水稻，作為我國重要的糧食作物之一，它的品質和產量都與人們的生活息息相關。其中，種質資源遺傳多樣性的利用，對于育種成果影響巨大。水稻也是全球最重要的作物之一，在中國，幾乎三分之二的口糧都是水稻。尤其對于南方人來說，米飯的重要性更是如同水物質一般的存在。氣候變化、資源短缺等新形勢，促使著水稻要不斷的適應人們對高品質、多功能等美好生活的需求。如何在傳統(tǒng)育種基礎上將水稻培育成更高效、更高質、以及多功能，來滿足不同人群的營養(yǎng)健康？這個問題成為了人們逐步走上科學種植之路的探尋動力。?

　　在改革開放以后，我國科學家不僅發(fā)現(xiàn)了控制水稻“分蘗”的基因，而且成功分離和克隆了這一基因，從而在水稻分蘗分子調控機理方面取得突破性進展，在揭示水稻高產的分子奧秘上邁出重要一步。作為農業(yè)高科技育種技術，高產的水分子正在悄然改變著世界。?

　　“頭頂烈日，腳踩爛泥，低頭彎腰，汗如雨下”這是新中國成立之初，農業(yè)給人們所留下的固有印象。那時的中國，由于糧食產量不高，國民需求遠遠無法滿足，所以一遇到旱災、洪災、蝗災等時期，農民辛苦一年的收成將可能毀于一旦。以往的農業(yè)生產對于中國人來說，可以形象的比喻成“靠天吃飯”。那么，對于人們主食中重要的水稻，在基因探索路上又會存在哪些難題呢？?

　　在水稻等禾本科作物生長發(fā)育過程中，除主莖外，往往形成眾多的分枝，使整個植株呈現(xiàn)叢生狀，被稱為分蘗。分蘗是水稻等禾本科作物最重要的農藝性狀之一，很大程度上決定了作物產量。雖然科學家對分蘗現(xiàn)象進行了多年的研究，但初期探索階段對其分子遺傳調控機理還是知之甚少。?

　　國家集合了高端技術人才，合理的在“水稻分蘗”進行了深入的分子遺傳學研究，并取得令人矚目的研究成果。這一研究是以在水稻育種中發(fā)現(xiàn)的分蘗極端突變體為材料，采用“圖位克隆”的方法分離了控制水稻分蘗的基因。而作為主要的控制基因，MOC1調控了一個精細而復雜的信號傳遞網(wǎng)絡，并通過此網(wǎng)絡調節(jié)水稻分蘗芽的形成及其正常生長發(fā)育。?

　　專家還指出，正是由于對這一重要基因的深入研究，將會有助于進一步的闡明禾谷類作物分蘗調控的分子機理，然后應用于水稻等禾谷類作物超級品種的培育。“分蘗基因”的研究同時還體現(xiàn)了創(chuàng)新驅動發(fā)展時代的特征，為國家的農業(yè)發(fā)展帶來了科學技術上的支持。?

　　由中國科學院和中國工程院582名院士投票評選的“2003年中國十大科技進展新聞”于2004年1月12日揭曉 ,“揭示水稻高產的分子奧秘”入選 ,名列第二。另由國家科技部、科技日報社和中央電視臺聯(lián)合主辦的“2003年中國公眾最關注的十件科技大事”于2004年1月1日揭曉 ,“我國掀開水稻高產分子奧秘的一角”入選 ,名列第七。?

　　生命科學，想要為人類造福轉化為生產力，必然與技術相結合，才能在生產上發(fā)揮巨大作用。水稻高產“分子奧秘”對未來農業(yè)的發(fā)展來說，可以解決糧食問題，這會產生巨大的影響。這其中的研究成果是由中國水稻研究所錢前博士領導的課題組與中國科學院遺傳組，以及發(fā)育作物學研究所李家洋院士領導的課題組合作取得的。?

　　一粒種子可以改變世界，然而如何才能更加“多快好省”地培育出一粒高產又優(yōu)質的種子呢？?

　　科學家們勇往直前，不負初心的大力開發(fā)農業(yè)研究的同時，也期待人民群眾的共同檢閱。由國家最高科學技術獎獲得者李振聲院士推薦的“水稻高產優(yōu)質性狀形成的分子機理及品種設計”項目，榮獲了2017年度國家自然科學一等獎。這項成果是以李家洋、韓斌、錢前、王永紅、黃學輝為代表的研究團隊，歷時逾20年合作完成，給予了品種設計育種研究領域新的啟迪，這會推動作物傳統(tǒng)育種向高效、精準、定向的分子設計育種轉變。?

　　這個項目圍繞“水稻理想株型與品質形成的分子機理”這一核心科學問題，鑒定、創(chuàng)制和利用水稻資源，創(chuàng)建了直接利用自然品種材料進行復雜性狀遺傳解析的新方法；并且反映出影響水稻產量的理想株型的分子基礎，發(fā)現(xiàn)了理想株型形成的關鍵基因；攻克了水稻高產優(yōu)質協(xié)同改良的科學難題。豐碩的研究成果，引領了水稻遺傳學的發(fā)展，實現(xiàn)了“綠色革命”的新突破。?

　　李家洋表示，“對水稻來說，高產的往往有品質差、抗病蟲害能力低的問題，但有些性狀好的水稻卻常常不會太高產。‘秈稻的產量,粳稻的品質’，即培育出分蘗數(shù)適宜、莖稈強壯、穗大粒多的高產理想株型品種，同時又具有優(yōu)良的食用品質——就是我們團隊夢寐以求的‘理想型’水稻。只有農民愿意種，這樣的新品種研發(fā)才有意義”。?

　　隨著我國時代呼喚著人才計劃的實施，國家對科技骨干加以重視，讓留學生們看到了祖國未來發(fā)展的希望。愿意回國后將吸收了先進的營養(yǎng)回饋給自己的祖國，以個人的綿薄之力用科學技術推動著中國的進步。?

　　雖然人才加技術的共同推進，使得我國在水稻栽培方面也不斷的取得了創(chuàng)新成績。但無論科技再前沿，糧食安全問題始終是維系社會穩(wěn)定的壓艙石，是國家安全的重要基礎。產量事關糧食安全，而育種創(chuàng)新正是糧食安全的重要保障。?

　　面對日益增長的糧食需求，迫切需要更加高效和精準的育種技術，比如通過分子層面進行水稻品種設計的定向改良。從水稻的產量三要素，穗數(shù)、粒數(shù)、粒重，到蒸煮品質三要素，將膠稠度、直鏈淀粉含量、糊化溫度，都進行了全面優(yōu)化，既重視產量，也看重口感。?

　　生物技術作為未來全球經濟發(fā)展的動力之一，分子設計育種則是未來農業(yè)動植物新品種培育的必然方向。因此，種業(yè)的發(fā)展事關未來中國農業(yè)的發(fā)展和糧食安全。利用分子生物學的手段加快基因克隆、作用機理的研究，是推進成果向下游地區(qū)伸入的轉化。而加強與企業(yè)、農科院的合作，組建產業(yè)聯(lián)盟，或成立院屬種業(yè)公司或中心，也成為了科技與農業(yè)的通力合作發(fā)展。?

　　水稻在我國農業(yè)生產中舉足輕重。近年來，我國在水稻基礎研究領域，取得了引起世界關注的重大研究成果。國家水稻功能基因組研究，會繼續(xù)重點探索控制水稻產量、品質與抗逆性的奧秘。?



關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關科普知識