中科院院士、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋: |
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新策略護(hù)航糧食與生態(tài)安全 |
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問:您團(tuán)隊(duì)是基于一個(gè)什么樣的背景開始做這項(xiàng)研究的?
李家洋:初衷還是糧食安全,希望我們能吃得飽、吃得好、吃得營(yíng)養(yǎng)健康。
作為一名做植物科學(xué)的研究人員,我希望在農(nóng)業(yè)方面確保糧食產(chǎn)量和品質(zhì),高效利用土壤養(yǎng)分,應(yīng)對(duì)全球氣候變化帶來的挑戰(zhàn),培育出好的種子,在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí),保護(hù)環(huán)境和人們的身體健康。
問:在異源四倍體野生稻馴化過程中,您提出了四步走的“藍(lán)圖”,能不能為我們具體解釋一下是哪四步?
李家洋:把這一個(gè)野生稻變成我們可以種植生產(chǎn)用的品種,這個(gè)過程中會(huì)有很多不可預(yù)知的因素,需要分階段實(shí)施。
第一步就是找到最基礎(chǔ)的材料,我們?cè)跀?shù)十種野生稻中挑選生物量更大、環(huán)境更友好、病蟲害抵抗能力更強(qiáng)等指標(biāo)好的類型,將這一份野生稻資源作為后續(xù)研究的基礎(chǔ)。
我們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)收集資源,花了大約三四年時(shí)間,選定了一份高稈野生稻的材料品種,命名為多倍體水稻1號(hào),Polyploid Rice 1,即PPR1。
第二步是比較有挑戰(zhàn)性的,建立野生稻馴化的技術(shù)體系,包括高質(zhì)量參考基因組的繪制和基因功能注釋、高效遺傳轉(zhuǎn)化體系,以及高效基因組編輯技術(shù)體系三個(gè)方面。
第三步,設(shè)計(jì)改造野生稻的線路,找到哪些是我們需要的優(yōu)勢(shì)性狀基因,然后精準(zhǔn)改造。同時(shí),做出來的“種子”拿到田間生產(chǎn)上去測(cè)試,比如豐產(chǎn)性、自然條件的適應(yīng)能力、養(yǎng)分的吸收利用能力等。
最后一步則是,生產(chǎn)試驗(yàn)品種審定,示范推廣。
目前基本上走到了第三步快結(jié)束的時(shí)候,我們現(xiàn)在是對(duì)優(yōu)勢(shì)性狀基因進(jìn)行單個(gè)改造,要做成一個(gè)可用的品種,需要把諸多優(yōu)勢(shì)性狀基因同時(shí)改造,從豐產(chǎn)性、抗逆性、養(yǎng)分高效利用性等各個(gè)方面優(yōu)化,最終達(dá)到一個(gè)預(yù)想的好品種。
問:異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化新策略的提出具有哪些科學(xué)意義和社會(huì)意義?
李家洋:野生四倍體水稻具有生物量大、高效利用土壤養(yǎng)分、高抗病蟲害及適應(yīng)環(huán)境變化的能力。該項(xiàng)研究的意義在于,為我們提供了一種快速有效利用自然野生資源的新策略,從而能更好地保障糧食安全,保護(hù)生態(tài)安全與適應(yīng)全球氣候變化。
問:此項(xiàng)研究取得成功的因素有哪些?
李家洋:我認(rèn)為研究取得成功的主要因素有:一是研究團(tuán)隊(duì)成員具有很強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新精神,勇于探索科學(xué)中的無人區(qū);二是團(tuán)隊(duì)具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),能夠克服研究中的各種困難;三是團(tuán)隊(duì)具有良好的合作精神,能夠結(jié)合各個(gè)研究所的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)!
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2022年2月刊 封面)