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一粒杂交稻背后的湖北智慧

我要评论(0) 字号:T T 2016年01月12日 来源:whu.edu.cn

作者:韩晓玲、张亦弛、吴江龙

25日下午,湖北日报“我看竞进荆楚”参访团来到武汉大学杂交水稻国家重点实验室,探访科研人员在产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路上,如何发挥科技创新的巨大作用。

“红莲”从实验室走向农田

参访团走进武大杂交水稻国家重点实验室时,中国工程院院士朱英国正与团队成员讨论问题。他刚从北京出差回来,春节后又要再次奔赴海南的南繁基地。这位76岁的科学家,仍不知疲倦地在科研教学第一线忙碌。

朱英国院士为我们介绍了团队成员李绍清教授,并欣喜地说:“就在几天前,他们的一项研究成果在《自然》子刊《自然植物》发表。这一成果和提高水稻产量有关,研究了七八年。”

提高水稻产量是水稻遗传育种研究的核心问题。李绍清等人此次新发现的调控水稻穗型和产量的miR396,是水稻、玉米、小麦等农作物中共同存在的保守基因。它的发现,不但为水稻高产改良提供了新思路,也将对玉米、小麦等粮食作物的高产遗传改良提供借鉴。由于该成果在提高水稻产量中的重要意义,日本一位著名植物遗传学家还专门发表了述评。

朱英国院士及其团队研究的红莲型、袁隆平院士研究的野败型、日本的包台型,被国际水稻育种界公认为三大细胞质雄性不育类型。近几年,朱英国团队的一些新成果先后在《植物细胞》《美国科学院院报》《自然植物》等国际学术期刊发表,引起海内外专家学者的关注。

实验室里,师生们聚精会神地做着研究。走道的墙上,一块块展板展示着实验室的主要成就。一批重大科研成果在这里诞生,然后走向广袤的田野。“我们的团队有一个特点,就是把基础研究、应用研究和产业发展紧密结合起来。”朱英国院士一边带着我们参观实验室,一边如数家珍地介绍:团队成功克隆了红莲型杂交稻雄性不育基因orfH79、育性恢复基因Rf5和Rf6,选育出一批高产、优质、广适、高效的新品种,如珞优8号、两优234、两优1318、珞优10号等;红莲型杂交稻良种已累计推广亿亩以上,在东南亚和非洲一些国家深受欢迎……

2013年7月,在武大杂交水稻国家重点实验室鄂州实验基地,习近平总书记查看水稻长势,向朱英国院士了解水稻新品种培育和推广情况,殷殷寄语:“感谢你们作出的贡献,希望各位继续努力,科技兴农,粮食安全要靠自己。”

两年多来,总书记的殷切嘱托牢记在朱英国院士心头。“我们整个团队的劲头都很足,包括年轻的研究生们。”看到实验室里一个个专注的背影,他感慨地说,大家的奋斗目标很明确:要为国家粮食安全作出贡献,也要让中国科学家的研究成果走向国际。

用科技创新助力丰实国家粮仓的美好愿景,正在一步步实现。

让水稻增强“体质”

在武大杂交水稻国家重点实验室里,科研人员要解决的一系列科学问题,不仅包括如何进一步提高水稻产量,还有怎样让水稻增强“体质”。“我们培育的红莲型杂交稻,氮肥利用效率高,所用氮肥比起普通杂交稻能节约20%。另一方面,还要让它具备抗飞虱、稻瘟病的特点。”朱英国院士说,今年我国提出了到2020年化肥、农药使用量均为零增长的行动方案。团队的攻关方向,是培育出少打农药少施化肥的“绿色水稻”,减少生产成本,实现环境友好。

实验室的展板上,几幅图片直观地描述了褐飞虱的危害,触目惊心:作为我国水稻生产中的主要虫害之一,它刺吸水稻汁液,引起黄叶或枯死,还传播或引发多种水稻病害,导致水稻减产或绝收。

国家在水稻生产抗褐飞虱方面的现实需求,将一个亟待解决的重大科学问题摆在了实验室科研人员的面前:阐明水稻与褐飞虱相互作用的分子机理,为持续控制褐飞虱提供科学依据和多样性的基因。

武大杂交水稻国家重点实验室主任何光存教授的主要研究方向,便是抗褐飞虱基因的鉴定、克隆和抗虫分子机理研究。

在实验室里,何光存教授用生动通俗的语言,为参访团讲述了“抗虫那些事儿”:“我们这个实验室,是国内最早开展‘天然抗虫’研究的实验室之一。一些野生稻和古老农家品种,对虫害有天然的抗性。我们的一个任务,是从这些水稻中发掘和鉴定抗虫基因,研究它们是怎么抗虫的。”

何光存等人经过10多年的努力,2009年克隆了国际上第一个水稻抗虫基因Bph14。它的成功克隆和申报国际专利,奠定了我国抗褐飞虱基因研究的国际领先地位,占领了水稻抗褐飞虱育种的制高点。

武大科研人员还由此“抽丝剥茧”,揭示了水稻抗褐飞虱的机理。“过去,人们一直很疑惑:抗虫水稻是把虫子毒死的,还是饿死的?研究发现,虫子是被饿死的。”何光存教授风趣地解释,抗虫水稻受褐飞虱取食后,由于抗褐飞虱基因的作用,诱导胼胝质在水稻筛管沉积、堵塞筛管,从而抑制了褐飞虱的取食、生长和存活。

他自豪地说,提高水稻本身的抗性,增强它们的“体质”,就能有效减少农药的使用。以前,国内许多育种家并不相信水稻自身具有抗虫性,而现在,全国30多个单位在育种中引用武大的研究成果。

研究生也是“种田好手”

武大杂交水稻国家重点实验室的不少成果,是由研究生在老师们指导下完成的。在这支科技创新队伍中,一批批年轻人逐步成长起来。

参访团到访当天适逢圣诞节,又是周五下午,研究生们却没有暂时休息的打算,一直埋头做实验,有的在无菌操作台上接种,有的操作仪器进行基因扩增……他们都是每天一早就来到实验室,晚上11点多才离开。每个周末和节假日,也几乎都泡在实验室里。

二年级硕士生徐杨红在实验台上,小心翼翼地使用镊子,对水稻种子去壳。它们在消毒处理后,将接到诱导培养基中诱导培养,其间要注意观察愈伤组织的诱导及生长状况。愈伤组织经分化成苗后,待生长到一定阶段,便移栽到实验基地的田里。

武大杂交水稻国家重点实验室不仅有海南的南繁基地、省内的花山基地和鄂州基地,在校园里也有实验田。“我们做实验的材料,都是自己种的。”上月底刚刚进行了毕业论文答辩的博士生秦小健笑言,大家平时的生活就是“田里-实验室-田里-实验室”,每天都要到田里去看一看,照看好自己种的苗子。

每年4月下旬到10月,研究生们都会持续下田。无论男女,几乎都成了“种田好手”。盛夏时节,学子们戴着草帽蹲在田里,汗水直往下淌,仍坚持动手、观察。

梦想在心头,脚印在田头。在老师们的影响下,实验室的研究生们都脚踏实地,做得了研究、下得了田。一些研究生被录取后,入学之前就先来实验室报到,跟着学长做实验或下田。这已经成为实验室的一个优良传统。

秦小健深有感触地说,搞水稻研究确实很辛苦。但是为了保障国家粮食安全,研究生们都刻苦钻研,希望能贡献一点力量。

>>>参观感言

武汉大学研一学生戴娇娜:

作为本校学生,我还是第一次走进武大杂交水稻国家重点实验室参观,收获颇多。我们采访朱英国院士时得知,他几十年来一直专注于杂交水稻的研究,努力实现水稻的高产、优质、广适、高效,还带了一届又一届学生。朱院士反复提到,团队的目标是“为国家粮食安全作出贡献”。

做科研就如“十年磨一剑”,需要绝对的一丝不苟。我们来到实验室时,师生们都在埋头专注研究。从稻种去壳到基因扩增,每个环节都容不得一点马虎。反复的观察与实验,只为寻找到一点“蛛丝马迹”。为了保证实验材料的可靠性,研究生们都会自己下田栽培,每天在田地与实验室之间来回跑。到了晚上11点多,实验室依然亮着灯。这些细节深深打动了我,这种严谨、坚韧的科研精神,正是刚进入研究生角色的我应该学习的。

汉口学院大二学生杜辰龙:

党的十八届五中全会提出:让创新在全社会蔚然成风。

早在初中的植物学课堂上,老师就讲过杂交水稻的知识。此次走进武大杂交水稻国家重点实验室,我深刻感受到了创新的魅力。

我们在实验室参观时,听到最多的词语就是“创新”。这支团队长期从事杂交水稻研究,通过“米粒中的创新”,推动了我国粮食生产的发展,红莲型杂交稻已累计推广超过1亿亩。76岁高龄的朱英国院士依然心系三农、勤勉敬业,在他身上,体现着不畏艰难、追求创新的精神力量。

作为当代大学生,我们应该努力学习专业知识,让创新精神融入日常的学习和实践中,为国家和社会的创新发展贡献力量。

湖北中医药大学大一学生宫铭檀:

参观武大杂交水稻国家重点实验室,我有一个深切体会:这支科技创新团队将远大的理想落在实处,一步一个脚印地去实现。他们牢记习近平总书记“粮食安全要靠自己”的嘱托,始终坚持把基础研究、应用研究与产业发展结合起来,以服务国家战略和社会需求为己任,脚踏实地,用执着追求的精神点燃创新引擎。这种精神,对年轻人很有启示。

http://hbrb.cnhubei.com/html/hbrb/20151229/hbrb2815725.html

(稿件来源:《湖北日报》2015年12月29日 本网编辑:付晓歌)

[责任编辑:刘宇宏]
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