1月8日，北京，人民大會(huì)堂，中國科學(xué)院院士、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋代表其領(lǐng)銜的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，從中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平手中接過了沉甸甸的紅色獲獎(jiǎng)證書。

因“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計(jì)”研究，李家洋團(tuán)隊(duì)榮獲2017年度國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。這一中國自然科學(xué)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，也正是李家洋團(tuán)隊(duì)十余年來不忘初心、牢記使命，誓為祖國種好一顆水稻的最佳寫照。

小水稻 大難題

“八月剝棗，十月獲稻”，正如《詩經(jīng)》中所描繪的那樣，中國種植水稻的歷史源遠(yuǎn)流長。作為世界上最重要的糧食作物之一，水稻在保障我國糧食安全的重大戰(zhàn)略需求中，具有舉足輕重的地位。

大米養(yǎng)活了世界上一半以上的人口，但人類對小小水稻的認(rèn)識(shí)，卻并不能說“了如指掌”。

在水稻等禾谷類作物育種中，由于產(chǎn)量與品質(zhì)性狀形成的復(fù)雜性，其調(diào)控機(jī)理尚不清楚，通過傳統(tǒng)育種方法進(jìn)行改良，也存在周期長、效率低等問題。

尤其是近20年以來，以中國長江中下游地區(qū)為代表的水稻產(chǎn)量進(jìn)入了緩慢增長期。主要表現(xiàn)為產(chǎn)量與早熟、品質(zhì)、抗病蟲和抗逆性等其他優(yōu)良性狀之間的矛盾，尤其在目前的高產(chǎn)栽培條件下，個(gè)體和群體的矛盾及產(chǎn)量和生育期的矛盾更加突出。

民以食為天，黨的十九大再次旗幟鮮明地指出，要確保國家糧食安全，把中國人的飯碗牢牢端在自己手中。

“一顆種子看起來很小，但要真正把它做好并不容易，具有很高的科技含量。”李家洋說，“正如十九大報(bào)告中所提出的那樣，研究所的科技創(chuàng)新事業(yè)要立足‘人民對美好生活的需要’，擴(kuò)寬視野、謀劃長遠(yuǎn)、站位高遠(yuǎn)、落在實(shí)處。要把學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想及黨的十九大精神同把握黨中央、院黨組、所黨委、種子創(chuàng)新研究院的各項(xiàng)戰(zhàn)略部署貫通起來，深化認(rèn)識(shí)各項(xiàng)部署的整體性、關(guān)聯(lián)性、協(xié)同性。中科院作為國家農(nóng)業(yè)科技方面的一支重要戰(zhàn)略力量，有責(zé)任在傳統(tǒng)育種技術(shù)革新的進(jìn)程中發(fā)揮作用。”

“理想水稻”夢成真

李家洋是這樣想的，也是這樣做的。作為該項(xiàng)目學(xué)術(shù)思想和研究戰(zhàn)略的主要?jiǎng)?chuàng)立者、領(lǐng)導(dǎo)者和執(zhí)行人，他與中科院上海生命科學(xué)研究院研究員、中科院院士韓斌，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國水稻研究所研究員錢前、中科院遺傳發(fā)育所研究員王永紅和中科院上海生命科學(xué)研究院研究員黃學(xué)輝等科學(xué)家一道，開始了“理想水稻”的尋夢之旅。

在育種專家的心中，一棵“理想水稻“應(yīng)當(dāng)是莖稈粗壯，分蘗數(shù)量合理，每個(gè)分蘗上都能長出大穗，粒大而飽滿。

找到這樣一株“尤物”，是全世界水稻育種專家孜孜以求的理想，李家洋也不例外。他把全世界的水稻株型幾乎研究了個(gè)遍——即使在歷任中科院副院長、中國農(nóng)科院院長期間，他也堅(jiān)持一有時(shí)間就泡在實(shí)驗(yàn)室，十幾年來，初心不改。

經(jīng)過十余年的艱苦探索和攻關(guān)，李家洋團(tuán)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)分離了控制水稻理想株型的主效基因IPA1。這種基因能讓水稻的莖稈更粗壯，穗子大、谷粒大，而這些都是高產(chǎn)最重要的性狀。

“IPA1在田間表現(xiàn)平平無奇。”韓斌說，“但把IPA1優(yōu)異等位基因?qū)�入水稻主栽品種中，就可以重塑理想株型性狀，使產(chǎn)量顯著提高”。

而后，團(tuán)隊(duì)充分利用基礎(chǔ)理論研究的優(yōu)勢和成果，建立了水稻分子設(shè)計(jì)育種的理論框架與技術(shù)體系，培育了基于“理想株型”的“嘉優(yōu)中科”系列水稻新品種和具有“秈稻產(chǎn)量、粳稻品質(zhì)”特征的“廣兩優(yōu)”系列品種，已經(jīng)在長江流域進(jìn)行推廣，為我國水稻分子設(shè)計(jì)育種與生產(chǎn)的跨越式發(fā)展奠定了開創(chuàng)性的基礎(chǔ)。

“綠色革命”新起點(diǎn)

國際著名作物遺傳學(xué)家、國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者、中科院院士李振聲評(píng)價(jià)稱，這一重大成果“是繼‘綠色革命’和雜交水稻后的第三次重大突破，標(biāo)志著‘新綠色革命’的起點(diǎn)”。

但凡對育種有些了解的人，都會(huì)清楚這個(gè)評(píng)價(jià)的分量之重。

上世紀(jì)60年代，科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了矮化育種，將水稻產(chǎn)量提高了2~3成，這便是廣為人知的第一次“綠色革命”；世紀(jì)70年代，以袁隆平為代表的科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了水稻雜交育種，使我國南方、東南亞等主要水稻生產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)量有了第二次飛躍，作出了歷史性的貢獻(xiàn)。

而李家洋團(tuán)隊(duì)帶給中國和世界的，則是一種更有想象力的未來：在將來，育種就像組裝電腦一樣方便，人們需要什么樣的水稻，科學(xué)家就可以把相關(guān)的水稻基因組合在一起，培育出滿足需要的種子。

十九大召開后，李家洋所在的中科院遺傳發(fā)育所基因組生物學(xué)研究中心黨支部為每位黨員制作了黨員標(biāo)識(shí)牌，正面是身份標(biāo)識(shí)，背面是入黨誓詞。這塊標(biāo)識(shí)牌，放置在了李家洋辦公室醒目的位置，它將時(shí)刻提醒著這位育種界的“革命者”，繼續(xù)去做別人沒想過、沒做過的事，為國家種好一棵水稻。