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院士刘耀光:知其所以然 杂交稻不难

来源:广州日报  作者:徐静  2019-01-25 09:12:10


刘耀光


杂交水稻对中国人来说绝对是耳熟能详,但对于杂交水稻的育性是如何受基因调控,从而实现大规模杂交制种?这就是刘耀光要探知的最重要科学问题。刘耀光是恢复高考后的首批大学生,他在华南农业大学开始大学生涯,出国留学后回到华农工作。多年来,他扎根植物育性发育的分子遗传和基因工程研究,取得一系列突破性成果。

通过二十多年的潜心研究,刘耀光在这个领域取得了显著成绩,并于2017年当选中国科学院生命科学和医学学部院士。这是华南农业大学培养的第12位院士,随着他的当选,关于“一门三院士”的佳话开始流传——中国现代稻作科学的奠基人丁颖是卢永根的老师,刘耀光又是卢永根的学生,他们先后当选中国科学院院士。

追根问底:研究杂交水稻遗传基础

在中国,人们对杂交水稻并不陌生。上世纪七十年代,在全国多个育种单位的共同努力下,我国成功培育出三系杂交水稻,即由不育系,保持系和恢复系组成的杂交制种技术体系。如今,中国杂交稻已推广应用到30多个国家,增产幅度达到20%以上。

不过,在最初,尽管人们能成功研制杂交水稻,但水稻杂交育种材料育性调控的内在道理却还没人能说得清。而研究杂交水稻为何能成功杂交背后的分子遗传基础,就是刘耀光的工作。

“我们在杂交稻育种应用上取得了巨大的成功,但如何进行杂交稻的育性转换、育性控制是不清楚的。”刘耀光说,“做科研,我们就是要追根问底,既要知其然,也要知其所以然。”

在某种程度上,这是一场科研上的“赛跑”。杂交稻的育性控制研究难度很大,国际上很多实验室都在尝试解决。尽管遇到不少困难,但刘耀光在努力过程中也不断有新的发现,在国内外发表了一系列论文,获得了10多项专利。他连续多年成为学术界论文的“高被引学者”。他们确定了能够控制水稻育性的基因并阐明了作用机制,若将这一研究成果用于实践,无疑将大大缩短育种时间,提高效率。

由于远缘水稻杂交后育性低,难以产生种子。刘耀光在解决如何让远缘杂交稻能正常结实的问题,也进行了开创性的研究,并取得突破性进展,此成果有望提高杂交稻的产量。

近年来,刘耀光所带领的课题组佳绩频传,除了杂交稻育性研究成果,还在全球率先培育出胚乳富含花青素的“紫晶米”和富含虾青素的“赤晶米”。

薪火相传:“一门三院士”传为佳话

1977年,刘耀光成为恢复高考后的第一批大学生,进入华南农业大学遗传育种专业学习。大学毕业后,刘耀光在工作岗位上继续学习,1984年考上了华南农业大学卢永根教授的研究生,获得了选派出国留学的机会,分别在日本香川大学和京都大学攻读硕士和博士学位。博士毕业后,刘耀光在日本一家植物生物技术研究所又工作了5年。

虽身在海外,刘耀光仍与恩师卢永根院士保持书信来往,从未忘记恩师的教诲。1996年6月,刘耀光回到了母校华南农业大学,开启他科研工作的新里程。“当时我也没有过多的想法,卢老师告诉我学校建立了一个遗传工程研究室,我就回来了。当时实验室只有一些基本的研究条件,和国外有较大的差距,但现在我们国内很多实验室的研究空间、仪器、设备和经费甚至比国外都要好。”刘耀光感慨地说。他说要与外国的同行竞争,与时间赛跑。他渊博的知识、活跃的思维、高超的试验设计能力和技术以及忘我的拼搏精神,得到国内同行的尊重和信任。

值得一提的是,华农作物遗传育种专业一门三院士。丁颖是中国现代稻作科学的奠基人,农业高等教育先驱。1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。丁颖院士的学生卢永根教授长期从事水稻遗传学研究,1993年当选中国科学院院士;卢永根院士的学生——刘耀光2017年当选中国科学院院士。有华农老师表示,这正是华农人不忘初心方得始终传承“丁颖精神”的集中体现。刘耀光说,“一门三院士”的说法让他深感荣幸,丁颖院士和卢永根院士都是他学习的榜样。“这是一种科学精神的传承,作为接力棒,我希望把这份薪火传递下去。”

坚持不懈:把冷门研究做成热门

对于当选为中科院院士,刘耀光认为这只是对他提出了更高的要求。“科学是无止境的,解决了一个问题,就会出现新的问题,个人的力量虽然有限,但我会继续探索,希望还能有新的发现。”在这一研究领域,刘耀光和他的团队给出的是世界级研究成果,为中国在该领域研究的领先地位做出突出重要的贡献,使人们对植物育性调控的理解越来越深入。“刘院士带领团队坚持20多年,把冷门研究做成热门,这是最难得也最让我感动的。” 刘耀光的学生、如今已经是华农“珠江学者”特聘教授的陈乐天说。

陈乐天告诉记者,“刘老师做科研非常细致,对实验的任何一个细节都非常关注。他甚至会知道学生构建载体时具体用的是哪个酶、酶切位点是什么、设计的引物是什么。有时可能学生自己都忘了自己之前做了什么实验,但刘老师就会记得。”

刘耀光的博士生唐辉武介绍,刘耀光老师的研究方向其实很多人都曾经做过,但能坚持下来的并不多,正是这种坚持的精神成为他学习的榜样。在博士生赵延昌看来,刘老师给人的感觉很和蔼,而在科研上,刘老师非常严格,他要求学生定期跟他汇报他们近期做的事情,对学生的课题他一定要了解得很透彻,生怕学生走错了方向。

刘耀光

植物遗传学家,华南农业大学教授。主要从事植物育性发育的分子遗传和基因工程研究,研究成果为作物杂交育种提供了理论指导和技术支撑。1997年获“国家杰出青年基金”,2002年受聘教育部“长江学者”特聘教授,2004年获全国五一劳动奖章,2012年入选广东省“南粤百杰”,2014年获“全国优秀科技工作者”称号,2017年当选中国科学院院士。

创新感言

创新是科学研究的原动力和核心内容。我们从事科研工作就是为了创造新理论和新技术,更好地认知世界和改造世界,让人们生活更加美好。创新并不是一味追逐研究热点,而是要针对生产实践或基础科学前沿的学术问题开展系统而深入的研究,揭示科学问题的本质,并为解决生产和实际问题提供理论基础和技术支撑。科学创新过程通常是一个漫长和孤独的过程,这就需要科研人员能够耐得住寂寞,要有坐冷板凳的情怀和敢为天下先的勇气。

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