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为祖国种好一棵水稻
丁佳
   

李家洋院士(左)在江苏省沭阳县青伊湖农场查看水稻生长情况。新华社记者金立旺摄

  1月8日,北京,人民大会堂,中国科学院院士、中科院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋代表其领衔的攻关团队,从中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平手中接过了沉甸甸的红色获奖证书。

  因“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”研究,李家洋团队荣获2017年度国家自然科学奖一等奖。这一中国自然科学领域的最高奖项,也正是该团队十余年来不忘初心、牢记使命,誓为祖国种好一棵水稻的最佳写照。

  小水稻 大难题

  “八月剥枣,十月获稻”,正如《诗经》中所描绘的那样,中国种植水稻的历史源远流长。作为世界上最重要的粮食作物之一,水稻在保障我国粮食安全的重大战略需求中,有举足轻重的地位。

  虽然养活了世界一半以上的人口,但人类对小小水稻的认识,却并不能说“了如指掌”。

  在水稻等禾谷类作物育种中,由于产量与品质性状形成的复杂性,其调控机理尚不清楚,通过传统育种方法进行改良,也存在周期长、效率低等问题。

  尤其是近20年以来,以中国长江中下游地区为代表的水稻产量进入了缓慢增长期。主要表现为产量与早熟、品质、抗病虫和抗逆性等其他优良性状之间的矛盾,尤其在目前的高产栽培条件下,个体和群体的矛盾及产量和生育期的矛盾更加突出。

  民以食为天,党的十九大再次旗帜鲜明地指出,要确保国家粮食安全,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。

  “一颗种子看起来很小,但要真正把它做好并不容易,具有很高的科技含量。”李家洋说,“正如十九大报告中所提出的那样,研究所的科技创新事业要立足‘人民对美好生活的需要’,扩宽视野、谋划长远、站位高远、落在实处。中科院作为国家农业科技方面的一支重要战略力量,有责任在传统育种技术革新的进程中发挥作用。”

  “理想水稻”梦成真

  李家洋是这样想的,也是这样做的。作为该项目学术思想和研究战略的主要创立者、领导者和执行人,他与中科院上海生命科学研究院研究员、中科院院士韩斌,中国农业科学院中国水稻研究所研究员钱前,中科院遗传发育所研究员王永红和中科院上海生命科学研究院研究员黄学辉等科学家一道,开始了“理想水稻”的寻梦之旅。

  在育种专家的心中,一棵“理想水稻“应当是茎秆粗壮,分蘖数量合理,每个分蘖上都能长出大穗,粒大而饱满。

  找到这样一株“尤物”,是全世界水稻育种专家孜孜以求的理想,李家洋也不例外。他把全世界的水稻株型几乎研究了个遍——即使在历任中科院副院长、中国农科院院长期间,他也坚持一有时间就泡在实验室,十几年来,初心不改。

  经过十余年的艰苦探索和攻关,李家洋团队终于发现分离了控制水稻理想株型的主效基因IPA1。这种基因能让水稻的茎秆更粗壮,穗子大、谷粒大,而这些都是高产最重要的性状。

  “IPA1在田间表现平平无奇。”韩斌说,“但把IPA1优异等位基因导入水稻主栽品种中,就可以重塑理想株型性状,使产量显著提高。”

  而后,团队充分利用基础理论研究的优势和成果,建立了水稻分子设计育种的理论框架与技术体系,培育了基于“理想株型”的“嘉优中科”系列水稻新品种和具有“籼稻产量、粳稻品质”特征的“广两优”系列品种,已经在长江流域进行推广,为我国水稻分子设计育种与生产的跨越式发展奠定了开创性的基础。

  “绿色革命”新起点

  国际著名作物遗传学家、国家最高科学技术奖获得者、中科院院士李振声评价称,这一重大成果“是继‘绿色革命’和杂交水稻后的第三次重大突破,标志着‘新绿色革命’的起点”。

  但凡对育种有些了解的人,都会清楚这个评价的分量之重。

  上世纪60年代,科学家实现了矮化育种,将水稻产量提高了两到三成,这便是广为人知的第一次“绿色革命”;上世纪70年代,以袁隆平为代表的科学家实现了水稻杂交育种,使我国南方、东南亚等主要水稻生产区的产量有了第二次飞跃,作出了历史性的贡献。

  而李家洋团队带给中国和世界的,则是一种更有想象力的未来:在将来,育种就像组装电脑一样方便,人们需要什么样的水稻,科学家就可以把相关的水稻基因组合在一起,培育出满足需要的种子。

  十九大召开后,李家洋所在的中科院遗传发育所基因组生物学研究中心党支部为每位党员制作了党员标识牌,正面是身份标识,背面是入党誓词。这块标识牌,放置在了李家洋办公室醒目的位置,它将时刻提醒着这位育种界的“革命者”,继续去做别人没想过、没做过的事,为国家种好一棵水稻。

   
    信息来源:中国科学报 上网时间: 18-1-10 浏览次数:134
   

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