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[校报411期]绿色超级稻:10年的战略构想

绿色超级稻:通过整合目前国内外最新的水稻分子生物学的研究成果,采用现代生物技术与传统育种手段相结合的策略,对水稻抗病虫、抗旱抗逆、营养高效利用、高产、优质等五大农艺性状进行全面改良后的水稻新品种。

                                              引子
      “IR8”。对许多人而言,这个字母和数字的组合不代表任何意义。但是,它的育成却是水稻育种史上的一个重大突破,是理想株型理论在实际应用中的体现。
      上世纪60年代,我国的水稻矮杆育种与国际保持同步,甚至还略微领先;至上世纪70年代后期,我国的杂交稻育种已令外国同行难以复制,这两项突破都促成了我国水稻产量的飞越……
                                        作物育种的新方向
      1999年岁末,浙江杭州。
      西子湖畔的浙江大学校园里,一批国内农业方面的专家正在进行一场学术研讨。大家尽管研究领域各异,然而研讨的话题大多与“作物育种”、“遗传改良”有关……
      在这次会议上,中国科学院遗传研究所的李振声院士提出了一个令在场同行们兴奋的话题:“我们要为第二次绿色革命准备基因资源!”当场就有一位学者提出疑问:“什么是第二次绿色革命?”——这个问题问住了在场的所有人。
  “这迫使大家冷静下来,认真地思考”,——张启发对记者说。于是,白天的大会讨论结束后,一批该领域的核心科研人员又讨论至深夜,张启发就在其中。
      讨论的最后结果就是10个字——“少投入,多产出、保护环境”,各类作物育种品种的方向和目标应该用这10个字来权衡。
      “所以从一开始,我们的目标就是清晰的”,张启发说。
      国际上,几乎与此同时,IRRI(国际水稻研究所)启动了一项目标宏大的国际间科研合作与交流计划,即“全球水稻分子育种计划”,有来自14个水稻主产国参与其中。当时的背景是——全球水稻主栽品种产量长期徘徊不前,米质较差、病虫害加重、需肥量增大、特别是水稻抵抗干旱等逆境环境的能力下降成了让稻农们头疼的问题。
      我国科学家积极响应该计划,国家自然科学基金提供了启动资金,全国12家研究机构参与其中。随着该项目的推进,规模迅速发展,其巨大前景已然显现。2001年,由张启发建议,我国农业部948计划确定参与“全球水稻分子育种计划”研究做为重大项目立项,也就在这一年,中国科学家成功地完成了世界上第一张籼稻全基因组物理图谱。
      种种迹象似乎昭示着,“第二次绿色革命”的命运之神似乎更加眷顾有着7000年水稻栽培历史的中国人。
      自2001年948立项之后,每年3月,国内水稻育种的同行们就会在海南聚首,开一次参与“全球水稻分子育种计划”年会。大家围绕“少投入,多产出、保护环境”这10个字的共同目标,殚精竭虑……
                                      超级稻背后的超级团队
      见到张启发和其他几位“绿色超级稻”团队的专家,都是在他们的实验室中,让记者印象深刻的是,几乎所有专家办公室内的书柜都占据了一面墙的空间,书柜里摆满了各种书籍和资料,而实验室或研究生自习室离各个项目组导师办公室的距离通常都只有一墙之隔。
      “实验过程有什么问题,和其他做上游、下游工作的小组之间有什么需要协调、配合的地方,可以马上向导师汇报”—— 一位博士生这样向记者解释道。
      众多人才如周道绣、王石平、熊立仲、牟同敏、余四斌、何予卿、林拥军、邢永忠、徐才国、李香花、吴昌银、练兴明等人组成了这支多学科的科研团队,中国科学院院士张启发为中心首席科学家。他们在水稻抗虫、抗病、营养高效利用、抗旱、抗逆等性状基因组学和遗传改良方面研究成果突出。
      2008年9月9日(美国东部时间),美国国家科学院院刊(PNAS)发表了该团队周道绣课题组的一篇学术论文,从表观遗传学的新角度,向人们揭示了一个控制水稻花器官发育的全新分子机理。这项引起媒体广泛关注的成果已是这个团队今年5月份以来的第四项重大突破。
      每一项成果的面世,都意味着“绿色超级稻”的梦想又迈进了一步。而12月成立的省绿色超级稻工程技术研究中心集“绿色超级稻”品种培育和产业化于一体,以长江中下游为核心,辐射和带动周边省份的协同发展。据张启发介绍,中心将围绕“绿色超级稻”的主题思想,实现在不断提高产量、改良品质的基础上,实现基本不打农药,大量少施化肥,显著减少灌溉,使水稻生产能够实现“高产高效,资源节约,环境友好”。不断解决人们对充足、优质、安全的粮食产品以及和谐生态环境的重大需求,并逐渐形成国际竞争能力,在农业生物技术产业化方面有效地参与国际竞争。
      张启发也不止一次地对记者说:“除了学校的这支科研团队,还有包括中国农科院、中国水稻研究所、上海市农业基因中心、四川省农科院和广东省农科院等12家科研单位的上百位科研人员也正在为‘绿色超级稻’的梦想而努力工作着。”
                                 “绿色可以给人最好的联想”
      从2001年农业部948立项,国内水稻科研协作平台建立、运作的这些年里,张启发常跟团队的同事和学生们聊起一个话题——“我们克隆了这么多基因,发了这么多Paper(论文),怎么用?!”
      成果斐然之后,技术应用和推广成为他们的下一个共同目标。 
      “这个品种最后到底叫什么名字,颇费一番思量”,张启发对记者笑谈道。
      曾有同行建议张启发给它起名叫“金色水稻”,但他依然坚持自己的想法,因为“绿色可以给人最好的联想,比如环保、比如希望……”,张启发说。
      2004年9月,张启发在第46期东方科技论坛上发表文章,提出了“绿色水稻”的概念,这是这个广受关注的水稻品种的第一个“曾用名”。
      在这个论坛上,他指出“绿色水稻的培育将有效地缓解经济快速发展、人口增加对资源的需求与环境可持续发展的尖锐矛盾。”这次论坛的内容,中科院上海分院的官方网站上做了详细的报道。
      2004年岁末,虽然发生了绿色和平组织(Green Peace)利用国内一些媒体发出无端指责的声音,但“绿色水稻”团队的梦想依旧没有止步。在国内外大型学术会议、学术报告等多个场合,张启发做了近30次关于绿色超级稻的报告。
      《分子植物育种》2005年第5期上发表了三篇学术论文,张启发撰写的《绿色超级稻培育的设想》,中国农科院、IRRI(国际水稻研究所)的黎志康所写的《我国水稻分子育种计划的策略》和上海市农业生物基因中心的罗利军撰写的《水稻等基因导入系构建与分子技术育种》。
      三位科学家分别从不同层面和角度思考了同一个问题——水稻育种的长远、可持续发展。“绿色水稻”也正式使用了现在的这个名称——“绿色超级稻”。
      时光荏苒,2007年的“五一”前夕,一个特别的国际快递从太平洋彼岸抵达我校作物遗传改良国家重点实验室。张启发受邀到美国首都华盛顿正式就任美国科学院外籍院士,并出席有世界数百名顶级科学家参加的美国科学院院士年会。依照惯例,就任美国科学院外籍院士可以在美国国家科学院院刊(PNAS)上发表一篇类似于“就任演说”的文章。而张启发提交了一篇综述论文,这篇综述主题鲜明地阐释了 “绿色超级稻”培育的战略构想。
      绿色超级稻培育的构想引起了湖北省委省政府的高度重视和支持。2008年7月,湖北省副省长郭生练专程来校看望张启发院士,座谈的话题就涉及绿色超级稻产业化推广问题。
      2008年10月27日,一份编号为“91”的湖北省人民政府办公厅专题会议纪要带来了一个契机——在这份名为《关于支持华中农业大学建设湖北省绿色超级稻工程技术研究中心的会议纪要》中提到“各有关部门必须积极做好工程技术研究中心与《国家粮食安全中长期规划纲要(2008-2020年)》的政策衔接,争取国家更多的政策和资金支持。”
      省级工程技术研究中心只是第一步,“绿色超级稻”团队的目标是进入国家队!省内主管科技的政府官员在绿色超级稻工程技术研究中心揭牌之时就曾表示:“省级中心三年一申报(审批),明年或者后年,我们就要全力支持你们报国家级!”
      在十多年不懈科研的基础上,绿色超级稻的战略构想以及它背后为之辛勤工作的科研团队正延着既定的目标走下去……
      (作物遗传改良国家重点实验室余四斌、肖景华、欧阳亦聃、陈炯炯对本文亦有贡献)

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责任编辑:校报编辑部