【澎湃新聞】比農(nóng)民更懂水稻的院士:二十多年標(biāo)配草帽、汗巾、水靴三件套

文章來源:分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心  |  發(fā)布時(shí)間:2020-09-16  |  【打印】 【關(guān)閉

  

草帽、汗巾、高筒水靴三件套,再加一把鐮刀,這是林鴻宣的工作標(biāo)配。

他是中國科學(xué)院院士,現(xiàn)任中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員。

不是農(nóng)民卻比農(nóng)民更熟悉水稻,在松江農(nóng)場、海南基地,從播種到收割都有林鴻宣揮汗如雨的身影。發(fā)掘關(guān)鍵基因資源,填補(bǔ)領(lǐng)域空白,為改良水稻提供理論基礎(chǔ),林鴻宣的工作對(duì)保障中國糧食安全有重要戰(zhàn)略意義。

扎在田里的研究員

皮膚黝黑,身材精瘦,年近60的林鴻宣幾乎一年四季接受陽光的洗禮。接受采訪的前一天他剛?cè)ミ^松江的農(nóng)場,給自己種植的水稻收種。

“幸好我瘦,不怕熱?!?月初的上海午間,最高溫依舊能達(dá)30多攝氏度,林鴻宣說自己帶的學(xué)生每年都有幾個(gè)會(huì)中暑,但自己從來沒有過,這樣直擊日光的生活他已經(jīng)歷了20多年。

1960年,林鴻宣出身在海南,“我是個(gè)南方人,一日三餐都離不開米飯,自然感覺到糧食的珍貴?!笨既肴A南農(nóng)學(xué)院,林鴻宣的畢業(yè)論文就圍繞水稻的性狀遺傳開展研究,并于畢業(yè)后進(jìn)入中國農(nóng)科院攻讀碩士和博士研究生。

深感自己的知識(shí)儲(chǔ)備不足,他最終決定前往日本深造,“希望把當(dāng)時(shí)國外的先進(jìn)技術(shù)帶回來?!?001年,林鴻宣提前結(jié)束國外博士后研究,回國擔(dān)任中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究所/分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心作物遺傳與功能基因研究組組長。

回國后的四五年里,林鴻宣的實(shí)驗(yàn)室卻一直是靜悄悄的,很少發(fā)表論文。但他堅(jiān)信,科研是需要積累的,只要集中精力按自己的方向去做,就一定可以出成果。

林鴻宣和他的研究組,將注意力集中在對(duì)水稻重要復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)理研究上,主要是抗熱、耐鹽、抗旱和產(chǎn)量性狀。性狀很重要,而真正觀察基因所表現(xiàn)的性狀,一定要在田間地頭,在大自然環(huán)境下。

于是他帶領(lǐng)的研究組,每年要在上海松江的農(nóng)場里種植十幾萬株水稻遺傳材料,從中收集幾萬株樣本。

上海四季分明,一到了冬天無法開展種植實(shí)驗(yàn),為了加快進(jìn)程,林鴻宣的團(tuán)隊(duì)還來到了海南南繁基地種植水稻,因?yàn)楹D隙鞖夂蚝?,水稻可以多種一季。

“4、5月份開始播種插秧,7、8月取葉,9、10月秋季收種,11月份趕赴海南播種開始新一輪循環(huán)?!币荒暧忠荒?,時(shí)間就在這滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)男谐讨羞^去了。

除了記錄性狀,林鴻宣團(tuán)隊(duì)還要在實(shí)驗(yàn)室里抽取大量樣本的DNA、鑒定基因型。都說基因可以改變世界,但要找到它可不容易。成千上萬株水稻,要一株一株地做標(biāo)記。從定位基因到解析出它的功能,林鴻宣花費(fèi)了六七年時(shí)間。

讓水稻抗熱耐鹽

辛勤耕耘終迎碩果。2005年起,林鴻宣研究組的工作成果頻頻見諸于國際著名學(xué)術(shù)雜志之上。

2005年,采用圖位克隆方法成功分離克隆了控制水稻耐鹽性狀的數(shù)量基因(QTL)SKC1,深入闡明了該基因的生物學(xué)功能和耐鹽作用機(jī)理,相關(guān)論文刊登在《自然-遺傳學(xué)》(Nature Genetics)上。這是國際上首次成功克隆的農(nóng)作物抗逆QTL。

2009年,他帶領(lǐng)研究組克隆另外一個(gè)水稻耐鹽基因OsHAL3,發(fā)現(xiàn)OsHAL3受到光的雙重調(diào)控,相關(guān)論文發(fā)表于《自然-細(xì)胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)上。隨后,林鴻宣團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步完善研究系統(tǒng),成功克隆了水稻抗熱新基因TT1,揭示了一種作物抗熱的分子調(diào)控新機(jī)制,相關(guān)論文2015年第4次刊登于《自然-遺傳學(xué)》(Nature Genetics)上。林鴻宣的研究組不斷取得創(chuàng)新性成果,最近又有新成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)雜志NatureCommunications、Plant Cell和Molecular Plant等上。

林鴻宣團(tuán)隊(duì)一直不斷做出創(chuàng)新性的成果,抗熱、耐鹽、抗旱、粒型、株型等一系列與水稻生產(chǎn)密切相關(guān)的“重量級(jí)”基因,被林鴻宣和他的同事打上了“中國發(fā)現(xiàn)”的標(biāo)記。

為什么要讓水稻抗熱耐鹽?

林鴻宣介紹,由于此前的農(nóng)藥化肥濫用,中國的耕地不斷面臨著鹽漬化危機(jī),如今等待開發(fā)利用的鹽堿地已達(dá)幾億畝。而同時(shí),受全球變暖影響,在中國南方湖南、湖北、江西、浙江、安徽等地,水稻因?yàn)闃O端高溫可能會(huì)減產(chǎn)30%至50%,稻米品質(zhì)也有顯著下降。

“我們的努力就是發(fā)現(xiàn)更多抗熱耐鹽基因并進(jìn)行克隆,讓中國的水稻在極端天氣不減產(chǎn),鹽堿地上也能稻米飄香?!绷著櫺f盡管20多年來的鉆研深挖有了可喜的突破,但要真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要發(fā)現(xiàn)更多的基因,育種家們才能利用他們的研究成果培育出理想的水稻。

每晚街上的燈都熄了才回家,雙休日節(jié)假日泡在實(shí)驗(yàn)室里,“搞科研的沒有時(shí)間投入,就難做出成果?!倍嗄暌詠?,林鴻宣早就沒了加班的概念,而他的學(xué)生們也是如此,不少學(xué)生畢業(yè)后依舊走在水稻基因研究的路上。

在林鴻宣看來,最艱難的日子是從無到有建立實(shí)驗(yàn)室的那幾年,而如今只要堅(jiān)持把熱愛的事情做下去,干一輩子。

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