道可道中国“非常稻”

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李家洋(中)，中国科学院遗传与发育生物学研究所，在科学技术奖会议上

新华社

李嘉阳的团队在江苏省沭阳县(Baidu.com)的水稻示范田里

“‘粮食安全’是指确保任何人都能在任何时候购买并能够负担足够的生存和健康所需的粮食。”事实上，粮农组织采用的定义也是国际社会的一项要求。"这个国家以人为本，人民以食物为天."多年来，中国不仅致力于从根本上解决面临的粮食安全问题，而且为世界粮食安全做出了突出贡献。

中国一代又一代杰出的农业科学家和研究人员继续奋斗，与来自世界各地的同行一起，以增加粮食产量为核心目标，掀起了“第一次绿色革命”。此外，他们充分利用现代生物技术的成果，在农业基因组学的基础研究方面取得了一系列重大突破，正在催生一场“新的绿色革命”，这场革命增强了作物的功能，并将它们扩展到医药、能源甚至工业。在这一过程中，涌现出了中国农业科学院遗传与发育生物学研究所的李家洋、中国农业科学院中国水稻研究所的千千、中国科学院上海生物科学院植物生态研究所的韩斌等杰出科学家。最近，他们合作的“水稻高产优质性状的分子机理和品种设计”项目获得了中国自然科学领域的最高奖项，即国家自然科学一等奖。

赢得了农民的青睐，建立了声誉

2017年10月，江苏省沭阳县清漪湖农场1.4万亩水稻示范广场迎来丰收季节。在众多农业专家和媒体记者的见证下，万亩示范广场平均亩产实际达到911.3公斤，比当地主要品种亩产高出近270公斤。该品种不仅成功获得超高产，而且具有抗稻瘟病、抗倒伏、早熟等优良特性，同时种植面积北移。

上述水稻品种为“嘉优中科1号”，是李家洋团队利用“分子模块化设计”技术育成的系列品种之一。从示范田产量测定中获得的喜人数据，无疑是水稻品种“嘉优中科”的最佳广告。自从在示范田种植水稻秧苗以来，一些种粮农民一直在密切关注这一进展，而测得的高产使他们渴望尝试。

“在这么大的面积上有这样的产量是罕见的。单亩水稻的效益就超过1400元。”嘉友中科一号”是我们广大农民的福音。我得先种几亩地。”一个农民在微信群里留下了这样的信息。显然，他开始爱上了“佳友中科一号”。"去年我种了30英亩土地，平均价值1920英镑。"另一位种植者的留言透露了他种植嘉友中科1号的收获。对于新品种的粮食，种植者的声誉当然是最真实、最重要的。随着“佳优中科”系列水稻新品种在全国越来越多的省、自治区、直辖市获得批准，将有更多的农民购买种植，其优良性状将得到进一步的认可。

寻找关键基因实现高产优质

如何培育优质水稻品种，使生产的水稻高产、美味、营养，即“高产、优质”，一直是一个世界性的难题。李家洋团队选择的研究路径是借助现代基因技术绘制水稻基因图谱，研究水稻性状之间的关系，特别是与高产、味、营养相关的性状，以及一些基因控制，寻找适合杂交的品种，最终获得想要的品种。

与水稻高产相关的性状有分蘖数和分蘖角度等。培育高产水稻品种，必须找到与上述性状相关的基因，了解相关基因的调控原理。李嘉阳在2008年发表的一篇文章中说，在“973”计划的大力支持下，他和他的团队通过10年的研究，成功地发现了水稻分蘖数和分蘖角度的分子机制。

高产水稻品种应具有理想的株型特征:茎粗、分蘖合理、分蘖穗大、籽粒大而饱满。事实上，项目组面临的核心科学问题是找出水稻理想株型和品质形成的分子机制。经过多年攻关，李家洋等科学家创造了一种直接利用天然品种材料进行复杂性状遗传分析的新方法，揭示了水稻理想株型形成的分子基础，从水稻4万多个基因中找到了影响理想株型形成的关键基因ipa1，从而进一步提高了现有具有半矮秆基因的高产品种的产量。稻米的味道和营养成分与稻米的凝胶稠度和直链淀粉含量有关，也受相关基因控制。千千说，该项目小组发现了与稻米质量相关的基因，并进行精细调控。这样，项目组从分子水平上解决了水稻的“高产”和“优质”问题，最终培育出具有“籼稻产量和粳稻品质”特点的“嘉优中科”系列和“广两优”系列水稻新品种，为我国水稻分子设计育种和生产的跨越式发展奠定了基础。

未来与众不同的特征是可以定制的

分子设计育种不同于转基因和传统杂交。李嘉阳指出，转基因是指“转移”外源基因。例如，他说转基因水稻可以通过特殊的无性方法将小麦、玉米、细菌甚至动物的一些基因转移到水稻中，形成新的品种。“分子设计”育种使用水稻本身的基因，但只对基因进行一些修改或改变。这种修饰或改变不包括引入外部基因。

没有现代生物技术的支持，传统的杂交育种不了解基因和性状之间的控制关系和机制，只能靠经验来进行。通过最终结果来判断基因组合的优劣是盲目而漫长的。分子设计育种从分子水平上理解水稻的高产、优质和抗性，通过杂交有意识地明确组合基因组，并在早期进行鉴定、选择和验证，从而大大提高育种效率。

对于“分子设计”育种的发展前景，李嘉阳表示，随着生物技术的进步，我们对分子水平上的相关调控机制有了越来越深入的了解，可以很容易培育出一些特殊的品种，有望实现个性化定制育种。例如，定向培育适合糖尿病患者的水稻，培育适合缺锌儿童的高锌水稻品种。

国际领导力的同行赞誉

就一项科研成果而言，同行评议无疑是极其重要的。其他农业科技专家，特别是粮食育种专家，对李嘉阳水稻新品种“嘉优中科”和“水稻高产优质性状形成的分子机理和品种设计”项目成果有何看法？

“随着人们生活水平的不断提高，对粮食作物的要求不仅体现在吃饱和吃好上，还体现在吃得健康上，这是传统育种方法难以实现的。该项目在设计和育种技术上的突破，正是阐明了高产、优质等复杂性状的分子机理，打破了水稻品质不能通过田间观察来判断的局限。”项目推荐人、中国科学院院士李振声对李嘉阳团队的工作给予了高度评价。作为国际知名的作物遗传学家和2006年国家科学技术奖获得者，李振声认为该项目通过分子标记选择成功实现了水稻高产优质的目标。这一成果将进一步推广到其他作物的育种中，引发继袁隆平杂交水稻之后的“新绿色革命”。

巧合的是，《科学》杂志以“新绿色革命”为关键词对李嘉阳团队的项目进行了评论，认为该研究发现了促进水稻产量提高的遗传基础，其研究成果是“绿色革命”的新突破，为“新绿色革命”奠定了重要的理论基础。大自然？《遗传学》杂志高度评价了这样一种观点，即理想的植物可以在育种中与其他基因(其他高产基因和抗性基因)聚合，以生产更多高产水稻品种。在学术界，李嘉阳的团队产生了广泛而重大的影响。截至2017年，国际权威学术期刊发表论文120余篇，累计影响因子1000余篇，被sci引用8000余次，其中8篇代表性论文被引用2300余次。

来源：搜狐微门户