做“用得上、有影响”的成果

 
 
做“用得上、有影响”的成果  
——从寻觅“理想水稻”种子看原始创新  

水稻作为世界三大粮食作物之一，人类对其高产的追求从未停止过。在近百年的历史上，以矮化育种为标志的“绿色革命”以及杂交育种技术使小麦、玉米、水稻等作物的产量大幅度提高，养活了越来越多的人口。

然而，在人们“吃饱”的同时，粮食“量”与“质”的矛盾也开始凸显。科学家们在育种领域艰辛探索，希望培育出产量高、品质好的“黄金”种子。

最终，这粒“理想水稻”的种子被我国科学家找到了。以李家洋、韩斌、钱前、王永红、黄学辉为代表的研究团队，历时逾20年密切合作，开辟了一条前所未有的“寻种之路”——“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”，引发了一场“新绿色革命”。2017年，该项目荣获国家自然科学奖一等奖。

这条寻觅之路是如何开辟的？科学家们如何联手推开了水稻品种设计的大门？

白手起家：做好打“持久战”准备

国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士李振声曾倡导：农业科研领域的主要目标之一，是要为“新绿色革命”准备基因资源。

然而，在那个育种学家们主要依靠“用眼看、用秤称、用尺量、用牙咬”的方式选育品种的年代，从分子机理和基因角度认识作物优良性状，可谓是科学研究尚需探索的领域。

1994年，李家洋全职回到中国科学院遗传研究所（现遗传与发育生物学研究所，简称遗传发育所）。那时，国家并不富裕，科研经费整体紧张，对于基础学科的资助则更少。李家洋早已做好心理准备，他在30多平方米的旧实验室里白手起家，依靠研究所支持的启动经费，开始建立自己的实验室。

开展研究工作，首要的是能保障课题组生存下去。为此，李家洋首先选择了在美国研究多年的拟南芥这一模式植物展开研究。他带领课题组潜心钻研，历时5年时间，在国内率先建立了植物图位克隆技术体系。

图位克隆技术能够在不知道基因的表达产物、未知基因的功能信息的情况下，把一个想要的基因从众多基因中分离出来。这为我国水稻功能研究奠定了重要基础，也为在水稻中进行基因克隆提供了技术路线。

回顾过去，李家洋笑称：“这就像在全世界找一个人那么困难。不过当时从国外回来时，我们就已经做好了打‘持久战’的准备。”

“我国粮食和农业增产的形势十分严峻。”在诸多场合，李家洋反复强调着这句话。转向水稻研究后，他心里想的是如何提高产量，如何才能改善稻米的品质和营养价值，提高其对自然灾害的抵抗能力，减少化肥农药的使用，实现资源环境的保护。

“围绕国家需求和巨大挑战，研究要具备一定的特色。”他为实验室的奋斗目标绘制了一张“蓝图”，即通过对水稻各种性状机理的剖析，培育出适合不同自然条件下高产、稳产和有营养的新品种。

设计育种的想法，在李家洋的心中逐渐萌芽。

协同创新：把一件事做到极致

与李家洋共同“开荒”的还有钱前和韩斌。那时，钱前是遗传发育所“水稻分子遗传图谱和基因定位”方向的客座科学家。如今，他已是中国农业科学院水稻研究所稻种资源研究领域首席科学家，2019年当选中国科学院院士。

“水稻的研究工作是极富智慧的，一株好的水稻要‘秀外慧中’，要求方方面面都‘恰到好处’。”这是钱前对水稻培育的愿景。

在同一座实验楼里，有着共同的目标，李家洋和钱前很多时间都在一起交流，探讨如何开展水稻分子遗传学研究，并常常讨论至深夜。