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蔡得田:讓多倍體水稻緩解糧食危機(jī)

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-10-14 01:30:56  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  在湖北武漢一個(gè)多倍體水稻育種基地里,一個(gè)老人在緊張忙碌著。

  黝黑的皮膚,專(zhuān)注的神情,似乎已經(jīng)和水稻融為一體。盡管已經(jīng)年逾花甲,然而他精力不遜少年,依然過(guò)著家里、田間和學(xué)校三點(diǎn)一線(xiàn)的單調(diào)生活。

  然而,他本人絕非枯燥無(wú)趣之人。他性格外向,口才極好,能與任何人侃侃而談。在校園里,他是擁有眾多“粉絲”的蔡老師。

  他就是蔡得田,湖北大學(xué)知名教授,多倍體水稻育種科學(xué)家,熟悉他的人都親切稱(chēng)呼他老蔡。

  結(jié)緣:水稻育種事業(yè)融入生命

  水稻是蔡得田生命中的關(guān)鍵詞。

  “我因出生于1952年土改,分到田地,父母給我取名得田以示感恩?!辈痰锰镞@樣介紹自己。親歷過(guò)三年自然災(zāi)害的饑餓,蔡得田刻骨銘心地感到糧食的重要性。似乎在冥冥之中,蔡得田教授與水稻結(jié)下畢生不解之緣:1972年原本應(yīng)該學(xué)醫(yī),結(jié)果被欣賞他的招生老師安排學(xué)農(nóng)學(xué);1975年畢業(yè)后參加湖北雜交水稻協(xié)作組,見(jiàn)證了第一代三系雜交稻的誕生;1986年首批主持863無(wú)融合生殖水稻課題。從1999年至今,蔡得田一直專(zhuān)注于多倍體水稻的育種研究。

  作為高校的教授,蔡得田做到了教學(xué)科研兩不誤。在蔡得田看來(lái),教學(xué)和科研并不矛盾,大學(xué)教師的職責(zé)不僅是教書(shū)育人,更重要的是“要能持續(xù)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新,尤其是做源頭創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)者”。

  事實(shí)上,蔡得田鐘情于多倍體水稻起因有點(diǎn)偶然。在美國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí),他讀到一篇關(guān)于化石生物倍性進(jìn)化論文而突發(fā)靈感:主要糧棉油作物是多倍體,它們都經(jīng)由二倍體進(jìn)化到多倍體后產(chǎn)量成倍增加,那么,利用遠(yuǎn)緣雜交和多倍體雙重優(yōu)勢(shì)選育超級(jí)稻的做法將具有廣闊前途。這樣突然閃現(xiàn)的靈光,就像那個(gè)砸中牛頓的蘋(píng)果。命運(yùn)和責(zé)任讓蔡得田十六年如一日?qǐng)?jiān)持做下去。

  就這樣,那些一株株飽滿(mǎn)的稻穗一直伴隨著蔡得田,見(jiàn)證著他從豪情壯年到花甲之年的年輪變遷。

  科研:打通育種最后一公里

  早在十幾年前,蔡得田在多倍體水稻研究方面已經(jīng)取得顯著成果。

  在其《二十一世紀(jì)水稻育種新戰(zhàn)略》(其中第二作者為袁隆平)一文中,對(duì)于通過(guò)水稻遠(yuǎn)緣雜交和多倍體化結(jié)合利用基因組間和多倍體雜種優(yōu)勢(shì)作了詳細(xì)闡述。

  2003年,由袁隆平在內(nèi)的四個(gè)院士和國(guó)內(nèi)頂尖專(zhuān)家組成的專(zhuān)家組評(píng)價(jià)其多倍體水稻研究是“原創(chuàng)性育種新途徑”、“居國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平”。

  那么,對(duì)于大多數(shù)人,甚至一些農(nóng)業(yè)專(zhuān)家來(lái)講,多倍體水稻至今為何如此陌生?

  蔡得田認(rèn)為這涉及到兩個(gè)方面:凡屬源頭創(chuàng)新的成果都是有歷經(jīng)曲折磨難的過(guò)程,但科學(xué)是不會(huì)騙人的,符合科學(xué)規(guī)律的東西,最后一定會(huì)成功;國(guó)內(nèi)外對(duì)于多倍體水稻研究不能成功的論斷已深深印在不同層次的科學(xué)家和技術(shù)人員的頭腦中,“即使見(jiàn)到我們初顯成功時(shí),他們也未必會(huì)改變?cè)杏^念”。

  與傳統(tǒng)的二倍體水稻和雜交水稻所不同的是,多倍體水稻育種基于植物進(jìn)化原理,將二倍體水稻雜交加倍而培育成多倍體新品種的育種技術(shù)。多倍體水稻植株發(fā)育高大粗壯,穗大粒大,比二倍體水稻重3/5以上,米質(zhì)優(yōu),抗逆性強(qiáng),增產(chǎn)幅度大等優(yōu)點(diǎn)。

  蔡得田介紹說(shuō),利用組織培養(yǎng)和染色體加倍技術(shù),在幾百個(gè)組合中最終選育出2個(gè)高結(jié)實(shí)率多倍體水稻材料,解決了多倍體水稻育種的瓶頸,使多倍體水稻育種的前景豁然開(kāi)朗。

  2015年,在蔡得田的指導(dǎo)下,選育的多倍體水稻結(jié)實(shí)率達(dá)到85%,解決了多倍體水稻結(jié)實(shí)率低的問(wèn)題,多倍體水稻應(yīng)用已推向最后一公里。

  轉(zhuǎn)型:投身產(chǎn)業(yè)破解難題

  除了任職于湖北大學(xué)以外,蔡得田還有另一重身份:武漢多倍體生物科技有限公司首席科學(xué)家。

  “科研與市場(chǎng)應(yīng)該更好地結(jié)合?!辈痰锰镎f(shuō),單純的科研難以解決糧食短缺的實(shí)際性問(wèn)題,只有做到產(chǎn)學(xué)研一體化,把美好的產(chǎn)品惠及百姓,尤其是通過(guò)推廣應(yīng)用多倍體水稻才有可能實(shí)現(xiàn)緩解糧食危機(jī)的目標(biāo)。

  作為全球迄今唯一以“多倍體生物”為專(zhuān)業(yè)的企業(yè),武漢多倍體公司與湖北大學(xué)合作組建了“武漢市多倍體生物育種研究工程技術(shù)中心”。在談及與該公司董事長(zhǎng)陳柏林的合作時(shí),蔡得田認(rèn)為這是一種科研與企業(yè)的互補(bǔ)型合作,“我們都有做實(shí)事的心愿,都在農(nóng)村長(zhǎng)大,知道農(nóng)民的痛苦與期盼,都有為農(nóng)業(yè)農(nóng)民做貢獻(xiàn)的心愿”。

  2014年,在蔡得田科研團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下,該公司參加第二屆中國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽并獲獎(jiǎng),多倍體水稻生物育種技術(shù)已受到科技相關(guān)部門(mén)的關(guān)注。

  目前,依托蔡得田及其團(tuán)隊(duì),武漢多倍體生物科技有限公司在多倍體水稻的研究和育種上已取得重大進(jìn)展,獲得5000多個(gè)多倍體水稻材料,200多個(gè)優(yōu)良品系,近10個(gè)可進(jìn)行品種區(qū)試的品系?!案鼮橹匾氖?,多倍體水稻畝產(chǎn)穩(wěn)定,結(jié)實(shí)率達(dá)到80%以上,已經(jīng)突破困擾業(yè)內(nèi)幾十年的瓶頸?!辈痰锰镎f(shuō)。

  前景:多倍體水稻關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略

  民以食為天。

  糧食產(chǎn)量的穩(wěn)定和質(zhì)量直接影響到一個(gè)國(guó)家的糧食安全。目前,農(nóng)藥化肥和除草劑過(guò)度施用,工業(yè)化進(jìn)程帶來(lái)的環(huán)境污染,讓不少人對(duì)食品心存畏懼。

  多倍體水稻具有大幅增產(chǎn)、適應(yīng)性廣、多抗病蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì),且粒大質(zhì)優(yōu),蛋白質(zhì)含量高達(dá)14%,從外觀形態(tài)到可食性方面都優(yōu)于二倍體水稻。此外,與轉(zhuǎn)基因具有本質(zhì)區(qū)別的是,多倍體水稻是水稻基因組的加倍和重組,不涉及生物安全性評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn),育出的品種可以立即大面積推廣應(yīng)用。

  2013年,袁隆平等三位院士在觀看了多個(gè)高結(jié)實(shí)率的四倍體水稻株系后,對(duì)常規(guī)多倍體水稻品種的結(jié)實(shí)率能達(dá)到80%以上倍加贊賞,指出這是水稻育種的一個(gè)重大突破,希望盡快選育出不同類(lèi)型的多倍體常規(guī)品種和雜交組合。

  蔡得田期待政府單列專(zhuān)項(xiàng),拿出等同1%的轉(zhuǎn)基因?qū)m?xiàng)的經(jīng)費(fèi)支持多倍體水稻研發(fā)、組建聯(lián)盟,在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)會(huì)有許多研究人員及企業(yè)家投入其中,一個(gè)增產(chǎn)15%—20%的多倍體水稻生產(chǎn)體系將持續(xù)作用,這將極大緩解甚至消除中國(guó)乃至世界的糧食危機(jī)。“多倍體水稻育種被稱(chēng)為新一次綠色革命,是一個(gè)育種大工程。雖然多倍體水稻的成功標(biāo)志是品種審定和大面積示范種植,但如同雜交水稻從常規(guī)育種革新那樣,政府的特別重視和推動(dòng),將是新的多倍體水稻應(yīng)用的催化劑?!?/p>

  稻花香里說(shuō)豐年,這是古人描繪的場(chǎng)景。而在蔡得田看來(lái),一個(gè)稻香飄溢的豐年應(yīng)該是這樣的:以大幅增產(chǎn)提質(zhì)的多倍體水稻為代表的多倍體生物問(wèn)世,以多倍體品種為核心,以生物防治為重點(diǎn),農(nóng)肥菌肥綠肥為基礎(chǔ)的全面綠色生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品模式全面推開(kāi)。

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