“你很有勇氣啊，感謝你的支持。”李家洋握住了吉林省吉林市昌邑區(qū)新勝村村民李樹輝的手。

“應(yīng)該是我感謝您，讓它們經(jīng)受住了考驗(yàn)。”李樹輝高興地說。望著自家這750畝高產(chǎn)堅(jiān)挺且無病害的水稻，他的心情比別人輕松得多。

李家洋(中)在“中科發(fā)5號”水稻示范田韓揚(yáng)眉攝

李樹輝口中的考驗(yàn)，是今年8月以來，東北慘遭臺風(fēng)、低溫和連日陰雨侵襲，導(dǎo)致水稻嚴(yán)重倒伏且多發(fā)稻瘟病。就在他家稻田對面，連片的水稻像被碾壓似的幾乎全部倒下。

而李樹輝用的是一個新品種，來自中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋團(tuán)隊(duì)的國審稻新品種“中科發(fā)5號”。

在2000畝示范田中，“中科發(fā)5號”等新品種在產(chǎn)量、抗稻瘟病、抗倒伏等農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)突出，且外觀好、品質(zhì)優(yōu)、食味佳。

10年，夢想終實(shí)現(xiàn)

李樹輝種了十幾年水稻，今年試種“中科發(fā)5號”，沒想到卻“意外”躲過了一場“天災(zāi)”。

身邊是滿意的農(nóng)民和企業(yè)，眼前是長勢喜人的稻田，李家洋感慨，“10年前的夢想，我們基本實(shí)現(xiàn)了。”

那時，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院等單位找到李家洋，希望他幫助解決東北水稻倒伏、稻瘟病以及粒型改良等幾個難題，李家洋欣然接受。“東北地區(qū)是我們做水稻研究的一塊‘寶地’，更是我國的重要糧倉。該地區(qū)糧食高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)與否，直接影響到國家糧食安全。”

用時一個星期，李家洋走了3000多公里，對黑龍江地區(qū)水稻進(jìn)行全面考察。

他發(fā)現(xiàn)，東北地區(qū)最主要的優(yōu)質(zhì)米品種“稻花香”在生產(chǎn)中也遇到了稻瘟病抗性差、抗倒伏能力弱、稻谷出米率低、品種退化較嚴(yán)重等問題。

針對這些問題，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展從基礎(chǔ)研究到育種應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈的新品種選育工作。

10年攻關(guān)，李家洋團(tuán)隊(duì)與合作者成功選育出集優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗稻瘟病、抗倒伏、長粒于一身并適應(yīng)東北和西北地區(qū)種植的“中科發(fā)”系列粳稻新品種。

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“主要糧食作物分子設(shè)計育種”項(xiàng)目“水稻分子設(shè)計育種”子課題負(fù)責(zé)人、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員劉貴富介紹，目前，“中科發(fā)5號”等系列品種正在進(jìn)行大面積示范推廣。

在黑龍江、吉林、遼寧、寧夏、內(nèi)蒙古和新疆6省區(qū)共示范推廣25萬畝以上，其中“中科發(fā)5號”2019年示范推廣2.5萬余畝，布置了100多個百畝連片示范片、一個2000畝連片示范片。

與“稻花香”相比，“中科發(fā)5號”等品種預(yù)計增產(chǎn)100公斤/畝以上，抗稻瘟病和抗倒伏等抗逆性強(qiáng)，可減少災(zāi)害損失30%，整精米率提高8%以上。

這些優(yōu)良性狀帶來的經(jīng)濟(jì)和社會效益正日趨凸顯。

專家給予高度評價：“中科發(fā)5號”作為科學(xué)理論到生產(chǎn)實(shí)踐的典型范例，將為設(shè)計育種研究帶來新啟迪，極大推動作物由傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計育種轉(zhuǎn)變，對引領(lǐng)我國品種升級換代具有里程碑式的意義。

“分子設(shè)計”育出優(yōu)質(zhì)品種

不只“中科發(fā)5號”，示范推廣成績優(yōu)異的還有于2017年通過國家審定的“中科804”。

該品種去年在黑龍江五常市3000畝示范片中脫穎而出，今年推廣應(yīng)用面積已突破20萬畝。

此外，在長江中下游稻區(qū)，于2017年成功實(shí)現(xiàn)萬畝示范的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻新品種“嘉優(yōu)中科”系列，預(yù)計明年推廣面積達(dá)100萬畝。

新品種誕生的背后，是分子設(shè)計育種理論技術(shù)的強(qiáng)大支撐，使科技成果真正實(shí)現(xiàn)了“用得上，有影響”。

李家洋表示，農(nóng)業(yè)科技競爭的核心之一是種業(yè)競爭。在當(dāng)前的國際形勢下，品種分子設(shè)計是未來種業(yè)的制高點(diǎn)，“分子設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)‘定制化’育種，比如，想要什么樣的大米，需要弄清楚控制這些性狀的基因及其分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在這方面，我們已經(jīng)邁出了重要一步，走在世界前列”。

過去20余年，在國家自然科學(xué)基金委、科技部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中科院等項(xiàng)目的持續(xù)支持下，李家洋團(tuán)隊(duì)長期致力于水稻分子機(jī)理和調(diào)控機(jī)制的研究，在我國率先建立了植物基因圖位克隆技術(shù)方法體系，并克隆了影響水稻株型、分蘗數(shù)目、株高、分蘗角度、穗大小、穗型、莖稈強(qiáng)度等株型特征的一系列重要基因。

在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員陳萌山看來，分子設(shè)計育種將為我國農(nóng)作物育種開啟綠色革命嶄新時代帶來重要且戰(zhàn)略性的影響。“進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國糧食增長進(jìn)入了單產(chǎn)提高的瓶頸期，分子設(shè)計育種將是突破該瓶頸的重大理論和技術(shù)根基。”

“我們作為‘第一個吃螃蟹的人’，希望給更多團(tuán)隊(duì)做一個試驗(yàn)，讓大家看到，與傳統(tǒng)育種方法相比，分子設(shè)計育種時間更短、產(chǎn)量更高、綜合性狀更好。”李家洋說。

培育中國大品種

雜交水稻育種專家、中國科學(xué)院院士謝華安認(rèn)為，“中科發(fā)”系列水稻具有成為超級品種的潛力，建議將其培育為大品牌。

“超級品種就是豐產(chǎn)性、強(qiáng)抗性、優(yōu)質(zhì)性、廣適性4種特性綜合水平較高的品種。”謝華安希望，種業(yè)和米業(yè)相互配合打出品牌，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，提高效益，同時為今后提升品質(zhì)打下基礎(chǔ)。

不過，在李家洋看來，目前“中科發(fā)”系列水稻的栽培方式仍有待提高，要在栽培管理與減肥減藥的綠色生產(chǎn)方式上多下功夫。

未來如何做到“定制化”，也是李家洋目前思考的問題。他和團(tuán)隊(duì)正為糖尿病病人定制大米，已分析確定了影響包括直鏈淀粉含量、糊化溫度與膠稠度在內(nèi)的稻米品質(zhì)主效基因及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，鑒定了水稻抗性淀粉合成的重要基因。“食用這類大米后將使血糖維持在較平穩(wěn)狀態(tài)。”

從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用，再到產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)化，道阻且長。

李家洋一路走來深有感觸，“需要打通政產(chǎn)學(xué)研商全鏈條。只有這樣，新品種的繁育才會更快，農(nóng)業(yè)發(fā)展也才會更快。但怎么走，我們還需探索。”