作為中國首個國家創(chuàng)新型城市，深圳在2018年1月8日舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上成績亮眼,，一共有19家深圳高校,、科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)主持或參與完成的15個項(xiàng)目榮獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎,。但你所不知道的是,，在同一場盛會上,，被譽(yù)為中國自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎項(xiàng)的國家自然科學(xué)一等獎,，背后也有著一段深刻的“深圳故事”,。

△ 2017年度國家自然科學(xué)一等獎項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成員合影，左起依次為黃學(xué)輝,、韓斌,、李家洋、錢前,、王永紅

1月8日,，中國科學(xué)院院士李家洋所領(lǐng)銜的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)因“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計(jì)”研究摘得了此項(xiàng)殊榮，團(tuán)隊(duì)主要成員包括了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院院士韓斌,、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國水稻研究所水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室錢前研究員,、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王永紅研究員和中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院黃學(xué)輝研究員等科學(xué)家。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)前三人均為研究所學(xué)術(shù)委員

這項(xiàng)被中科院稱為“水稻研究里程碑式的獎”與深圳有著密切的關(guān)系,。錢前研究員告訴讀創(chuàng)記者,，深圳可以稱得上是這個項(xiàng)目的“加速器”，如果要詳細(xì)了解情況可以前往位于大鵬新區(qū)的中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所,。循著錢前的指引,，1月9日,，記者采訪了另一位一直參與該項(xiàng)目研究的中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員熊國勝。

△ 參與國家自然科學(xué)一等獎項(xiàng)目研究的中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組所錢前團(tuán)隊(duì),。

△ 參與國家自然科學(xué)一等獎項(xiàng)目研究的中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組所熊國勝團(tuán)隊(duì),。

當(dāng)?shù)弥x創(chuàng)記者采訪的目的后，熊國勝說,，1月8日,，研究所朋友圈都被這條喜訊刷屏了。第一密切相關(guān)的是攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成員,，錢前是該所的創(chuàng)辦所長和首席研究員，見證了該所從無到有并逐步發(fā)展壯大的過程,。而李家洋,、韓斌兩位院士與錢前更都是該所新成立的第一屆學(xué)術(shù)委員會委員。

第二是該所科研人員曾參與了其中的部分研究工作,。中國農(nóng)科院表示,，中國水稻科研從傳統(tǒng)育種轉(zhuǎn)變成分子育種，從先行后知的選育到知行合一的定向篩選,，這是為什么要在深圳建立基因組所的初衷,，就是要加速這一進(jìn)程。錢前在2017年3月高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻分子設(shè)計(jì)育種研究成果在世界著名期刊《自然-植物（Nature Plants）》上發(fā)表時曾接受讀創(chuàng)記者采訪,，當(dāng)時就曾表示,，水稻基因多達(dá)4萬個，每次雜交就是4萬個基因與4萬個基因重新產(chǎn)生排列組合,。而這樣的雜交和回交還要反復(fù)進(jìn)行,，過程的繁復(fù)可想而知?！爸?6年的青春與汗水,，放到現(xiàn)在利用基因組學(xué)技術(shù)，可能只需要3年左右,?！卞X前說，基因檢測技術(shù)的不斷提升,，極大地提高了科研效率,。

△ 2015年，科學(xué)家在海南參加理想株型主效基因IPA1學(xué)術(shù)會期間留影（左一為熊國勝研究員,，左二為王永紅研究員,，左四為錢前研究員，左五為李家洋院士,，左六為韓斌院士）

“李家洋,、韓斌與錢前三人的合作開始于20年前,，而此次獲獎的項(xiàng)目是十多年合作的結(jié)果?！毙車鴦俦硎?，2009年，自己從美國博士后畢業(yè)就加入了李家洋院士實(shí)驗(yàn)室,，研究如何通過改良株型提升水稻產(chǎn)量的分子機(jī)理,，2014年加入深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所。

關(guān)聯(lián)分析找出“質(zhì)優(yōu)”遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

要摘得中國自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎項(xiàng),，這項(xiàng)研究不僅關(guān)注如何提升水稻產(chǎn)量,，科學(xué)家們更注重“優(yōu)質(zhì)性狀”，也就是一般人所理解的“好吃”,?！把芯康年P(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一?！毙車鴦俦硎?，一般來說，中國南方秈稻相對高產(chǎn),，北方粳稻相對口感更好,，要實(shí)現(xiàn)兩者的統(tǒng)一，除了要在產(chǎn)量上做文章外,，更要弄清是哪些基因在品質(zhì)形成過程發(fā)揮主要作用,。

熊國勝告訴讀創(chuàng)記者，水稻產(chǎn)量與株型相關(guān),，株型直接影響植株的光合作用效率與土地利用率,，進(jìn)而影響有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，是決定水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因素,。水稻的“理想株型”是現(xiàn)代育種理論和技術(shù)中追求的夢想,，包括莖稈粗壯、根系發(fā)達(dá),、病蟲害抵抗力強(qiáng),、分蘗適中、穗大粒多等多方面因素,。

△ 2012年,，李家洋院士在海南留影，他手中的正是現(xiàn)代育種夢寐以求的“理想株型”水稻,。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十多年不懈努力,，發(fā)現(xiàn)分離了控制水稻理想株型的主效基因IPA1，隨后又在在解析水稻株型形成的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究中，揭示了植物新型激素獨(dú)腳金內(nèi)酯調(diào)控株型發(fā)育的重要作用和調(diào)控機(jī)理,，這兩項(xiàng)成果先后入選“2010年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”和“2014年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”,。

相對于水稻高產(chǎn)的遺傳網(wǎng)絡(luò)，“優(yōu)質(zhì)性狀”的遺傳網(wǎng)絡(luò)更為復(fù)雜,，科學(xué)家起初對于“優(yōu)質(zhì)性狀”的分子機(jī)理并不明晰,。“口感跟個人喜好相關(guān)”,，熊國勝說,，科學(xué)家就選了不同地區(qū)的“優(yōu)質(zhì)”水稻品種，創(chuàng)新地采用了關(guān)聯(lián)分析法對淀粉合成途徑基因進(jìn)行研究,?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)“好不好吃”主要是由直鏈淀粉含量、膠稠度,、糊化溫度以及三者之間的互作而決定,，發(fā)現(xiàn)了決定這3個性狀的主效基因和微效基因及它們之間的作用關(guān)系，從而揭示了“優(yōu)質(zhì)性狀”的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò),。

深圳成為率先實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的城市

科學(xué)家通過開發(fā)全新的基因分型算法和水稻全基因組關(guān)聯(lián)分析方法,，對上千份不同遺傳背景的代表性水稻種質(zhì)資源和地方品種材料進(jìn)行了系統(tǒng)分析,，構(gòu)建出高密度的水稻單倍體型圖譜（一種針對染色體單體的大數(shù)據(jù),、高密度精細(xì)遺傳圖譜），摸清了世界水稻核心資源的遺傳變異的“家底”,，結(jié)合水稻“高產(chǎn)”與“質(zhì)優(yōu)”的分子機(jī)理研究獲得的知識,，為充分利用豐富多樣的水稻遺傳資源、開展水稻分子設(shè)計(jì)育種奠定了基礎(chǔ),。

 “這項(xiàng)成果是長期,、系統(tǒng)研究的成果，更與生產(chǎn),、生活需求密切聯(lián)系,。”熊國勝表示,，科學(xué)家們走向田間地頭,，反復(fù)根據(jù)不同地區(qū)不同品種水稻進(jìn)行改良?！搬槍|(zhì)優(yōu)水稻,，我們重點(diǎn)提升它的產(chǎn)量；而對于產(chǎn)量高的,，我們側(cè)重于改變它的質(zhì)量,。”熊國勝透露，在主栽品種通過導(dǎo)入理想株型主效基因IPA1,，在小區(qū)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了水稻產(chǎn)量5%到10%的提升,。

在項(xiàng)目中，科學(xué)家成功選配出兩個通過國家審定的雜交水稻組合——廣兩優(yōu)7203和廣兩優(yōu)7217,，這兩個組合已具備了“秈稻的株型,，粳稻的品質(zhì)”，標(biāo)志著水稻分子標(biāo)記育種取得了初步成績,。錢前表示,，深圳市經(jīng)信委產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)資金至今正支持這兩個組合在廣東省及南方省市推廣種植，成為率先推動國家自然科學(xué)一等獎項(xiàng)目成果產(chǎn)業(yè)化的城市,。

△ 2012年,，李家洋院士與錢前研究員在江西省奉新縣廣兩優(yōu)7203種植現(xiàn)場。

水稻是超過60%中國人的主食,，“如果說廣兩優(yōu)7203和7217是高產(chǎn)與質(zhì)優(yōu)的第一代產(chǎn)品,，那么科學(xué)家正在通過分子育種選配出第二代產(chǎn)品‘嘉優(yōu)中科’系列?！毙車鴦俦硎?，這兩個系列品種的推廣應(yīng)用將為水稻分子設(shè)計(jì)育種與生產(chǎn)的跨越式發(fā)展奠定開創(chuàng)性基礎(chǔ)。

△ 2017年為迎接世界植物學(xué)大會,，中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所用“廣兩優(yōu)7203,、7217”織就了水稻圖。

作為團(tuán)隊(duì)成員,，熊國勝現(xiàn)在已經(jīng)“扎根”深圳,。說起“扎根”，還有兩重意思,，一是他作為深圳市國家級領(lǐng)軍人才及海外高層次人才B類被引入深圳,，已在這里安家落戶。二是他到深圳后開始重點(diǎn)研究水稻根系生長發(fā)育,。

“要減少水稻生產(chǎn)過程中化肥和水的使用,，就要塑造發(fā)達(dá)根系，增加水稻的養(yǎng)分的利用效率,?！毙車鴦俦硎荆谏钲谶@個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍濃厚,，年輕又有活力的城市,，他將有信心帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在水稻研究上取得新的成就。

（文中圖片由受訪者提供）