科技自立自强之院士说|傅向东 —— 稻田里的基因 “解码者”
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06-17
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粮食安全是 “国之大者”,种业科技自立自强是守住口粮底线的核心根基。在中国科学院遗传与发育生物学研究所,中科院院士傅向东二十年如一日扎根实验室与万亩稻田,深耕水稻功能基因组研究,破译作物增产、提质、减氮的基因密码,以源头基础研究突破育种瓶颈,用自主可控核心基因筑牢我国水稻种源安全屏障,走出一条基础科研对接田间生产的自立自强创新之路。

走进海南、合肥、河北的试验田,总能看见傅向东弯腰观察稻穗、记录株型性状的身影。一边是精密测序仪运转的实验室,一边是风吹稻浪的田间地头,两大阵地同步攻坚,构成他科研生涯的完整图景。2005 年,在英国完成顶尖学术积累的傅向东选择归国,彼时我国水稻育种存在突出痛点:传统 “绿色革命” 矮秆品种抗倒伏、分蘖多,但氮肥利用效率偏低,农民依靠大量施肥换取产量,既增加种植成本,也带来水体、土壤面源污染;同时长期存在 “高产难优质、优质难增产” 的固有矛盾,成为制约水稻可持续发展的双重枷锁。

“当年李振声先生一句‘这是马后炮工作’点醒了我。只解析育种家已经在用的基因远远不够,我们要从源头挖掘全新核心基因,给育种行业提供原创新思路,这才是基础研究该承担的使命。” 傅向东坦言,前辈科学家的教诲彻底转变了他的科研方向,让他锚定超越传统绿色革命、培育少肥高产优质水稻这一原创目标,向着作物碳氮代谢调控机制发起攻坚。

无数次基因克隆、上万份水稻种质筛选、跨多年多点田间对比试验,傅向东团队取得一系列世界级原创突破。团队率先克隆 GRF4、NGR5 两大关键基因,从分子层面揭开矮秆品种氮肥利用率低下的底层机理,打通 “矮秆抗倒 + 高效用氮” 协同改良路径;后续挖掘 DEP1、GW7、GW8、LGY3、GSN7 等一批兼具增产、提质、减氮价值的自主核心基因,构建起高产、优质、氮高效协同调控的完整分子网络。2025 年,团队进一步揭示水稻染色质三维结构调控产量与氮肥利用效率的全新机制,提出 “源 – 库代谢流重编程” 育种新理念,为新一代可持续绿色水稻品种设计开辟全新赛道,相关成果连续刊发于《自然》《科学》《自然 – 遗传学》国际顶刊,多项成果入选中国科学十大进展、中国农业科学重大进展。

科研成果不能只停留在论文里,种源自立自强最终要落地良田。傅向东牵头搭建 “实验室基因挖掘 — 分子机理验证 — 田间品种培育” 一体化创新链条,打通基础研究与种业生产的壁垒,破解科研与育种 “两张皮” 难题。依托自主发掘的优异等位基因,国内上百家育种单位、种业企业开展规模化应用,培育 “中禾优” 系列等 150 余个水稻新品种,累计推广面积超 1 亿亩。种植实践数据显示,搭载团队自主基因的品种可在减少三成氮肥投入的前提下稳定增产,稻米垩白减少、外观与食味品质同步提升,真正实现 “少投入、多产出、护环境、提收益”,为我国农业绿色转型提供核心技术支撑。

作为新基石研究员、国家重点研发计划首席科学家,傅向东始终清醒看待我国种业创新现状。他表示,水稻主粮育种我国已稳居国际第一梯队,但玉米、蔬菜、牧草等作物核心基因资源挖掘仍存在短板;实现种业全面自立自强,既要持续做强作物功能基因组源头创新,也要完善产学研协同转化机制,把实验室原创基因高效转化为农民看得见、用得上的良种。“基础研究是科技自立自强的发动机,只有攥紧自主可控的基因资源,我们才能掌握育种话语权,摆脱种源领域潜在制约。” 傅向东说。

扎根田野二十载,傅向东先后斩获国家自然科学奖二等奖、全国创新争先奖、中科院杰出科技成就奖,连续多年入选全球高被引科学家,同时深耕人才培育,带领青年科研人员奔赴盐碱地、南方稻区开展联合攻关,传承扎根大地、科研报国的科研精神。在他的带动下,一批青年基因育种人才成长起来,持续为我国农业生物技术创新储备后备力量。

站在保障粮食安全、推进种业振兴的时代节点,傅向东心中有着清晰的奋进方向:持续深挖水稻、小麦等主粮关键基因,拓展耐盐碱、节水、抗病优质基因资源;推进分子设计育种技术普及,加速前沿基础研究产业化落地;面向全球可持续农业需求,输出中国原创育种理论与种质资源。

“稻田是我的实验室,基因是我的武器,守住粮食安全、实现种业自立自强,是一辈子要做好的事。” 傅向东以一名基因解码者的坚守,用自主创新破解农业 “卡脖子” 难题,在金黄稻浪间书写属于中国农业科学家的自立自强答卷。

从海外顶尖实验室到国内万亩试验田,傅向东的科研选择,是一代农业科研工作者报国初心的缩影。他跳出单纯追逐论文的科研思维,以国家粮食安全需求为导向,从基因源头实现原始创新,打通基础研究到良种推广全链条。一粒种子、一段基因、万顷良田,傅向东用二十年深耕证明:种业科技自立自强,既要坐得住冷板凳钻研分子机理,也要踏得烂泥田倾听土地需求,唯有源头自主创新与田间实践双向奔赴,才能牢牢把住中国饭碗的良种主动权。

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