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新華社客戶(hù)端上海7月14日電（記者董雪 孫青）從“汗滴禾下土”，到“禾下乘涼夢(mèng)”，水稻是印在老百姓骨子里的舌尖情結(jié)，也是許多農(nóng)業(yè)科學(xué)家畢生的研究對(duì)象。

不同于常規(guī)的增產(chǎn)研究，上海有個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)常年追著水稻病害跑，他們找到了目前最抗稻瘟病的超級(jí)基因Pigm免費(fèi)供育種家使用，讓水稻免受“癌癥”侵?jǐn)_。記者近日跟隨植物病理和遺傳學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究組長(zhǎng)何祖華研究員走進(jìn)位于松江五厙農(nóng)場(chǎng)的作物栽培與育種基地，聊一聊水稻抗病的科研故事。

對(duì)水稻來(lái)說(shuō)，免疫力是天生的

頭戴草帽，腳踩及膝水田靴，布包里裝著擦汗毛巾、水壺和榨菜（用于出汗后補(bǔ)充鹽分）……從裝扮來(lái)看，迎面走來(lái)的何祖華更像一位農(nóng)民伯伯。他身旁的30畝水田里一方方種植了1萬(wàn)多個(gè)水稻新品系，它們是從40多萬(wàn)株水稻中選配出來(lái)的。

何祖華說(shuō)，下定決心做水稻抗病研究與他早年間的兩次經(jīng)歷有關(guān)：

1983年10月，他隨導(dǎo)師著名水稻遺傳育種家申宗坦教授前往浙江桐廬山區(qū)采樣，結(jié)果看到大部分水稻品種感染了有“水稻癌癥”之稱(chēng)的稻瘟病頑癥，農(nóng)民捧著枯萎的稻桿滿(mǎn)臉愁容，懇求專(zhuān)家想想辦法。

一個(gè)多月后，他隨師兄前往位于福建尤溪的育種基地，再次被稻瘟病的破壞力震撼，大片大片的水稻幾乎顆粒無(wú)收。

“植物抗病與人不同，人還可以接種疫苗，而植物能否抗病天生就決定了。”團(tuán)隊(duì)成員鄧一文研究員告訴記者，讓水稻不怕稻瘟病的邏輯很清晰，那就是先找到抗稻瘟病最強(qiáng)、抗病年代最長(zhǎng)的水稻品種，再?gòu)乃砩险业桨l(fā)揮抗病作用的基因。

遍訪病圃后，團(tuán)隊(duì)在稻瘟病最嚴(yán)重的湖北恩施確定了“谷梅四號(hào)”。這是一個(gè)古老的水稻品種，它對(duì)稻瘟病有極強(qiáng)的抗性，但產(chǎn)量和品質(zhì)不好，當(dāng)?shù)赜N家常將它用作抗病對(duì)照。

“從定位到驗(yàn)證基因功能，我們做了好幾年時(shí)間。”鄧一文說(shuō)，“找到抗病基因Pigm的過(guò)程更為復(fù)雜，當(dāng)時(shí)水稻還沒(méi)有完全進(jìn)行染色體測(cè)序，就像在三四萬(wàn)個(gè)水稻基因里‘大海撈針’。”

從稻瘟病到稻曲病

何祖華告訴記者，基因Pigm的作用機(jī)制可以用一句話概括——它能識(shí)別出稻瘟病菌。具體來(lái)看，雖然全國(guó)各地導(dǎo)致稻瘟病的病菌有很多種，但幾乎每一種都會(huì)在侵染水稻時(shí)分泌一種毒性蛋白，而這種毒性蛋白可以被Pigm識(shí)別從而激發(fā)水稻自身的免疫反應(yīng),產(chǎn)生抗病性。更重要的是，該基因不會(huì)影響水稻產(chǎn)量。

為了同時(shí)保證水稻的抗病和高產(chǎn)，團(tuán)隊(duì)用不斷回交的方式“提純”引入該基因。“首先用‘谷梅四號(hào)’與一高產(chǎn)品種雜交，再用子代繼續(xù)與該高產(chǎn)品種回交，這樣回交多代，盡可能只引入目標(biāo)基因。”何祖華說(shuō)。

數(shù)據(jù)顯示，基因Pigm已被隆平高科、荃銀高科等40多家育種單位應(yīng)用，抗病新品種在湖南、浙江、安徽、江蘇等地累計(jì)推廣超過(guò)3500萬(wàn)畝，已經(jīng)走上老百姓的飯桌。

何祖華告訴記者，攻克稻瘟病之后，團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了新的水稻疾病——稻曲病。稻曲病不僅會(huì)影響水稻的產(chǎn)量，其毒素還對(duì)人和家畜有害。“這個(gè)病很奇怪，看不到摸不著地突然就會(huì)爆發(fā)，等農(nóng)民噴藥已經(jīng)來(lái)不及了。”何祖華說(shuō)，隨著秈粳稻超級(jí)雜交稻廣泛種植和大量氮肥的使用，稻曲病近年來(lái)愈發(fā)嚴(yán)重，逐漸成為水稻疾病中的頭等大事了。

然而，與抗稻瘟病單一基因發(fā)揮作用不同，團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，抗稻曲病需要多個(gè)基因同時(shí)作用。這意味著，必須把多個(gè)基因聚合到一個(gè)品種中去才能實(shí)現(xiàn)抗病效果，難度成倍增加。

“我們研究稻曲病已經(jīng)十年了，希望在未來(lái)五年完成突破。”何祖華說(shuō)“治好了稻瘟病和稻曲病，水稻育種目標(biāo)里的穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)就能實(shí)現(xiàn)了。”

“科研一定是當(dāng)成愛(ài)好來(lái)做的”

找到抗病基因不意味著一勞永逸，鄧一文提示，過(guò)度使用存在被病菌克服的風(fēng)險(xiǎn)，“就像人過(guò)度使用單一抗生素，時(shí)間一長(zhǎng)就沒(méi)效果了。”

目前，一方面并非所有育種家都會(huì)使用同一個(gè)基因，另一方面團(tuán)隊(duì)也為育種家提供了兩個(gè)后備基因，“雖然說(shuō)沒(méi)有像Pigm那么優(yōu)秀，但也還不錯(cuò)，在生產(chǎn)上也有重要應(yīng)用價(jià)值。”鄧一文說(shuō)。

據(jù)介紹，何祖華在水稻抗病研究領(lǐng)域取得了一系列重要科研成果。以第一完成人榮獲“國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)，相關(guān)成果入選“中國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展”，多篇論文被ESI列為領(lǐng)域高被引(1%)或熱點(diǎn)(0.1%)論文。培養(yǎng)出一批優(yōu)秀科研人員，其中十余位已經(jīng)成為科研院所的研究員、教授。

在團(tuán)隊(duì)“60后”成員李群看來(lái)，何祖華是全身心投入，真心熱愛(ài)水稻研究，“自團(tuán)隊(duì)組建我就加入了，他沒(méi)什么周末時(shí)間，一般早上八點(diǎn)來(lái)實(shí)驗(yàn)室，晚上九十點(diǎn)回家，多年來(lái)持之以恒。”

采訪中，記者看到何祖華帶領(lǐng)十余位學(xué)生頂著大太陽(yáng)在田里插秧，將科研寫(xiě)在田野上的畫(huà)面躍然眼前。“90后”博士后馬斌說(shuō)，老師的兩句話讓他印象深刻：一是“農(nóng)業(yè)科研必須到田里驗(yàn)證，不親自去看看就會(huì)焦慮”；二是“科研經(jīng)費(fèi)都是國(guó)家給的，研究成果希望真正為育種家服務(wù)”。

“榜樣是很重要的。”采訪快結(jié)束時(shí)，何祖華向記者提到了自己的碩士導(dǎo)師著名水稻遺傳育種家申宗坦教授，“申先生退休后直到八十多歲的時(shí)候還在種水稻，科研一定是當(dāng)成愛(ài)好來(lái)做的，學(xué)什么愛(ài)什么才會(huì)成為事業(yè)。”

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