汗水浇灌出的“超级稻”——访国家作物分子设计工程技术研究中心副主任王海洋教授

2013-12-03 08:41 | 作者: | 标签: 王海洋


中国科技产业,王永现)粮食安全是一个世界性的难题,最近全球范围内粮食价格的不断攀升更加表明粮食需求量的增加和粮食安全的严峻形势。中国以占世界9%的耕地养活了世界20% 的人口,取得了举世瞩目的成就。但是,我国在人口资源需求方面仍面临着诸多不容忽视的问题与挑战。农以种为先,种子是农业产业发展的首要环节和重要载体,是国内外农业产业竞争的源头和焦点。而种子竞争的源头,是种业的科技水平和实力。

如何更好地发展现代农业生物技术,并使之与生产相结合呢?我们带着这个疑问,采访了“超级杂交稻分子育种研究”项目的负责人之一王海洋教授。

“这个项目的研究历时多久?”、“科研过程中攻克的最大难题是什么?”⋯⋯当一个科研成果诞生的时候,人们最常问的就是这些。因为大家知道,任何一个成果的诞生都离不开科研工作者的辛苦付出。这些荣誉之花,是靠着科研人员的汗水浇灌盛开的。

“我们利用现代生物学科和农业生物技术的最新研究成果,采用分子设计手段,可以将抗病、抗虫、优质、广适等多个优良性状聚合到杂交水稻亲本和新品种中,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化,以大幅度提高育种效率。”当王海洋兴高采烈地说起他的科研成果、却丝毫没有提及科研过程中的困难时,脸上轻松的表情令我们敬佩。这是在20 多年如一日的刻苦钻研中练就的坦然。

20 多年的时光,足以在青葱少年的脸庞上雕琢出岁月的棱角,却没能改变王海洋醉心研究的科研方向和上下求索的科学理想。

为科研 上下求索

闲暇时,王海洋时常会想起那些散落于西子湖畔的足音、飘飞到古城长安的思绪以及镌刻在首都北京的文字⋯⋯浙江大学、西北大学、中国科学院北京植物研究所,那些曾经学习和工作过的地方,不仅让王海洋在植物形态、解剖、胚胎、系统分类和细胞学方面的研究上打下了坚实的植物学基础,更浸染了浓郁的历史人文气息。于是,第一次见到他,我便被这独特的书生气质吸引了。

上世纪80 年代, 我国很多科研领域都正在从断代期步入恢复期,为了追寻更先进的科研技术,和当时许多立志做科研的学子一样,王海洋也到国际上领先的科研机构学习最前沿的知识和技术。那是1992 年,他远渡重洋到了美国,为期6年的深造,让他在科研白塔上更进一层楼。在美国密西根大学攻读博士学位期间,王海洋克隆了第一个控制植物根毛生长的关键基因RHD3,并对该基因的表达、功能与调控机理进行了深入研究,为探索植物细胞形态建成和细胞内物质转运、植物根系生长发育的分子遗传学机理提供了重要的信息。

1998年对于王海洋来说是一个重要的年头。那一年,他加入耶鲁大学著名植物遗传分子生物学家邓兴旺教授实验室,开展博士后研究;也是从那一年开始,他与邓兴旺教授结成了真挚的师生情谊。在4年的研究期间,他在植物光形态建成和光信号转导领域做出了卓越的贡献,首次证明了植物蓝光受体可与泛素结合酶直接相互作用并抑制的功能,从而激活植物体内蓝光信号传导途径。这项研究成果不仅受到业内人士及同行的高度评价,还发表在世界顶尖的学术杂志《科学》(Science) 上。直到今天,那篇论文还不时被提起,并且已经被引用超过260 多次。

2002 年, 王海洋教授受聘美国康奈尔大学植物科学系教授期间,这位勤奋笃学的科研工作者一次又一次地在研究上取得新的突破。2007 年,他对光反应机制的一项研究成果又一次发表在国际著名期刊《科学》(Science)上。2009 年,美国耶鲁大学分子、细胞和发育生物学系聘请他为兼职研究员。2011 年,他对植物开花反应的分子控制机制的一项研究成果,发表在国际著名期刊《自然细胞学》(Nature Cell Biology)上。

在20 多年的埋头钻研中,王海洋在植物发育生物学、植物分子生物学、植物遗传学、生物化学等研究领域取得了卓越的研究成就,得到国内外学者的高度评价。他曾发表论文和专著50 余篇,并以第一作者或通讯作者的身份在世界顶尖学术期刊发表多篇作品,多次被邀请为国际学术会议主要报告人,还曾被邀请为美国国家自然基金委和美国国家卫生院研究项目评审组成员。在等身著作和众多成果的衬托下,科研桂冠闪烁着夺目的光华,王海洋已然成为国际年轻一代植物分子遗传学和光信号传导领域的领军人物之一。

然而,在这些光环下,这位阔别家乡多年的游子却黯然伤神。17年海外生活,在王海洋脸上雕琢出岁月的痕迹,那些醉心科研背后的苦楚也是常人难以想象的。学成归国的夙愿一直没有实现,成了王海洋的一块心病。2009 年的一次机会,让王海洋的科研人生有了新的转折点。新年第一天,国家作物分子设计工程技术研究中心正式聘请他为技术顾问,随后,国家作物分子设计工程技术研究中心副主任、北京凯拓三元农业生物技术公司副总经理、未名兴旺系统作物设计前沿实验室(北京)有限公司副主任等一系列头衔开始出现在他的名片上。就是在这一年,在国家经济转型期对作物分子研究的需求空前紧迫之时,王海洋终于以“北京市海外高层次人才和北京市特聘专家”的身份回国发展。

从2009 年开始, 王海洋便同恩师邓兴旺一起致力于杂交水稻新品种的研制和推广。参与组织和领导过“十一五”科技部“863”科技重大专项“水稻智能不育技术研究和新型不育系的创制”和“十二五”科技部“863”科技重大专项“新型水稻不育系的创制和应用”等重大项目的实施,在短期内已经取得重要阶段性进展,已证明了智能不育技术在水稻中的可行性。

2009~2011 年,在湖南省政府和科技厅领导支持下,在袁隆平院士指导下,国家作物分子设计工程技术研究中心联合湖南育种团队开展的“超级杂交稻分子育种研究”,让王海洋再一次大展拳脚。

超级稻 再攀新峰

杂交水稻是构建我国粮食安全体系的核心技术之一。上世纪70 年代,以袁隆平为代表的中国科学家们利用水稻野败型细胞质不育资源创制了“三系”杂交水稻,使水稻产量提高了近20% ,被称为第二次“绿色革命”,为保障我国粮食供应起到了非常重要的作用。但随着时间的推移,人们对科研进步的需求也越来越大,攻克目前杂交育种方法中存在的一些缺陷,也便成了新的科研课题。“超级杂交稻分子育种研究”项目应运而生。

我们从项目团队得到了许多令人振奋的成果信息:

“项目成功建立了水稻智能不育技术。这项新技术能够克服当前两系杂交水稻制种的风险,并大大提高杂交水稻的资源利用率和杂交配组的灵活性,有利于缩短育种周期和培育更多的强优势杂交组合,将促进我国的杂交水稻分子育种迈上一个新台阶”。

“项目建立了高通量水稻分子辅助育种平台。为选育出聚合多个有利基因的优良水稻新种质资源和组合、实现杂交水稻分子设计精确育种奠定了很好的基础。这些技术和平台能为全行业的水稻育种专家提供服务,形成行业内良好的互助模式”。

“项目还创制了大批杂交水稻不育系和亲本材料,并培育了27 个杂交水稻组合,现在正在推广过程中,预期将会产生很好的社会经济效益”。

提起项目,王海洋的话滔滔不绝。我们相信在他的带领下,这支高素质的作物分子设计育种科研团队将越来越好;我们也相信,在这些优秀的科技工作者的带动下,我国粮食需求和农业可持续发展必然会得到越来越坚实的保障。

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