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從1983年進(jìn)入碩士生導(dǎo)師申宗坦（我國(guó)著名水稻遺傳育種專(zhuān)家）的課題組，一頭扎進(jìn)水稻抗瘟性遺傳育種研究，到近日被推選為2022年上海“最美科技工作者”，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員何祖華在水稻育種領(lǐng)域已經(jīng)“深耕細(xì)耘”了40年。

40年來(lái)，何祖華一腳田間，一腳前沿，除在《科學(xué)》《細(xì)胞》《自然》等刊物發(fā)表多篇重要論文外，還將研發(fā)的廣譜抗病基因無(wú)償提供給多個(gè)種業(yè)公司和育種專(zhuān)家。目前，使用該基因的抗病高產(chǎn)新品種已累計(jì)推廣3000多萬(wàn)畝，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收方面取得巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

談到取得的成就，何祖華認(rèn)為這得益于團(tuán)隊(duì)“堅(jiān)持不懈，久久為功”。

將“粗”活做“細(xì)”

“做作物抗病遺傳育種研究，光進(jìn)行理論研究不行，必須扎根到田里去。”何祖華說(shuō)。

水稻抗病研究需要科研人員到稻田里用注射器給水稻接種病原（像人類(lèi)打防疫針一樣），然后觀察發(fā)病情況，找到具有優(yōu)良性狀的目標(biāo)株，再進(jìn)行多次雜交、回交、篩選……

選出具有優(yōu)良性狀的“材料”后，再到不同地塊里“驗(yàn)證”，即到位于不同水稻產(chǎn)區(qū)的山區(qū)“病圃”（讓水稻自然發(fā)病進(jìn)行觀察研究的基地）進(jìn)行“自然鑒定”，并在不同條件的試驗(yàn)基地試種。

幾十年來(lái)，何祖華的足跡遍及海南、福建、江西、廣東、廣西、湖南、湖北、浙江、黑龍江等種植水稻的地方，到中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心位于上海松江和海南南繁的研究基地更是“家常便飯”。

“這些地方每年都要去幾次，但今年因?yàn)橐咔樵蛉ゲ涣肆耍荒苷?qǐng)當(dāng)?shù)厝藥臀覀兎N、幫我們看，遇到情況拍照片發(fā)過(guò)來(lái)。”何祖華不無(wú)遺憾地說(shuō)。

“只要水稻病了，何老師時(shí)不時(shí)就來(lái)看看。”駐守在松江試驗(yàn)田的工程師劉繼云說(shuō)，“每逢播種、插秧、接種、收獲等關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，何老師一定會(huì)親自下田，指導(dǎo)學(xué)生做好性狀考察和記錄。”

何祖華這種凡事親力親為的習(xí)慣從學(xué)生時(shí)代就養(yǎng)成了。導(dǎo)師申宗坦治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)生的要求也很?chē)?yán)，學(xué)生的田間記載本必須清清楚楚記錄雜交組合、播種期、始穗期、齊穗期等細(xì)節(jié)。

“記得當(dāng)時(shí)苗期接種稻瘟病，先生（申宗坦）要求每粒種子必須隔1厘米播種。”何祖華回憶說(shuō)，“有次要接種上千個(gè)株系，于是叫來(lái)幾個(gè)同系的師弟幫忙，先生不放心，就在邊上監(jiān)督。”

受導(dǎo)師影響，何祖華團(tuán)隊(duì)的試驗(yàn)田里，水稻插秧時(shí)縱向、橫向間隔的尺寸也整整齊齊。

“工作做扎實(shí)細(xì)致才不會(huì)出錯(cuò)，哪些稻株可能是好的，哪些可能不好，標(biāo)記清楚、保護(hù)細(xì)致，才不會(huì)出錯(cuò)或被麻雀吃掉。”何祖華說(shuō)，“如果弄混或弄錯(cuò)，可能會(huì)浪費(fèi)一季的時(shí)間。”

堅(jiān)持不懈 久久為功

水稻是重要的糧食作物，很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我國(guó)水稻病蟲(chóng)害種類(lèi)多、發(fā)生范圍廣，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

為有效控制水稻病害，作物育種學(xué)家和病理學(xué)家長(zhǎng)期致力于選育廣譜持久的水稻抗病品種，但高抗水稻品種往往生長(zhǎng)發(fā)育受限，產(chǎn)量和抗病性難以兼得。

如何使水稻抗病的同時(shí)不影響其產(chǎn)量性狀，維持好植物抗病與生長(zhǎng)發(fā)育的平衡？同時(shí)，面對(duì)病原菌的不斷進(jìn)化，如何讓植物的免疫屏障有效抵御不同病原菌的反復(fù)進(jìn)攻？這是長(zhǎng)期困擾何祖華團(tuán)隊(duì)的重要問(wèn)題。

“把一個(gè)具有良好性狀的品種和另一個(gè)品種雜交，后代會(huì)表現(xiàn)出很多性狀，所以改良品種必須要做回交育種，至少回交五六次。因此，選育一個(gè)穩(wěn)定的好品種至少需要6年時(shí)間。”何祖華說(shuō)，“時(shí)間長(zhǎng)，見(jiàn)效慢，水稻育種需要‘堅(jiān)持不懈，久久為功’。”

相比實(shí)驗(yàn)室模式植物，水稻的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，性狀復(fù)雜多變。2006年，何祖華團(tuán)隊(duì)鑒定出一個(gè)幾乎能對(duì)抗稻瘟病所有變異病菌的基因位點(diǎn)Pigm。此后，該團(tuán)隊(duì)又花了10年時(shí)間，才系統(tǒng)解析出這個(gè)位點(diǎn)的作用機(jī)制。

2017年，何祖華團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》發(fā)表的論文顯示，他們不僅找到了能持久抗擊稻瘟病的“基因克星”，還弄清了它是如何與稻瘟病病菌“周旋”的。

至此，何祖華已經(jīng)在Pigm基因及其抗瘟性上深耕了15年。

“何祖華是一位純粹的科學(xué)家，一輩子把一件事做到底、做到極致。”完成這項(xiàng)研究后，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心主任韓斌評(píng)價(jià)說(shuō)。

2021年，何祖華團(tuán)隊(duì)又在《細(xì)胞》《自然》發(fā)表重要成果，不但揭示了一個(gè)全新的廣譜抗病的免疫代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，闡明了其如何整合基礎(chǔ)抗病性與專(zhuān)化性抗性，從而賦予植物廣譜抗病性的免疫代謝調(diào)控通路，而且從作物在田間總是容易感染不同病害這一長(zhǎng)期困擾學(xué)術(shù)界的難題出發(fā)，開(kāi)展創(chuàng)新性研究，發(fā)現(xiàn)作物與病原菌“軍備競(jìng)賽”的新機(jī)制和多病原菌抗性的新育種靶標(biāo)。

和發(fā)表論文相比，何祖華更看重研究成果的推廣應(yīng)用。他常說(shuō)，“我們是為育種學(xué)家服務(wù)的，真正有效的工作是這些研究能得到應(yīng)用”。

目前，何祖華團(tuán)隊(duì)的研究成果已被育種家應(yīng)用，累計(jì)推廣超過(guò)3500萬(wàn)畝，基本實(shí)現(xiàn)了廣譜持久抗稻瘟病，并降低了農(nóng)藥的施用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

將工作習(xí)慣和精神傳遞下去

上海周邊每年4月中旬開(kāi)始種植早稻，6月中旬種植單季稻，7月中旬播種晚稻，到11月底全部完成工作。其間，何祖華經(jīng)常出現(xiàn)在松江的試驗(yàn)田里，和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民一樣勞作。而在冬季的海南南繁基地，何祖華也時(shí)常帶領(lǐng)學(xué)生頭頂烈日，考察選種。

不同的是，農(nóng)民是大面積播種，一把一把地插秧。研究人員是一粒一粒種，一株一株插秧，“因?yàn)閹字昊煸谝黄鸩缓眠M(jìn)行比較，不利于發(fā)現(xiàn)特殊性狀，也不利于估產(chǎn)”。

何祖華團(tuán)隊(duì)成員不論是男是女，不管來(lái)自城市還是農(nóng)村，大家都熟悉水稻從種到收的流程。水稻插秧時(shí)，稻田里都是泥漿，如果掌握不好技巧，腳陷進(jìn)泥漿里很難拔出。每次帶新生到田里，何祖華都會(huì)親自示范，從細(xì)節(jié)做起，打下扎實(shí)基本功，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。

每年招研究生，何祖華的第一個(gè)問(wèn)題是“是否真正喜歡農(nóng)學(xué)、真正喜歡作物”。

“如果只是想拿個(gè)文憑，沒(méi)必要到這里來(lái)。因?yàn)樽鲎魑镅芯空娴暮苄量啵瑫r(shí)間也長(zhǎng)。”何祖華說(shuō)。

在何祖華的實(shí)驗(yàn)室，研究生除了要進(jìn)行分子生物學(xué)這些前沿研究外，還要學(xué)習(xí)如何進(jìn)行病害研究和掌握有關(guān)植保知識(shí)。除了會(huì)種水稻，還要懂微生物，能進(jìn)行病原菌培養(yǎng)、接種和分析，所以“學(xué)的東西相對(duì)多些，工作量也比較大”。

“必須做到學(xué)農(nóng)愛(ài)農(nóng)，這是基本要求。”何祖華說(shuō)，“我的導(dǎo)師80多歲時(shí)，還在樓頂種水稻，自己爬到樓頂去做雜交。老一輩科學(xué)家熱愛(ài)科學(xué)、持之以恒，一定要把一件事做好的精神讓我受益終生，我希望能把前輩科學(xué)家身上的精神傳遞下去。”

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2022-06-23 第1版 要聞)

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