深耕害虫治理 守护储粮安全——记江苏科技大学粮食学院院长鲁玉杰教授

自古以来，我国都是世界上的农业大国，即使到现代社会，我国作为一个拥有14亿人口的国家，粮食的重要性不言而喻，粮食的安全问题理所当然地成为重中之重。你或许并不知道，粮食安全并不是年年收成好，除了保障田地粮食丰收之外，粮食收获季结束后，储粮加工运输等多个环节也非常重要。据统计，全球每年因储粮虫害等原因，就有8％～14％的粮食受到损失，不仅影响农民收入和粮食产出，更威胁到国家粮食安全。

作为世界上储备粮食最多的国家，如何保障解决储粮虫害、减少粮食损失问题，是众多农业科研人员的责任和研究目标。江苏科技大学粮食学院院长鲁玉杰教授，就长期从事粮食安全储藏与害虫综合治理。在生活中她是一位儒雅随和、知性温柔的女性，但在工作中她又是果敢利索、深耕在科研一线的巾帼科研人。现已主持和完成了多个国家重点科研项目，在粮食储藏害虫综合治理方面取得了一系列创新性的科研成果，为保障我国的储粮安全做出重要贡献。

绿色防控 储粮虫害

鲁玉杰生于1971年，自幼时起生活在那个不富裕的年代，养成了珍惜粮食的习惯。随着逐渐长大，她在学习中成长，在成长中立下了要为祖国做贡献的梦想。学生时期，她对生物学科产生了浓厚的兴趣，她觉得如果能够做好粮食作物的虫害防治的话，一定能够提高粮食产量。

1989年，鲁玉杰如愿考上了河南农业大学生物资源专业，在校园里她刻苦努力，认真学习，保持着优异的成绩。1995年她又在本校农业昆虫与害虫防治专业攻读硕士学位，对于一名女生来说，选择这个专业难能可贵，毕竟很多女生都讨厌甚至害怕虫子这种生物，但是对于鲁玉杰而言，这显然已经成了她的兴趣所在。

1998年，取得硕士学位的鲁玉杰，考入了南京农业大学植保学院昆虫系攻读博士学位，主要从事昆虫化学生态及其综合防治。当时的她，已成功地研究了烟青虫、棉铃虫性信息素及其植物挥发物在综合防治中的应用，并且首次解决了国内外应用性诱剂季节性变异的难题，已初步具有生产、开发的意义。

2001年6月博士毕业以来，鲁玉杰就一直从事粮食安全储藏与有害生物防治方面的研究工作了，在储藏害虫或农业害虫领域开展化学生态的进一步研究，这一研究方向涉及到物理、化学、生物化学、分子生物学等学科，具有广泛的应用价值和巨大的经济利益及潜在的推广、开发市场。

长期在粮食储藏行业的教学和科研的第一线工作，促使鲁玉杰养成了敏锐的科研思维能力和较高的学术造诣，尤其在粮食储藏品质和有害生物综合防治方面，她做了大量的工作。在粮食储藏行业内连续在5年内获国家自然科学基金项目资助达4项，她开辟了储藏物昆虫基础研究的先例，在储藏物昆虫的无公害防治技术和害虫的抗逆的适应性方面取得了显著的成就，比如，鲁玉杰发明了一种可以引诱多种储藏物昆虫的引诱剂，并且已经在广东、杭州、山东和福建等省市广泛推广应用，可以有效减少储粮害虫的虫口密度，减少磷化氢的熏蒸次数，产生了巨大的社会和经济效益。

储粮虫害不仅造成了严重的粮食损失，还会造成粮食的加工品质、食用品质和种用品质下降，甚至导致粮食的霉变和发热。虽然可以使用引诱剂减少储粮害虫，但是如果能在储粮虫害发生早期就检测出害虫存在、发生区域等情况，就可以及时采取相应措施减少粮食的损失了。对此，鲁玉杰又开展了储粮害虫的监测和预警研究，打破了传统的粮食虫害检测方法，在储藏物昆虫的检测技术和智能化监测方面取得了重大突破，研制了粮堆中储粮害虫的在线监测系统和装置，开发了储粮害虫智能化监测系统，包括害虫的数量识别和种类的识别，数据的传输和无线接受等设施，该成果目前已经申请发明专利3项，并已在3个国家粮食储备库进行实验，突破了粮情监测系统中害虫难以识别和实时监测的难题，对于粮食产业的信息化建设和无公害防治技术领域具有重要的影响。

除此之外，鲁玉杰还在基础研究领域中研究了储粮害虫对“三低”储粮技术适应性的分子机理，鉴定了保幼激素和类胰岛素激素对储粮书虱和赤拟谷盗对低温、低氧和低剂量磷化氢适应性调控的信号传导途径，对于储粮害虫开发新靶标的生物源农药具有非常重要的参考意义。

创新研发 粮安天下

习近平总书记曾说过：“要确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。”我国始终重视粮食安全，中央一号文件提出“全方位夯实粮食安全根基，强化藏粮于地、藏粮于技的物质基础”。然而，据世界粮农组织估算，我国粮食依然在产后环节损耗严重，尤其是在储藏、运输和加工环节，每年损失量约350亿公斤，其中每年因储粮害虫造成的损失占粮食产后损失的30％左右。

在此方面，鲁玉杰研发的储粮害虫智能化监测和预警系统，可实时监测害虫发生数量，进而对害虫进行早期防控，从而减少害虫危害程度，达到减少磷化氢熏蒸次数的目的，在我国耕地有限的情况下，对于保障粮食安全，改善粮食储存条件，减少储粮环节损失具有重要意义。

近期，鲁玉杰又在储粮害虫低氧适应性分子机理开展了相关研究，针对目前储粮害虫对于低氧产生适应性，使得低氧储粮技术遇到了严峻的挑战，为解决粮食安全保证中的“卡脖子”问题。她已经通过前期研究基础发现，在几种储粮害虫中，赤拟谷盗对低氧的耐受性最强。赤拟谷盗和嗜虫书虱的低氧处理的转录组分析对比发现类胰岛素途径中的MAPK基因表达量上调了2倍以上，而且糖酵解的限速酶丙酮酸激酶的含量增高。对MAPK信号途径中相关的基因功能研究中也发现了MAPK、p38、MNK以及eIF4E基因在赤拟谷盗低氧耐受性中起重要作用，另外p38基因沉默后海藻糖、葡糖糖及糖原的含量明显降低。说明了MAPK－p38－eIF4E信号途径可能通过调控糖代谢途径从而在赤拟谷盗低氧的适应性中发挥作用。但是该途径如何相互作用目前还不清楚，为此，鲁玉杰在主持的国家自然科学基金面上项目“嗜虫书虱类胰岛素信号途径及其对生殖适应性的调控作用”项目中，在假设类胰岛素肽类的MAPK信号通路中的MAPKK6、p38、MNK以及eIF－4E激活海藻糖糖酵解途径的开启基础上开展研究，以求阐明MAPK－p38－eIF4E对赤拟谷盗低氧适应性的调控作用，从而解决储粮害虫低氧适应的问题。

此外，鲁玉杰还针对外来生物入侵开展了相关研究，她表示，我国是世界上遭受生物入侵最严重的国家之一，目前我国已确认传入外来入侵物种680多种。我国是原木、粮食及水果重要的进口国，常携带个体微小、隐蔽活动的有害生物，生物入侵严重威胁我国农林业生产、生态安全、人畜健康，如何高效侦测、准确识别和有效处置这类货物中的潜在入侵生物是当前的重要课题。因此，研发高效智能侦测技术和装备及应急处置技术，建立“前哨监测－紧急处置－廊道拦截”一体化生物安全技术体系，是防控潜在外来物种扩散成灾的前瞻性和主动性举措，以保障我国生物安全和生态安全。为此，近年来，鲁玉杰围绕重大高风险入侵物种跨境溯源技术、综合预判技术、现场检测与前哨廊道监测拦截技术，以信息化和智能化技术为核心，研发入侵物种跨境溯源诊断、风险分析及预警、动态智能监测、大宗货物现场快速检测技术与装备，形成高风险入侵物种跨境追踪溯源与前哨廊道监测拦截技术体系，建立入境口岸风险动态监测群与监管示范基地，从源头管控和遏制生物入侵。该项成果主要创新点在于，开发了化学信息、图像形态等全链条流程的大数据深度学习技术，研发了入侵物种跨境追踪、智能监测和高效拦截和紧急处置技术，并且针对重大高风险入侵物种建立监测、拦截及检测设备多种应用场景。

迄今为止，鲁玉杰已主持和完成了国家自然科学基金项目4项、主持国家“十三五”和“十四五”重点研发项目课题与子课题等省部级以上项目15项以上，主持企业横向合作项目20余项。申请国家发明专利20项；近年来已发表论文150余篇，其中20篇SCI和EI收录论文；主（参）编专著和教材6部。由于取得的出色科研成果和做出的重要贡献，曾获得国家科技进步二等奖和江苏省科技成果二等奖等多项省部级奖励，曾获河南省“三八”红旗手。并且具有较好的组织协调和团队管理能力，带领团队也取得了优秀基层组织等多项荣誉。

粮安天下安，农业稳社稷。从现在到未来，鲁玉杰将继续坚守粮食安全储藏与有害生物防治领域，科研深入耕耘、不断创新突破，取得更多成果，守护好中国人的“粮仓”。文／张玮