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十七年解碼“小薇”的秘密

中國水稻研究所培育超矮稈新型水稻實現(xiàn)畝產410公斤

發(fā)布時間:2025-05-26 17:36:44 來源: 浙江日報 記者 陳寧 林曉暉

中國水稻研究所的研究員在分子操作室進行水稻DNA提取和基因擴增實驗。

  編者按:加強基礎研究,是實現(xiàn)高水平科技自立自強的迫切要求,是建設世界科技強國的必由之路。在加快建設創(chuàng)新浙江,因地制宜發(fā)展新質生產力的進程中,離不開一個個聚力基礎研究的實驗室。

  一株僅30厘米高的水稻,只有普通水稻三分之一高的莖稈,卻能夠支撐起飽滿的籽粒,獲得不亞于普通水稻的谷草比……在水稻生物育種全國重點實驗室種質創(chuàng)新與利用課題組,這株神奇的稻子,有一個朗朗上口的名字:“小薇”。

  初夏時節(jié),海南崖州灣南繁基地傳來喜訊:由課題組培育的超矮稈新型水稻“小薇”,實現(xiàn)畝產410公斤。

  身在崖州灣的中國科學院院士錢前,第一時間將喜訊與位于杭州富陽的中國水稻研究所的團隊成員分享,兩千多公里的地理距離,沒有阻礙他們同頻共振的喜悅!笆昴ヒ粍,粒粒皆辛苦!卞X前感慨不已。

  身型矮小的“小薇”,為什么讓水稻人如此振奮?它的不同凡響,要從水稻研究的特殊性說起。

  在中國水稻研究所,記者見到了課題組成員,他們年齡跨度從60后到00后,清一色皮膚黝黑、笑容燦爛。課題組組長張光恒介紹,日常研究中,他們關注的不僅是又高又壯的正常稻子,還有那些表型奇特的“非正!彼尽

  這是因為,水稻的近4萬個基因中,科學家們能“解碼”的依舊是少數(shù)。“有了高度不同的水稻,就能破解矮的密碼!睆埞夂憬榻B,傳統(tǒng)育種中,稻苗的“高矮胖瘦”只能憑借育種家的經驗判斷和選擇,有了分子生物學的加持,就可以一窺基因的“天書”。為了探索水稻生長的秘密,課題組利用物理、化學、生物等多種方法人為干預,以觸發(fā)水稻基因突變,獲得更多有價值的遺傳材料。

  17年前,在這個被稱為“基因誘變”的過程中,課題組從粳稻“日本晴”與秈稻“9311”兩個品種的誘變中發(fā)現(xiàn)了一株僅22厘米高的矮稈突變體。

  這引起了錢前的注意:如果一株矮稈水稻能實現(xiàn)正常產量,那么或許能走向立體種植,向空間要產量。

  可是,偶然出現(xiàn)的“小薇”有不少先天缺陷:莖稈不夠健壯、穗粒也不夠飽滿,課題組成員開始一點點優(yōu)化它的基因!盀樵械姆N質配型最優(yōu)的調控結穗基因,讓它能結出正常的穗粒;再在這個基礎上,通過調控高矮的基因,我們找到了超矮稈水稻的‘黃金高度’——30厘米!闭n題組副組長胡江說。

  從發(fā)現(xiàn)“小薇”到改良“小薇”,記錄著水稻科研工作者艱辛的日常。為了尋找調控某個表型的基因,需要通過無數(shù)次誘變實驗將不同性狀的優(yōu)異基因組合,窮盡更多的可能性。

  “做水稻研究,不存在立竿見影、一蹴而就的道理!闭n題組研究員朱麗告訴記者,除了基因誘變,水稻雜交也是他們的日常工作。從一粒種子開始,抽出胚芽,長成幼苗,秧苗入土后不斷拔節(jié)、抽穗、開花、結實,沒有人能打擾自然的節(jié)奏。一年四季,水稻科研工作者就像農人一般,在田間地頭辛勤耕作。根據(jù)富陽的氣候條件,水稻雜交的最佳時機在每年8月,由于水稻開花需要良好的光溫條件,最佳的授粉時機多在氣溫最高的中午。他們頂著40多攝氏度的高溫,穿著長袖長褲和長靴,在稻叢間埋頭作業(yè),給每朵穎花去雄、給每一個柱頭授粉,一粒一粒、一穗一穗地做雜交。

  “水稻的一次生命周期一般為4到5個月,一個品種的性狀從分離到穩(wěn)定,至少需要經歷6代!敝禧愓f。

  2016年、2022年,“小薇”迎來兩次“高光時刻”——分別搭乘天宮二號空間實驗室、中國空間站問天實驗艙進入太空,探索太空植物培養(yǎng)的可行性?粗娨暉赡磺暗摹靶∞薄,課題組老中青三代水稻人心潮澎湃。

  目前,“小薇”種質資源已經提供給包括中國科學院植物研究所、中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所、中國農業(yè)科學院都市農業(yè)研究所等在內的全國100多家農業(yè)科研機構。全國各地的水稻科研工作者,正在合力挖掘它的潛力。

  很快,崖州灣的南繁基地就要迎來今年的豐收。但對于水稻科研工作者而言,一年四季都是播種的良機,為了擴充、積累種質資源,他們就像一只只候鳥,除了富陽本地,在黑龍江的佳木斯和寶清、海南的陵水和三亞、重慶、河南……年復一年,他們借助不同地區(qū)的氣候和種植條件優(yōu)勢,加快新品種的選育,追逐著太陽的腳步。

  幾代人的艱辛,換來的是水稻科研進程的突破。在國家水稻種質資源中期庫,5℃、0℃、-5℃三個低溫冷庫中,保存著8萬多份種質資源。它們被裝在一個個悉心編號的真空鋁袋中,每個數(shù)字背后都是上萬次的“排列組合”。

  如今,這里已經成為我國水稻種質資源收集、保護、研究和利用的重要寶庫之一,為全國各地農業(yè)科研機構免費提供種質資源,也孕育著更多的想象與可能。

  結束采訪時,我們偶遇一群行色匆匆的年輕人——他們戴著草帽、提著水桶、穿著沾滿泥點的膠靴,衣袖和褲腿高高挽起。這是水稻所最常見的景象,更是水稻事業(yè)的希望所在。

  一輩子辦成一件事了不起的執(zhí)著

  習近平總書記勉勵年輕研發(fā)人員要立志高遠、腳踏實地,一步一步往前走,以十年磨一劍的韌勁,以“一輩子辦成一件事”的執(zhí)著,攻關高精尖技術,成就有價值的人生。

  水稻研究關乎老百姓的飯碗,更需執(zhí)著地跨越一個個寒暑,直至迎來突破的時刻。從水稻人的身上,我們讀懂了什么叫“一輩子辦成一件事”。

  這是了不起的科學家精神。多年來,一代代科學家胸懷祖國、勇攀高峰,才有了如今的物阜民安。今天,科技創(chuàng)新的重要性愈發(fā)突出,人工智能、生命健康、新材料新能源,各條賽道看似瞬息萬變,但“核心”始終不變——科研工作追求的不僅是速度,更是時間的厚度。有這般腳踏實地的定力,方能打造出經得起時間考驗的成果。

標簽:編輯:文明網