温州职业技术学院教务科研网傅向东揭秘水稻高产低肥的科学奥秘

在春节期间,一则关于傅向东团队发现赤霉素信号传导新机制提高水稻氮肥利用效率的新闻虽然被疫情防控信息淹没,但仍在科研界引起了不小的关注。这一研究成果荣登《科学》杂志封面,深化了对植物赤霉素信号传导和氮素响应之间复杂相互作用机制的理解,是傅向东团队十多年来深耕赤霉素和氮素协同调控水稻生长发育机制的又一重磅成果。通俗来说,傅向东的研究内容是如何在减少氮肥使用的情况下提高水稻产量。

傅向东对于遗传学的兴趣从高中就开始了。在中学生物课中,对人类ABO血型遗传的问题产生了浓厚兴趣。他坚定选择了武汉大学生物系遗传学专业,而非热门专业。当时有老师劝他考虑热门专业,但他坚持自己的选择。这种执拗和坚定让他总是喜欢挑战难题。

留学英国约翰英纳斯研究中心期间,他师从英国皇家学会会员、牛津大学教授尼克哈伯德,这位著名遗传学家专注于赤霉素调节植物生长发育机理研究。上世纪60年代,以降低农作物株高、半矮化育种为特征的一次“绿色”革命,使全世界水稻和小麦产量翻了一番,解决了温饱问题。

然而,在半个多世纪后,被打上“绿色”烙印的小麦与水稻让农学领域专家们开始被另一项新的问题困扰:尽管这些品种对化肥不敏感,但其氮肥利用效率也下降,导致农民大量施用化肥却未能获得想要的产量,同时还带来了环境问题。傅向东通过实验证明,“绿色”矮秆基因对生长发育和氮素代谢影响,不仅使植株变矮,还使得其氨基酸合成能力下降。

回国后,傅向东决定解码“超级稻”高产性状形成分子机理。他希望找到关键基因,将来可以利用它们进一步通过分子育种来提高作物产量。他的团队成功克隆直粒穗基因DEP1,并研究它高产机理。此外,他们还找到了与植物氨基酸吸收及利用密切相关的GRF4基因,从分子水平揭示了“绿色”矮秆育种伴随着气体利用效率降低原因,并提出了明确方案。

最近,他带领团队以水稃产品性状对硝酸盐营养响应为切入点,找到了赤霉素与硝酸盐协同调控水稃分蘖关键NGR5基因,并阐明NGR5介导赤霉素信号传导途径调控硝酸盐利用效率分子机制。他目前最关心的问题是如何将基础研究与实践结合推动技术进步,以及如何解决当前农业面临的问题,如气体滥用导致环境污染等问题。

作为一个温文尔雅的人,他非常重视学生的心情变化,有时候甚至会请学生们吃饭聊天,让他们抒发压力。在他的实验室里,每个学生都能得到关注,而不是像其他地方那样匆忙赶场。尽管如此,他还是告诉每位考来的学生:“我会告诉你两点,一是实验室特别苦,一是发文章特别慢,说不定到毕业时都没有文章。”这是在告诫他们要慎重选择职业道路,因为这是人生的重要时刻。如果他们只是为了名利,那么可能就会浪费宝贵时间。而真正投入的是那些愿意思考、愿意探索真理的人才能够享受科研带来的快乐和满足感。“做科研就是要成为Number One,不要Number Two,更不要Me too。”

最后,我们看到的是一个追求真理、勇于挑战的人物形象—— 傅向东。他说:“一个东西只要你认准,就不要放弃,只有走错一步才会走对下一步,如果一开始就知道结果,那是不叫科学工作。”

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