2022-05-02 18:43:28
哪個(gè)年輕人手機(jī)里會(huì)全是玉米的照片?有綠油油的,有黃燦燦的;有細(xì)小剛長(zhǎng)出來(lái)的,有粗壯飽滿的;有野生的,有種植的……答案是,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后陳文康。前不久,他和同學(xué)張璇作為第一作者出現(xiàn)在了《科學(xué)》雜志上。
陳文康管理的玉米地。受訪者供圖
其實(shí)人們現(xiàn)在看到的玉米,既不是它本來(lái)的樣子,也不是它未來(lái)的樣子。約7000年前,玉米的米穗只有兩行,而現(xiàn)在市面上的玉米大多有16行米穗。玉米的產(chǎn)量是如何提高的,以后還能再提高嗎?
陳文康和張璇接力參與了一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)18年的研究,最近中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得突破性研究進(jìn)展:控制玉米產(chǎn)量的基因被找到,通過(guò)基因編輯可使其產(chǎn)量增加約10%。
民以食為天,農(nóng)以種為先。耕地有限,要養(yǎng)活更多人,要把飯碗牢牢端在自己手里,我國(guó)玉米的單產(chǎn)還需要提升。小小一粒種子,和每個(gè)人都有關(guān),和陳文康、張璇,他們的老師、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)青年教授楊小紅,以及老師的老師、國(guó)家玉米改良中心主任李建生更有關(guān)。
探索玉米演化機(jī)制,改良玉米品種成為這三代科學(xué)家的夢(mèng)想。
18年前,李建生教授為這個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇了一條研究提高玉米穗行數(shù)的“好路”。他提出了研究玉米產(chǎn)量如何增加的科研路線,并創(chuàng)制了研究工具――穗行數(shù)穩(wěn)定遺傳且為6行的玉米自交系,基本鎖定了控制產(chǎn)量的染色體。
2008年,李建生的研究生楊小紅博士畢業(yè),師生二人穿著紅黑色博士服在實(shí)驗(yàn)樓前微笑合影。2015年,李建生將這項(xiàng)研究傳棒給她,說(shuō):“實(shí)驗(yàn)室和未完成的使命就交給你了。”
“好。”楊小紅一向少言寡語(yǔ),只說(shuō)了一個(gè)字。她知道這個(gè)字的分量,“前景光明遼闊,但道路不會(huì)平坦”。
科學(xué)家預(yù)測(cè),玉米的基因組,有約4萬(wàn)個(gè)基因,尋找控制玉米產(chǎn)量的基因,是一個(gè)不斷縮小破案范圍、步步逼近真相的過(guò)程。他們需要讓另外三萬(wàn)多個(gè)基因都一樣,才能鎖定一個(gè)特定的基因,控制了產(chǎn)量――也就是穗行數(shù)這個(gè)性狀。課題組不斷嘗試鑒定玉米的基因型、種玉米、數(shù)種出來(lái)的玉米有幾行、發(fā)現(xiàn)不對(duì)、再鑒定基因型、再種玉米、再數(shù)玉米有幾行……
2020年,陳文康博士畢業(yè),和導(dǎo)師楊小紅同樣穿著紅黑色博士服在實(shí)驗(yàn)樓前合影。從博士到博士后,近10年他每年管著2畝地8000株玉米,每次玉米收獲他都負(fù)責(zé)去數(shù)玉米有幾行,這是一個(gè)非常關(guān)鍵的工作,每個(gè)玉米都要數(shù)一遍,不能出錯(cuò)。
這些年,陳文康數(shù)了幾萬(wàn)根玉米,就是為了鎖定關(guān)鍵基因,搞清楚這個(gè)基因的工作原理,通過(guò)基因編輯讓玉米變得更加高產(chǎn)。
18年,北方的玉米可以更迭18代,海南的水稻可以收獲36次。三代科學(xué)家接力奔跑6573個(gè)日夜,終于迎來(lái)一個(gè)高光時(shí)刻――
3月25日早上6點(diǎn)鐘,楊小紅從北京的實(shí)驗(yàn)室打電話給在海南玉米南繁基地工作的李建生,激動(dòng)地說(shuō),“李老師,我們的文章在Science(《科學(xué)》)在線發(fā)表了!”
和他們一起堅(jiān)守這個(gè)夢(mèng)想的,還有李建生早年聯(lián)合培養(yǎng)的博士生、現(xiàn)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授,美國(guó)冷泉港國(guó)家實(shí)驗(yàn)室教授大衛(wèi)?杰克森等科學(xué)家。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)最近用一組照片對(duì)這項(xiàng)工作做了階段性回顧,烈日下的翠綠玉米地在配樂(lè)《最初的夢(mèng)想》烘托下,更顯生機(jī)盎然,而陽(yáng)光也在每位師生的臉上留下了紀(jì)念。影片結(jié)尾寫(xiě)道:“致敬夢(mèng)想的堅(jiān)守者,恭喜夢(mèng)想成真。”
李建生介紹,團(tuán)隊(duì)不僅找到了控制玉米穗行數(shù)的關(guān)鍵基因,更可喜的是,這個(gè)基因在水稻身上也管用,可以將水稻的產(chǎn)量提高8%左右。對(duì)于這項(xiàng)成果,他們既不過(guò)分樂(lè)觀,也不過(guò)分悲觀,而是準(zhǔn)備一如既往繼續(xù)堅(jiān)守夢(mèng)想。
“這個(gè)有利于我們打種業(yè)翻身仗,通過(guò)育種的辦法提高作物的產(chǎn)量。對(duì)于產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),如果拿出10%左右的玉米種植面積推廣這項(xiàng)成果,6000萬(wàn)畝玉米每畝增加30公斤,就意味著每年可增產(chǎn)玉米18億公斤。”他笑著說(shuō):“我們希望再做18年,讓這個(gè)基因在農(nóng)民的地里開(kāi)花結(jié)果!”
楊小紅說(shuō):“一百年以后,沒(méi)你也沒(méi)我,我們奮斗一生不帶走一草一木;我們執(zhí)著一生,不帶走一分名利浮華?,F(xiàn)在我們是做出了一些成果,但我們還有很多諸如玉米穗行數(shù)演化機(jī)制等科學(xué)問(wèn)題都沒(méi)有完全揭示,我們接下來(lái)還要繼續(xù)再研究,進(jìn)一步為我國(guó)玉米育種事業(yè)做出一點(diǎn)我們的貢獻(xiàn)。”(中青報(bào)?中青網(wǎng)記者 張茜)
來(lái)源:中國(guó)青年報(bào)客戶端
編輯:王婕