很幸运，伊朗出现了非常严重的干旱，因此锈病不会繁殖。我为伊朗农民感到抱歉，但这确实保护了世界免受 Ug99 的侵害。
黄锈病是如何被阻止的？
我们发现了新的抗性来源，并用新品种取代了易感品种。就 Ug99 而言，这一过程较慢，因为只能在肯尼亚和埃塞俄比亚测试抗性。
每个知道茎锈病可能成为问题的小麦育种者都在将育种系送到肯尼亚和埃塞俄比亚进行筛选。已经测试了大约 20,000 至 30,000 个品系对这种锈病的反应。世界真的应该感谢这两个国家提供他们的资源。否则，我们就无法筛选出对这种疾病的抗性，世界只能等待这种疾病的到来。
到目前为止，测试发现了什么？
我们已经发现了对这种真菌具有抗性的小麦。这次[研讨会]汇集了锈病研究人员，以便他们可以交流哪些新基因可用于对抗感染。大多数抗锈病基因不再有效。
通常，抗锈性基于一个基因。要么植物具有抗性，要么易感。一个孢子落在叶子的表面上。孢子发芽。植物会做出反应[如果它具有抗性]。孢子试图打开的细胞会自我杀死，孢子无法生长也会死亡。这是一种典型的抗性反应。
但这只需要锈病方面的一个突变，然后它就可以克服这种抗性。这种抗性基因通常会持续四五年。然后，大自然会产生一个可以克服这种抗性的突变体。
CIMMYT 开发了另一种方法，我们尝试将四到五个小基因结合在一起。这些单独的基因都不能提供完全的抗性或免疫力，但每个基因都能将感染减少 15% 到 20%。如果将四到五个这样的基因结合在一起，就可以将抗性水平提高到非常高的水平。然后，克服一个基因的突变就不会造成太大的问题。
这在叶锈病方面是有效的。我们现在正在为茎锈病生产结合这种小基因的品系。我们在肯尼亚发现了这样的品系，美国国际开发署[美国国际开发署]已为埃塞俄比亚、埃及、阿富汗、巴基斯坦和印度等国家的种子生产提供了资金。抗性品种的繁殖正在顺利进行。
澳大利亚、加拿大、美国和乌克兰等提供世界大部分小麦的国家有多脆弱？
它们和世界其他地区一样脆弱。美国 75% 的品种都易感。从历史上看，茎锈病是澳大利亚、美国、加拿大和乌克兰的主要疾病。它们的[温带]环境使锈病能够快速传播。
想象一下，肯尼亚小麦田里的一位游客。数百万个孢子附着在他的裤子和鞋子上。他没有清洗它们，然后进入一个准备被感染的小麦田。你只需要几个孢子。
最危险的传播是通过人。一位访问过欧洲的农民将一种毒性很强的黄锈病引入了澳大利亚。
农民会种植这些新品种吗？
我们必须为农民提供比他们目前种植的品种更好的品种。农民 50 年来没有见过茎锈病，因此他们会忽略[这种威胁]。我们必须有产量高 10% 的品系，否则他们不会改变。
这些新品种是否会对其他问题（如干旱）带来好处？
我们不能只为一种特定性状开发一个栽培品种。它们必须有一个组合。该组合包括耐旱性、产量、承受养分缺乏的能力以及对多种疾病的抗性。
我担心对小麦研究的投资。私营部门对投资小麦的兴趣有限。大多数小麦研究都是由公共机构完成的。但我们可以在小麦方面取得与转基因棉花、油菜籽和大豆类似的进展。五六家大型国际公司每年在玉米研究上投资超过 10 亿美元。这比所有[公共部门]国际农业研究中心的预算总和的两倍还要多。
转基因小麦[含有修饰或导入的基因]将很有趣。但我们不允许使用它。没有国家发布过转基因小麦。如果我们能够使用基因改造，那将是解决小麦生产限制的新途径。
新品种是否容易感染某种新的锈病？
如果我们只有主要的基因，那么[新品种]就不会持续很长时间，这就是[CIMMYT]推动这种小基因或持久基因抗性概念的原因。将四到五个基因结合在一起，[其中]每个基因的效果较小。[将]所有五个[这些]基因结合在一起，每个基因提供 20% 的抗性，你可能会实现零感染。这种抗性将比仅基于一个基因的抗性持续更长时间。
农民开始种植新品种了吗？
我们上个夏天做了紧急繁殖。我们总共生产了 3.5 吨 12 个抗性品系。这些种子已发送到我之前提到的六个国家，加上土耳其。繁殖进展顺利。这些品系将在这些国家总共生产数百吨种子。今年秋季和明年秋季将种植更大的区域，然后在那之后的第二年，[种子]也将提供给农民。我们真正需要的，我们真正祈求的是，再有三到四年，环境不利于茎锈病流行。然后，我们将有足够的品种来避免灾难。